港口工程水下混凝土灌注樁灌注事故原因及預防措施

摘要：灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質量的因素很多，所以在港口工程中對其施工過程每一環節都必須要嚴格要求，對各種影響因素都必須有詳細的考慮，如地質因素、鉆孔工藝、護壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等。對于誘發灌注事故的因素，必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時又必須準備相應的對策，預防事故的發生或一旦發生事故及時采取補救措施。

關鍵詞：港口工程；混凝土；灌注

在港口工程中水下澆注混凝土施工是灌注樁質量控制中最重要的一個環節。

水下澆注混凝土是用混凝土從孔底開始灌注，將孔內泥漿置換出來，成為混凝土樁；澆注過程中，應及時掌握孔內混凝土面上升的高度及導管插入深度，測定每個混凝土面位置應取兩個以上的測點，測繩受拉伸、濕度等因素影響，所標長度變化較大，須經常校正。

澆注混凝土必須連續進行，否則先澆灌進去的混凝土達到初凝，將阻止后澆灌的混凝土從導管中流出。施工中，混凝土澆注速度應盡可能地快一些，終止澆注混凝土前，須確定混凝土面真實高度，以見混凝土中粗骨料為準。

水下澆注混凝土經常遇到的幾個工程事故原因及預防措施：

1初灌未封底：樁底沉渣量過大，使初灌不能正常反漿，或導管距孔底太遠，初灌量不夠沒有埋住導管。造成這種原因是檢查不夠認真，清孔不干凈或沒有進行二次清孔。認真檢查，采用正確的測繩與測錘；一次清孔后，不符合要求時，要采取措施：如改善泥漿性能，延長清孔時間等進行清孔。在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過規范要求，應進行二次清孔。導管底端距孔底高度依據樁徑、隔水閥種類、大小而定，最高不超過0.5m。

2導管堵塞：灌注時間過長，而上部砼已接近初凝，形成硬殼，而且隨時間增長，泥漿中殘渣將不斷沉淀，從而加厚了積聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注極為困難，造成堵管，盡可能提高混凝土澆注速度，開始澆砼時盡量積累大量砼，產生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。快速連續澆注，使砼和泥漿一直保持流動狀態，可防導管堵塞；澆注混凝土過程中，應勻速向導管料斗內灌注，如突然灌注大量的混凝土導管內空氣不能馬上排出，可能導致堵管，若管內空氣從導管底端排出，可能帶動導管拔出混凝土面。混凝土的質量是堵塞導管的主要原因，必須把好質量，混凝土和易性不好或離析使石子聚集在一起流動性差，導致堵管。導管使用后應及時沖洗，保證導管內壁干凈光滑。如發生堵管在導管上部可用鋼筋疏通，在下部提取導管上下振擊。

3導管漏水：導管使用前須做密封試驗，灌注前檢查導管是否漏水、彎曲等缺陷，發現問題要及時更換。在灌注過程中發現漏水應加快灌注速度，并加大混凝土埋深，使管內混凝土超出漏水處。

4導管拔出混凝土面：導管提漏有兩種原因：a.當導管堵塞時，一般采用上下提振法，使混凝土強行流出，但如果此時導管埋深很少，極易提漏。b.因泥漿過稠，在測量導管埋深時，對砼澆注高度判斷錯誤，而在卸管時多提，使導管提離砼面，也就產生提漏。灌注混凝土過程中，測定已灌混凝土表面標高出現錯誤，導致導管埋深過小，出現拔脫提漏。特別是灌注后期，易將泥漿中混合的坍土層誤為混凝土表面。因此，必須嚴格按照規程用規定的測身錘測量孔內混凝土表面高度，并認真核對，保證提升導管不出現失誤。如誤將導管拔出混凝土面，必須及時處理。孔內混凝土面高度較小時，終止澆注，重新成孔

孔內混凝土面高度較高時，可以用二次導管插入法，其一是導管底端加底蓋閥，插入混凝土面1.0m左右，導管料斗內注滿混凝土時，將導管提起約0.5m，底蓋閥脫掉，即可繼續進行水下澆注混凝土施工。由于要克服泥漿對導管的浮力，混凝土面較深時，不宜采用；

