淺析水下混凝土灌灌注樁施工工藝質量控制要點

摘 要：鉆孔灌灌注樁在樁基礎中應用最為廣泛，文章主要從施工的角度，結合工程實際對水下混凝土鉆孔灌灌注樁基礎施工進行分析和探討，望能夠對大家有所幫助。

關鍵詞：水下混凝土；鉆孔灌灌注樁；灌注；施工

1 前 言

無論什么建筑物，基礎都是非常重要的，沒有合格的基礎就不可能建造出完美的結構物，橋梁、港口工程也不例外，常用的樁基礎通常可分為沉入樁基礎和灌灌注樁基礎，按成樁的施工方法又可分為：沉入樁、鉆孔灌灌注樁、人工挖孔樁三種。鉆孔灌灌注樁作為基礎的一種形式，是目前我國橋梁、港口工程的主要基礎形式之一。我們在進行施工時，必須對基礎的施工倍加重視。本文就對鉆孔灌灌注樁施工中工藝以及技術要點進行以下系統的闡述。

2 水下混凝土灌灌注樁施工要點

2.1 施工準備

①場地準備。場地對工程施工的影響非常重要，必須保證場地的基礎設施、規模符合工程施工需求。場地準備階段，根據施工現場的實際情況，需要將場地的雜物清理干凈，不平整的地方進行平整碾壓工作；在施工工程的兩邊設置沉淀池、泥漿池；準備材料拌合場地，設置鋼筋的加工棚，在加工棚中進行鋼筋的切割、焊接等工作。②人員配置。為保證工程可以如期完成或提前完成，防止由于一線技術人員和施工人員不足而給整個施工造成損失，首先要預備充足的相關技術人員和施工人員，同時制定完善的、合理的組織管理機制，并嚴格執行。③材料準備情況。工程材料是關乎施工質量的關鍵，必須經過細致的預算、準備工作，所有工程材料在進場前都要經過嚴格的檢查檢測，達到工程的施工要求標準，對于不達標的材料，禁止進場。④機械設備和技術準備。工程施工離不開機械設備，很多環節只能依靠機械設備才能施工，為了防止由于機械故障導致的工期延誤，在準備階段，務必對要用到的機械設備進行嚴格的調試和檢測。在技術準備階段，首先針對工程實際施工中應用的技術，開展技術交底工作，同時通過書面的形式，將施工規范和施工技術逐層下達，并落實。

2.2 樁位測量及定位

①測量定位。保障樁柱的質量關鍵是保證精確的定位和施工橋樁柱鉆孔角度和基面標準高度，要求在施工前期，就對孔位進行精確的定位、測量，務必做到把握精準，通常可以采用工程施工方和監理機構雙重微量定位的方式，保證定位測量的準確性，分兩個步驟進行，在挖井口埋設護筒階段進行第一次的測量和定位，在鉆機的安裝階段進行第二次的測量、定位，保證嚴格按照設計規范安裝設備。②樁徑及垂直度控制。樁直徑的大小也是影響工程質量的重要因素之一。要求在施工操作前，根據灌注樁的直徑選擇與之相吻合的鉆頭，選擇過程必須嚴格、細致，反復調控，要求建立相應檔案加以記錄。③精確測量和定位持力層、終孔的深度，是影響工程質量的一個重要環節，因為為樁基提供承載力的基礎是端承樁，灌注樁的承載力直接受到持力層的影響。（該段話不通順，且也有摩擦樁）

2.3 混凝土要點

灌注樁在鉆孔階段需要依靠泥漿來進行安全保護，同時也需要通過泥漿作為介質來攜帶、清理施工時所產生的殘渣。因此泥漿對施工起著不可替代的作用，必須嚴格按著施工要求的指標進行泥漿制作的施工，必須保證泥漿符合施工對于粘度、密度以及含水量所指定的指標。泥漿的制作主要包括水、粘土、專用的外加劑，摻合過程中，注意含水量的添加，泥漿不能過于稀釋或者過于粘稠，稀釋則不能起到攜帶殘渣的作用，粘稠則會致使泥漿黏貼在樁的壁外，導致樁徑發生變化，造成損壞，影響工程質量。

2.4 鉆孔機樁孔施工

（1）鉆孔。鉆孔主要包含將機架挺桿調直、對準樁位、鉆進、達到控制深度、停鉆、提鉆等步驟。當鉆到預定深度時，在鉆孔底部進行必要的空轉清土步驟，之后停止轉動、提鉆桿，注意（是否去掉）不得曲轉鉆桿。注意當鉆進的土層如果含有的石塊比較多，或者遇到軟塑粘土層的含水量比較大的時侯，必須保持鉆桿的穩定，防止由于鉆桿晃動而導致擴大孔徑，最終導致孔壁的擾動土和孔底部回落土的增多。鉆孔之后用測深繩（錘）測量鉆孔的深度和虛土厚度，同時進行成孔的質量檢測。

