本文以北支江综合整治项目———上游水闸、船闸工程为例，研究此技术在水利工程中的应用，并提出适合该工程的施工参数等，可为类似工程提供借鉴和参考。

　　 北支江上游水闸、船闸工程主要包括新建上游水闸、船闸及堤防工程等。水闸由上游钢筋混凝土铺盖、闸室、下游钢筋混凝土护坦组成。左岸与防护堤相接，右岸与船闸上闸首相邻。闸室段为水闸工程的主体，闸室为平底开敞式结构，由闸底板、闸墩、工作闸门等组成。水闸共3孔，每孔净宽60.0m，闸底板顺水流方向长30.0m，闸室总宽225.0m(不含船闸)，闸墩顶高程为6.700m。采用底轴驱动式翻板闸门，尺寸为60.0m×4.9m(宽×高)，最大挡水高程6.000m。

　　 根据选定闸址的枢纽总体布置，通航建筑物为一线单级船闸，布置在枢纽右岸，左邻泄洪建筑物，右毗岸边侧与亲水平台相接。船闸主要建筑物包括上闸首、下闸首、闸室、上游引航道和下游引航道5部分，根据船闸规模、等级和过闸方式等要求，船闸主体建筑物及上、下游引航道总长346.0m。

　　 根据勘探揭露的地层情况，上游闸线基岩为燕山期入侵的花岗闪长岩，埋深达30～46m，左侧埋深浅、右侧深。

　　 水闸基础底板埋置高程约为-4.900m，水闸主体结构底板以下大部分以(2)₂粉细砂层为主，局部存在(5)₁淤泥质粉质黏土层，其工程性能极差，不宜直接作为水闸主体结构天然地基持力层。主体结构底板以下存在软弱下卧层，建议主体结构位置采用桩基础。结构底板以下有(6)₂圆砾层局部分布，厚度2.30～7.50m，局部夹有黏性土、粉土含量较高孔段，其下夹有厚层的(6)_夹粉质黏土，(6)₃中砂层厚度不大，将(6)₄卵石层作为桩基持力层，若上述土层不能满足承载力要求，可采用(7)₃中风化花岗闪长岩层作为桩基持力层。但该层埋深较深，虽是桩基良好的持力层，但施工难度较大，需穿越上部厚度达15m以上的圆砾、卵石层。

　　 工程区域位于钱塘江流域，属亚热带季风气候区，季风显著，四季分明。多年平均气温16.1℃，极端最高气温44.2℃，极端最低气温-14.4℃。多年平均降水量1 479.3mm，年内呈明显季节性变化，70%左右的雨量集中在3—9月。

　　 根据现场实际情况，长螺旋钻孔灌注桩桩基进场组装在水闸2号孔闸室区域，该段区域较平坦，故试桩采取就近原则，在水闸2号孔进行试桩，试桩桩位编号2-t₅,2-v₅，如图1所示。

　　 试桩采取跳桩形式。工艺性试桩共取2根，试桩时记录各施工参数及施工情况。

　　 1) 2-t₅号桩施工参数不埋设护筒，钻进速度2.0m/min，提升速度1.8m/min。

　　 2) 2-v₅号桩施工参数埋设护筒，钻进速度2.3m/min，提升速度2.3m/min。

　　 现场试桩均严格按《长螺旋钻孔灌注桩工艺性试桩方案》执行。试桩施工过程中主要质量检验内容有施工原始记录、混凝土坍落度、桩数、桩位偏差、桩顶标高、钢筋笼质量、桩体抗压强度、主要异常情况等，检查结果如表1所示。

　　 长螺旋钻孔灌注桩一阶段试桩完毕，待桩体达到一定强度后，对其进行开挖检查。本次低应变检测施工现场暂不具备开挖凿至设计桩顶条件，因地下水丰富，不采取深度开挖凿除桩头进行完整性检测，均在施工桩顶高程上进行检测，Ⅱ类桩2-t₅，检测桩顶高程0.500m，设计桩顶高程-4.800m，检测桩长23m，设计桩长17.7m。检测结果显示，在桩顶0.5m以下4.5m(高程-4.000m)处存在轻微缺陷，该处为桩头超灌部位采用素混凝土，不属于设计桩长段。开挖检查结果:2-t₅号桩桩身直径为87cm,2-v₅号桩直径为80cm，均符合设计要求，桩身外观质量较好，如图2所示。

　　 本次试桩设计桩长段完整性检测均无缺陷或轻微缺陷，灌注桩试桩完整性检测情况较好，故确定指导性施工参数为:钻进速度2.3m/min，提升速度2.0m/min。

　　 长螺旋钻孔灌注桩施工工艺流程如图3所示。

　　 1)定位放样

　　 根据设计桩位平面位置图用全站仪定出灌注桩桩位。施工前先平整施工场地，按基线控制网及设计坐标，用全站仪精确放出桩位，然后用钢尺复核桩位间几何关系，经测量人员和测量监理工程师复核无误后，放出桩基十字线方向的护桩。

