1、桩基础水下混凝土灌注施工质量控制的探讨摘 要：钻孔灌注桩的水下砼灌注是成桩的关键环节，但往往由于施工工艺不当，造成断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题时有发生。因此，灌注工艺是否合理是成桩质量的关键。 关键词：水下混凝土；灌注施工工艺；质量控制 Abstract: Bored pile underwater concrete grouting pile is the key link, but often due to improper construction technologies, resulting in broken pile, pipe blockage, mud, honey
2、comb, less irrigation and other quality problems occur often. Therefore, perfusion technology is reasonable or not is the key to the quality of pile. Key words: underwater concrete perfusion; construction technology; quality control 中图分类号：TU757.4 文献标识码：A 水下混凝土的灌注施工 1 施工方法 水下混凝土的灌注可采取直升导管法、箱袋法、铺石灌浆法和
3、混凝土泵输送法等。比较常用的是直升导管法进行水下混凝土灌注。采用直升导管法进行水下混凝土灌注是将混凝土拌和物通过导管下入口，进入到初期灌注的混凝土（作为隔水层）下面，顶托着初期灌注的混凝土及其上面的泥浆或水上升。为使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，坚持连续作业，使灌注工作在首批混凝土初凝之前完成。 1.2 施工工艺 埋设护筒制备泥浆钻孔清底钢筋笼制作与吊装灌注水下混凝土。 1.3 水下混凝土的施工控制 水下混凝土的施工分为三个阶段进行控制： 1.3.1 首批砼灌注 混凝土灌注量与至砼面高度、砼面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有密切关系。孔径越大，首批灌注的混凝土量，首批混凝土
4、在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大常出现导管中堵满混凝土，甚至漏斗内还有部分混凝土，施工过程中应加大设备的起重能力，同时拉紧漏斗晃动，并迅速向漏斗中加混凝土，然后再稍拉导管，这样可使混凝土顺利下滑至孔底，下灌后，继续向漏斗中加入混凝土，进行后续灌注。 1.3.2 后续混凝土灌注 后续灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的混凝土下落后，牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入混凝土。 1.3.3 后期混凝土的灌注 混凝土灌注后期，由于孔内压力变小，往往上部混凝土不如下部混凝土密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。 水下混凝土的灌注质量控制 1 水下混凝土的性
5、能参数 2.1.1 混凝土原材料的选用 水下混凝土一般选取用标号不低于 32.5Mpa 的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。粗骨料选用卵石或花岗岩破碎而成的石子，其含泥量要小于 2%，以提高混凝土的流动性，防止堵管，粗骨料的级配应保证混凝土的良好和易性。细骨料应选用级配合理质地坚硬、颗粒洁净的天然中、粗砂。 2.1.2 混凝土初凝时间的控制 水下混凝土初凝时间仅为 35 小时，只能满足浅孔小桩的灌注要求，而深孔桩灌注时间约为 57 小时，因此应加缓凝剂，使混凝土混凝土初凝时间大于 8 小时。 2.1.3 混凝土的搅拌方法和搅拌时间 为使混凝土具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒
6、入料斗后，先开动搅拌机并加入 30%的水，然后与拌和料一起均匀加入 60%的水，最后加入 10%的水（如果砂、石含水率较大时，右适当控制此部分水量） ，加水到出出料时间控制在 6090s 内。 2.1.4 坍落度选择 水下混凝土在灌注过程中，坍落度应控制在 180200mm 之间，混凝土灌注距桩 5m 处时，坍落度应控制在 160170 mm 之间，以确保桩顶浮浆不至于过高。 2.2 水下混凝土灌注施工控制 2.2.1 首批混凝土灌注的要求 首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（1.0m）和填充导管底部的需要，见图 1 所需混凝土的数量可参与下式计算： V (H1+H2)(D/2)2+