此方法使用時，必須由有經驗的工程師現場指導，導管長度、吊預制混凝土球閥鐵絲長度、鐵絲抗拉強度、混凝土面實際位置等數據，必須在事先正確確定。

提升導管要準確可靠，灌注砼過程中隨時測量導管埋深，并嚴格遵守操作規程；

5導管被混凝土埋住、卡死：在灌注過程中，導管的埋置深度是一個重要的施工指標。導管埋深過大，以及灌注時間過長，導致已灌混凝土流動性降低，從而增大混凝土與導管壁的摩擦力，加上導管采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤連接的導管，在提升時連接螺栓拉斷或導管破裂而產生斷樁。導管插入混凝土中的深度應根據攪拌混凝土的質量、供應速度、澆注速度、孔內護壁泥漿狀態來決定，一般情況下，以2～6m為宜。

如果導管插入混凝土中的深度較大，供應混凝土間隔時間較長，且混凝土和易性稍差，極易發生“埋管”事故。

如果預料到不能及時供應混凝土（超過1h），混凝土運輸距離遠，交通堵塞等因素時，除混凝土中加緩凝劑外，導管插入混凝土中的深度不宜太小，據已往經驗，以5～6m為宜，每隔15min左右，將導管上下活動幾次，幅度以2.0m左右為宜，以免使混凝土產生初凝假象。澆注混凝土中斷超過2h，應判為斷樁。卡管現象是混凝土配合比在執行過程中的誤差大，使坍落度波動大，拌出混合料時稀時干。坍落度過大時會產生離析現象，使粗骨料相互擠壓阻塞導管；坍落度過小或灌注時間過長，使混凝土的初凝時間縮短，加大混凝土下落阻力而阻塞導管，都會導致卡管事故。所以嚴格控制混凝土配合比，縮短灌注時間，是減少和避免此類事故的重要措施。導管插入混凝土中拔不起來或被拔斷，如果樁徑較大，可以采用二次導管插入法處理，否則只能補樁、接樁。接樁一般用人工孔的辦法處理，清除樁頂殘渣，接鋼筋籠，澆注混凝土至設計標高。

6.鋼筋籠上浮：當灌注到鋼筋籠底部時，應緩慢放料，盡量減小埋深，減小對導管的沖力。

7混凝土拌制不符合要求：混凝土配合比中水灰比控制在0.5～0.6，砂率應在40%～50%，粗骨料最大粒徑應小于40mm，混凝土坍落度控制在18～20cm，要有良好的流動性、和易性，用料上優先采用中粗沙，級配較好的卵石，礦渣硅酸鹽水泥，避免使用普通硅酸鹽水泥。

混凝土和易性與水泥品種、砂率有極大的關系，砂率小、粗骨料級配不好，攪拌出的混凝土極易離析，影響水下澆注混凝土質量。

在灌注中出現的種種事故有很多都和混凝土質量有關，所以一定要把好混凝土的質量關。

8樁頂空心：產生樁頂空心的因素有：導管插入混凝土中的深度較大，混凝土坍落度小，樁頂空心呈不規則漏斗形，其深度、位置與導管拔出時的位置、樁頂混凝土狀態有關。導管埋得太深，拔出時底部已接近初凝，導管拔上后砼不能及時沖填，造成泥漿填入。

防止樁頂空心灌注結束前導管插入混凝土中深度不超過6.0m；灌注結束后，導管拔出混凝土之前，導管上下活動幾次，幅度不超過50cm，或者用機械、人工振搗樁頂混凝土，時間不超過20s.盡可能縮短灌注時間，避免使樁頂混凝土產生假凝現象、降低樁頂混凝土的流動性。

9樁身有夾渣、夾泥、蜂窩：澆注過程中，須不斷測定混凝土面上升高度，并根據混凝土供應情況來確定拆卸導管的時間、長度，以免發生樁身夾渣、夾泥、蜂窩事故。

泥漿過稠，如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，增加了澆注砼的阻力，因此，在施工中經常發生導管堵塞、流動不暢等現象，有時甚至灌滿導管還是不行，最后只好提取導管上下振擊，由于導管內儲存大量砼，一旦流出其勢甚猛，在砼流出導管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內，造成夾泥層；

灌注砼過程中，因導管漏水或導管提漏而二次下球也是造成夾泥層的原因。

使砼面處于垂直頂升狀，不使浮漿、泥漿卷入砼是防治夾渣、夾泥、蜂窩的關鍵。

總結：港口工程水下混凝土灌注樁灌注施工必須認真嚴格要求，若稍有不慎或措施不嚴，就會在灌注中發生質量事故，小到塌孔、縮頸，大到斷樁報廢，給國家財產造成重大損失，以致影響工期并對整個工程質量產生不利影響。所以，在港口工程中必須高度重視并嚴格控制鉆孔灌注樁的施工質量，盡量避免發生事故及減少事故造成的損失，以利于工程的順利進行。