　　 2)钢护筒埋设

　　 护筒埋设位置应与桩位相吻合，桩位采用全站仪极坐标法定位，并用十字线确定护筒的埋设位置。

　　 3)成孔

　　 本工程地质条件为软土地基，考虑高大设备施工作业安全，桩基施工范围内30m全部采用2cm厚钢板进行铺设，保证桩机就位时平稳、牢固，确保在施工中不发生倾斜或移位。钻进前对钻头的水平度和垂直度进行核查，确保桩垂直误差<0.5%。同时，检查钻头底部阀门，确保能开闭自如，成孔阶段应保证阀门密闭。开孔时速度要缓慢，待钻机无较大晃动后，加快钻进速度，钻进速度按2.3m/min进行控制。钻进时应注意电流变化，当超出电动机额定电流时，应及时停钻排土，直至电流恢复正常。成孔深度应达到设计要求。

　　 4)钢筋笼制作

　　 钢筋笼现场制作，每个钢筋笼宜分节制作，外形尺寸及焊缝符合设计要求及规范规定，主筋间距允许偏差±10mm，箍筋间距允许偏差±20mm，钢筋笼直径允许偏差±10mm，钢筋笼保护层允许偏差±20mm，主筋焊接时，同一截面钢筋接头不得多于主筋总根数的50%，接头错位距离应>35d(d为钢筋直径)，且≥50cm。主筋焊缝长度单面焊为10d。钢筋笼制作长度及安装深度允许偏差为±50mm，吊点位置用5cm短钢筋焊接加强，钢筋笼制作完成且验收合格后，方可进入下一工序。

　　 5)灌注混凝土

　　 当钻机钻孔达到要求深度后，停止钻进，同时启动混凝土输送泵向钻具内输送混凝土，待混凝土输送到钻具底端将钻具缓慢上提0.1～0.3m，以观察混凝土输送泵压力有无变化，判断钻头底部阀门是否已经打开。输送混凝土顺畅后，方可开始灌注成桩，严禁先提管后泵料。提升速度要与泵送速度相适应，根据试桩结果，提升速度≤2.0m/min。灌注成桩过程中提钻与输送混凝土应自始至终密切配合，钻具底端出料口不得高于孔内混凝土液面，应始终保持在混凝土面1m以下，防止缩径、断桩等质量事故发生。为确保桩身质量，桩身混凝土应超灌至设计打桩平台高程(1.500m)，钻头提至孔口时，应适当埋入一定深度，确保桩头部位的桩径达到设计要求。

　　 浇筑前先进行室内试验确定混凝土配合比，采用C30水下灌注混凝土，现场施工时按SL 176—2007《水利水电工程施工质量检验与评定规程》及SL 677—2014《水工混凝土施工规范》的相关要求制作留置混凝土试块，以备进行混凝土试块统计评定。

　　 混凝土由自建拌合系统拌制，由混凝土搅拌车运输至混凝土输送泵，混凝土输送泵管布置宜减少弯道，泵与钻机距离宜≤60cm。

　　 为保证浇灌质量，防止“掉渣”造成夹泥、断桩，采取增加充盈系数、超灌至孔口的方法，在底板施工前再凿至设计顶高程。

　　 6)下钢筋笼

　　 混凝土灌注后，清除孔口周围泥土，将钢筋笼用副卷扬机吊起直立于孔口，为满足钢筋笼吊运不变形的要求，钢筋笼吊点位置应严格选取，必要时应在吊点位置绑上扁担。吊放钢筋笼入孔时，对准孔位，吊直扶稳，避免碰撞孔壁。先利用钢筋笼自重下至一定深度，再采用插筋器下钢筋笼到设计深度。

　　 7)桩头保护及渣土处理

　　 灌注完毕的桩顶立即采用渣土覆盖，防止雨水冲刷、日晒干裂。钻机成孔过程中，采用PC220挖掘机将渣土及时翻至工作面以外，倒运至临时堆土场进行晾晒，定期进行翻晒，加快固化。晾晒后运至场外指定弃渣场。

　　 以北支江综合整治项目———上游水闸、船闸工程为例，介绍了长螺旋钻孔灌注桩在水利工程中的应用，得出以下结论。

　　 1)在施工参数为钻进速度2.3m/min、提升速度2.0m/min的情况下，试桩设计桩长段完整性检测均无缺陷或轻微缺陷，灌注桩试桩完整性检测情况较好。这说明在此钻进速度和提升速度等施工参数下，长螺旋钻孔灌注桩在水利工程中应用效果较好，可为类似工程提供参考。

　　 2)如出现塑性高的黏性土层，则采用钻具回转泵送混凝土法，即在泵送混凝土的同时使钻具在提拉下正向回转，使挤压在阀门的泥松动脱落，从而在泵压下打开阀门。

　　 3)保证钻头在混凝土内埋深始终控制在2m以上，保证带压提钻，如邻桩间距<5d(d为桩径)，则需采用隔桩跳打法。

　　 4)为保证浇灌质量，防止“掉渣”造成夹泥、断桩，可适当增加充盈系数，将混凝土压灌至设计打桩地坪孔口。

　　 5)为避免出现桩头不完整，需保证超灌至设计打桩平台高程。