7、h1(d/2)2 V首批混凝土的所需的数量（m3） ； D-桩孔直径（m） ； H1桩孔底至导管底端间距，一般为 0.4m； H2导管初次埋置深度（m） ； d导管内径(m)； h1桩孔内混凝土达到埋置深度 H2 时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度(m)，即 h1=HWW/C； HW井孔内的水或泥浆深度(m); W井孔内水或泥浆的重度(kN/m3); C混凝混凝土拌和物的重度（取 24kN/m3） 2.2.2 后续混凝土灌注的要求 首批混凝土灌注后，接着应连续不断灌注混凝土，严禁中途停顿。在灌注过程中，应经常用测锤测控混凝土面上升高度，并适时提升至使导管底口埋深在混凝土内不小
8、于 2.00m，严禁超提。遇特别情况（局部严重超轻、缩径、漏失层位和灌注量特别大的桩孔等）应增加测量混凝土面的次数，以正确分析和判断孔内情况。 在该阶段牵动牵动导管的作用尤其重要，牵动导管有利于后续混凝土的顺利下落，否则混凝土在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间摩擦阻力随之增强，造成水泥不断流失，而骨料都滞留在导管中，使灌注混凝土下落困难，导致断桩，同时，由于粗骨料间有大量的空隙，后续混凝土加入后形成的高压气囊会挤破管节间的密封胶垫而导至漏水。有可能形成蜂窝状混凝土，严重影响成桩质量；同时牵动导管可以增强混凝土向周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦阻力，以加大混凝土与
9、钢筋的结合力，从而提高桩基承载力。 2.2.3 后期水下混凝土灌注的要求 后期水下混凝土由于孔内压力较小，应提高漏斗，增大落差，或以振动泵进行振捣密实，使其与下部桩身一致。 2.2.4 导管埋深确定 导管埋入混凝土中的深度见表 2 表 2 导管埋深值 在水下混凝土灌注时，应根据实际情况严格控制导管的最小及最大埋深，其埋置深度以能使导管内混凝土顺畅流出，便于导管提升和减少拆管的次数及被所埋的混凝土的初凝时间来确定，但一般最大埋深不宜超过 6m。 2.2.5 混凝土灌注时间的确定 混凝土灌注的上升速度不得小于 4m/h。灌注时间必须控制在埋入导管中的混凝土初凝前 1h，同时确保在不丧失流动性的时间
10、内。但在实际的施工中是无法做到的，常规的施工方法是：掺入适量的缓凝剂，使混凝土适当延长初凝时间。 2.2.6 桩顶的灌注标高及桩顶处理 灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为 0.51.0m，以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除残余桩头应无松散层。 处理桩顶浮渣时，可在混凝土初凝前，人工清除到桩顶设计高以上保留不小于 50cm，待桩顶混凝土强度达到设计强度的 70%时再将其凿除至设计标高。 2.3 导管法施工时注意事项 2.3.1 灌注混凝土必须连续进行，不得中断。否则先灌入的混凝土一旦达到初凝，将使后灌混凝土无法从导管中流出，造成断桩烂桩。 2.3.2 从开始搅拌混凝土后，在 1.5
11、h 之内尽量灌注完毕特别是在夏季，气温较高，混凝土初凝时间缩短，更应控制灌注时间。对于商品混凝土，如需要长途运输时，应事先调查外界气温条件，根据实际需要掺加缓凝剂。 2.3.3 在混凝土灌注时，随着孔内混凝土的上升，需要逐节快速拆除导管和恢复灌注。拆下的导管应立即冲洗干净。 2.3.4 在灌注过程中，当导管内混凝土不满时，后续的混凝土宜通过溜槽徐徐灌入漏斗和导管，不得快速倾入，以免在导管内形成高压气囊，挤坏管节间的橡胶垫或使导管破裂。 2.3.5 防止钢筋笼的走位和上升： 在孔口进行焊接固定钢筋笼； 灌注的混凝土进入钢筋笼底段时，灌注速度尽量缓慢、均匀。 拆管时，在保证导管埋深的前提下，导管应远离钢筋笼，防止混凝土的流动而拉动浮笼。 当孔内混凝土面进入钢筋笼段后，灌注管口应始终处在钢筋 笼与混凝土面的中间部位，减少混凝土上托力对钢筋笼浮位的影响。 参考文献： 1.道路桥梁工程施工手册 ，天津市政工程局主编，中国建筑工业出版社 2003 年 3 月出版。 2.公路桥涵施工技术规范 ，中华人民共和国行业标准 JTJ 041-2000
