導(dǎo)管法水下灌注混凝土成樁橋梁施工實(shí)踐

陸李生

（深圳市啟光建設(shè)監(jiān)理有限公司，廣東 深圳 518000）

1 工程概況

公明玉律至光明碧眼道路工程1標(biāo)段玉田水橋：起點(diǎn)樁號(hào)K1+145.431，終點(diǎn)樁號(hào)為K1+170.471，全長25.04m。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，C30水下商品混凝土灌注。沿線無明顯大斷裂構(gòu)造與之相交，局部有小斷裂帶發(fā)育，成為地下水的良好通道，表現(xiàn)為涌水量大、分布集中且具承壓性。構(gòu)造裂隙水的復(fù)雜情況對橋梁工程影響較大。混凝土樁成品質(zhì)量檢驗(yàn)十分重要，特別是其內(nèi)在的質(zhì)量直接影響著工程整體的質(zhì)量與安全。因此，水下灌注柱施工成為施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

2 水下混凝土灌注工藝要點(diǎn)

2.1 混凝土初灌量

首灌混凝土是水下混凝土灌注的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響到成樁質(zhì)量及豎向承載力。在灌注首批混凝土之前最好先配制0.1-0.3m3水泥砂漿放入滑閥(隔水塞)以上的導(dǎo)管和漏斗中，然后再放入混凝土。確認(rèn)初灌量備足后，即可剪斷鐵絲，借助混凝土重量排除導(dǎo)管內(nèi)的水，使滑閥(隔水塞)留在孔底，灌入首批混凝土。

計(jì)算首批灌注混凝土的量要充分考慮樁底的擴(kuò)徑程度、導(dǎo)管底口距孔底的懸置距離、埋管深度、泥漿比重、孔底沉渣厚度等，導(dǎo)管內(nèi)混凝土由十首批混凝土量大，混凝土在孔內(nèi)上托速度快，因此必須將鋼筋籠焊接牢固，防止浮籠，此外，孔內(nèi)由于出漿量也大，需要有相應(yīng)的排漿溝和足夠大的混漿池。根據(jù)公式計(jì)算混凝土初灌量，確保導(dǎo)管埋深大于1.0米以上。

2.2 連續(xù)灌注水下混凝土

第一步是在導(dǎo)管中下入球塞，球塞初始位置應(yīng)是其頂面與導(dǎo)管內(nèi)的泥漿液面平齊，低于液面，則倒入的混凝土?xí)心酀{，高十液面，會(huì)產(chǎn)生氣阻或形成高壓氣囊而破壞導(dǎo)管接頭的密封圈造成泥漿泄漏。

第二步是倒入少量水泥砂漿，數(shù)量視樁徑而定，緩緩下放球塞使砂漿全部進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)，停止下放球塞并向孔口料斗內(nèi)倒?jié)M混凝土，待吊運(yùn)料斗也裝滿并吊至孔口料斗上方后，剪斷固定球塞的鐵絲或拔出，開始灌注首批混凝土。吊運(yùn)料斗內(nèi)的混凝土放完后，繼續(xù)裝料、向孔口料斗內(nèi)倒料，倒料過程中，要控制倒料速度，避免滿管下放，而在導(dǎo)管內(nèi)形成氣囊。

導(dǎo)管口距孔底要保持300-500mm左右的距離，旋轉(zhuǎn)時(shí)要精確測量，反復(fù)校核。當(dāng)球塞被壓出導(dǎo)管并灌下一定數(shù)量的混凝土后，應(yīng)將導(dǎo)管緩慢下降100-200mm，使灌注初期導(dǎo)管被混凝土埋入的深度盡可能加大，以保證底層的混凝土質(zhì)量。

首批混凝土灌注正常后，應(yīng)連續(xù)不斷灌注混凝土，嚴(yán)禁中途停工。在灌注過程中，應(yīng)經(jīng)常用測錘探測混凝土面的上升高度，并適時(shí)提升、逐級(jí)拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管的合理埋深。測量孔內(nèi)混凝土面高度的次數(shù)一般不少于所使用的導(dǎo)管節(jié)數(shù)，并應(yīng)每次起升導(dǎo)管前，探測一次管內(nèi)外混凝土面高度。同時(shí)觀察返水情況，以正確分析和判定孔內(nèi)的情況。在每次提升導(dǎo)管前應(yīng)不斷計(jì)算和測量混凝土灌注高度，測量的混凝土面高度要與灌入的混凝土量的折算值相比較，以確定是否有坍孔等情況發(fā)生，測定埋深控制提升、拆卸導(dǎo)管。

2.3 導(dǎo)管埋深

2.3.1 灌注混凝土表面測深。灌注水下混凝土?xí)r，應(yīng)探測水面或泥漿面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制沉淀層厚度、埋導(dǎo)管深度和樁頂高度。如探測不準(zhǔn)確，將造成沉淀過厚、導(dǎo)管提漏、埋管過深，因而發(fā)生夾層斷樁、短樁或?qū)Ч馨尾怀鍪鹿省Ｒ虼藴y深是-項(xiàng)重要工作，應(yīng)采用較為準(zhǔn)確、快速的方法和探測工具。