（2）注意填寫樁孔施工記錄，做好孔口的遮蓋保護工作，同時設置標識，禁止人和行車在蓋板上通過，然后再將鉆機移動至下一個樁位。

（3）混凝土的澆筑步驟。對孔徑、孔壁、孔深、垂直度、孔底虛土厚度進行再一次的檢查。注意將砂漿墊塊（或塑料卡）綁好，吊放鋼筋籠的過程中要注意對準孔位、緩慢的下沉、扶穩吊直，同時注意不要碰撞孔壁。在鉆孔內的虛土厚度經過檢測達到標準之后，進行放溜簡澆筑混凝土的施工。

2.5 水下灌注混凝土的技術要求

第一批混凝土攪拌的數量根據導管首次的埋置深度和導管底部的填充需要來進行計算。混凝土的初灌量，必須確保首批混凝土入孔后導管埋入混凝土中的深度不小于1.0m。第一次混凝土灌注量的計算方法如下：

混凝土拌合之后，要針對其均勻性、坍落度等進行嚴格檢查，必須達標，如果不符合使用要求，必須重新進行拌合，在經過第二次拌合后仍然不達標的，則禁止使用。

灌注施工中，導管埋置深度應控制在2～6m范圍。注意探測混凝土面在井孔內的位置，保持探測頻率，以便對導管埋深做出及時調整。由于灌注的過程中會造成鋼筋骨架的上浮，所以當混凝土面距離骨架底部1m左右的時候，降低灌注的速度，并且保持至混凝土面上升到鋼筋骨架底口4m以上，此時可提升導管，保持其底口超過鋼筋骨架底部2m以上，即可以正常的速度進行灌注。如果在潮汐地區或者有承壓力的地下水地區進行灌注，則需要注意保持孔內的水頭。

水下混凝土灌注面宜高出樁頂設計高程不小于0.5m，當存在地質較差、孔內泥漿密度過大、樁徑較大等情況時，應適當提高其灌注的高度；超灌的多余部分應該在承臺施工前或者接樁前鑿除，鑿除后的樁頭應該密實無松散層。

3 鉆孔灌灌注樁常見病害及防治措施

3.1 孔壁坍陷

孔壁坍陷的癥狀表現為：鉆進過程中，如發現排出的泥漿中不斷出現氣泡，或泥漿突然漏失，則表示有孔壁坍陷跡象。孔壁坍陷的主要原因是土質松散，泥漿護壁不好，護筒周圍未用粘土緊密填封以及護筒內水位不高。鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷。

防治措施：在松散易坍的土層中，適當埋深護筒，用粘土密實填封護筒四周，使用優質的泥漿，提高泥漿的比重和粘度，保持護筒內泥漿水位高于地下水位。搬運和吊裝鋼筋籠時，應防止變形，安放要對準孔位，避免碰撞孔壁，鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間。

3.2 鋼筋籠上浮

鋼筋籠上浮變現為鋼筋籠的位置高于設計位置的現象。主要原因是由于混凝土表面距鋼筋籠底口較近，混凝土灌注的速度過快，混凝土自導管流出后沖擊力很大，向上反沖，其頂托力大于鋼筋籠的重力時所致。當混凝土灌至鋼筋籠下，若此時提升導管，導管底端距離鋼筋籠僅有1m左右時，由于澆筑的混凝土自導管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠的上浮；由于混凝土灌注過鋼筋籠且導管埋深較大時，其上層混凝土因澆注時間較長，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力，如此時導管底端未及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上升。

防治措施：鋼筋籠初始位置應定位準確，并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進入鋼筋籠時流動性變小，混凝土接近籠時，控制導管埋深在1.5～2.0m。灌注混凝土過程中，應隨時掌握混凝土澆注的標高及導管埋深，當混凝土埋過鋼筋籠底端2～3m時，應及時將導管提至鋼筋籠底端以上。

3.3 堵 管

水中灌注混凝土過程中，無法繼續進行的現象被稱為堵管。出現堵管的原因有：大直徑樁基體積過大，需灌注時間較長，而上部混凝土已接近初凝，形成硬殼，隨時間增長，泥漿中殘渣將不斷沉淀，不利于混凝土翻漿，進而出現堵管；另外，混凝土的質量常常也是導管堵塞的主要原因。

防治措施：使用的隔水栓直徑應與導管內徑相配，同時具有良好的隔水性能，保證順利排出。在混凝土灌注時，應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性，配合比應通過實驗室確定，坍落度宜為18～22cm，粗骨料的最大粒徑不得大于導管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4，且應小于40mm。為改善混凝土的和易性和緩凝，水下混凝土宜摻外加劑。應確保導管連接部位的密封性，導管使用前應試拼裝、試壓，以避免導管進水。在混凝土澆筑過程中，混凝土應緩緩倒入漏斗的導管，避免在導管內堵塞。

4 結 語

水下混凝土灌灌注樁施工過程每一環節都必須要嚴格要求，由于影響灌灌注樁施工質量的因素很多，為了防止在灌注中發生質量事故，以致影響工期并對整個工程質量產生小利影響，對如地質因素、鉆孔工藝、護壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等各種影響因素都必須有詳細的考慮，預防事故的發生的同時候必須準備相應的對策以及發生事故及時采取補救措施。

參考文獻

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作者簡介：張軍（1971-），男，工程師，大專，從事工程管理工作。