（1）測深錘法：目前多采用繩系重錘吊人孔中，使之通過泥漿沉淀層而停留在混凝土表面，根據(jù)測繩所示錘的沉入深度作為混凝土的灌注深度。

（2）鋼管取樣盒：用每節(jié)長約1～2m的鋼管，鋼管一端為陽螺紋，另一端為陰螺紋，可以互相套入擰緊接長；鋼管最下端設(shè)一鐵盒，上有活蓋，用細(xì)繩系著隨鋼管向上引出。當(dāng)混凝土灌注將接近結(jié)束時(shí)，泥渣沉淀增厚，泥漿的相對密度、粘度和靜切力增加，僅靠測深錘不易測準(zhǔn)，可用上述鋼管取樣盒插入混合物內(nèi)，牽引紉繩將活蓋張開，混合物進(jìn)入盒內(nèi)，然后提出鋼管，鑒別盒中之物是混凝土還是泥渣。

2.3.2 導(dǎo)管埋深控制。根據(jù)工程實(shí)際觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)的深度不足0.5～0.6m時(shí)，混凝土錐體會(huì)出現(xiàn)驟然下落，導(dǎo)管附近會(huì)出現(xiàn)局部隆起現(xiàn)象，表面曲線突然轉(zhuǎn)折。這說明混凝土拌合物不是在表面混凝土保護(hù)層下面流動(dòng)，而是灌注壓力頂穿了表面保護(hù)層，在已澆注的混凝土拌合物表面成層流動(dòng)，這就破壞了混凝土的整體性和均勻性。

3 成樁質(zhì)量分析及控制措施

3.1 成樁質(zhì)量的控制

3.1.1 樁身上段強(qiáng)度的保證措施

為保證樁身上段強(qiáng)度達(dá)到要求，應(yīng)從下述幾方面采取相應(yīng)的質(zhì)量保證措施：

依據(jù)樁徑和樁底的濃度，正確確定出第一斗混凝土的體積，一般可以按樁身的設(shè)計(jì)體積的10%加以控制。成樁質(zhì)量與樁身的澆注高度有關(guān)，一般控制成樁高度高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5～1.0m。待鑿去高出部分的混凝土后，剩余部分不應(yīng)有浮漿和夾泥，混凝土標(biāo)號(hào)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，否則要返工重澆。

3.1.2 樁身質(zhì)量的保證措施

工程施工前，應(yīng)先做2個(gè)以上的試驗(yàn)鉆孔，通過檢測鉆孔的孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定性和孔底沉淤等指標(biāo)，用以核對所選設(shè)備、工藝方法是否符合技術(shù)要求。

護(hù)壁用的泥漿應(yīng)滿足護(hù)壁要求，液面需高于地下水位0.5m以上，有條件時(shí)，以高于地下水位2m以上更好。若護(hù)壁的泥漿膠體率低、砂率大，則不僅護(hù)壁性能差，而且因其容重較大，勢必產(chǎn)生沉淀速度過快的問題。

在混凝土灌注前的一段時(shí)間里，須保證孔壁的穩(wěn)定性，不能有縮頸或孔壁塌落現(xiàn)象發(fā)生。為保證孔底沉渣厚度達(dá)到規(guī)范的技術(shù)要求（端承樁≤50mm、摩擦端承樁及端承摩擦樁≤100mm、摩擦樁≤300mm），以免影響樁的承載力，鉆孔到設(shè)計(jì)持力層以后，要對泥漿進(jìn)行循環(huán)稀釋來降低相對密度，以清除泥漿中懸浮的砂子、石渣。

3.2 水下混凝土灌注施工的技術(shù)要點(diǎn)

因?yàn)樗禄炷潦┕さ碾[蔽性強(qiáng)，很容易產(chǎn)生松散、離析、縮頸等混凝土質(zhì)量缺陷，因此，必須著重控制水下混凝土的澆注質(zhì)量，包括選好原材料、做好配合比、改進(jìn)工機(jī)具、嚴(yán)格按操作規(guī)程施工等方面。

完成鉆孔到混凝土澆灌過程的作業(yè)時(shí)間要緊湊，不宜過長；混凝土的漿體濃度要恰當(dāng)，澆灌量不得低于設(shè)計(jì)值，不然會(huì)降低泥漿的置換率造成夾泥。

在灌注過程中，要嚴(yán)格把握施工進(jìn)度和時(shí)間，經(jīng)常地略微提升導(dǎo)管，以使混凝土均勻注入。嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋入混凝土的深度，每間隔15～20min，要對混凝土面和導(dǎo)管沉入深度進(jìn)行一次測量和校核。

灌注樁質(zhì)量的檢驗(yàn)內(nèi)容和方法應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定，通常檢測承載力采用樁荷試驗(yàn)或大應(yīng)變動(dòng)測法，而檢驗(yàn)樁身質(zhì)量一般是通過對鉆芯樣實(shí)施超聲波檢測進(jìn)行檢驗(yàn)，抽查數(shù)量不少于總樁數(shù)的10%，若工程需要時(shí)，還可相應(yīng)增加檢驗(yàn)數(shù)量直至逐根檢查。

4 結(jié)語

該工程整體施工情況良好，水下混凝土灌注是鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，水下混凝土灌注前應(yīng)做好檢查和準(zhǔn)備工作。嚴(yán)格工藝流程，貫徹“精心施工、預(yù)防事故”的原則。導(dǎo)管法水下混凝土灌注時(shí)，采用正確的施工工藝和施工參數(shù)，加上科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織管理，是控制水下混凝土灌注樁成樁質(zhì)量的有力保證。

[1]馮乃謙.實(shí)用混凝土大全(第一版)[M].北京：科學(xué)出版社，2001

[2]劉春巖，高興恩.淺析橋梁水下混凝土灌注樁的施工[J].中國勘察設(shè)計(jì)，2009.9