水下混凝土灌注樁施工技術要點

戴鵬

【摘要】在鉆孔灌注樁施工過程中，水下混凝土灌注是其最后一道工序，也是最為重要的一道工序。水下混凝土灌注樁施工該工質量的好壞將直接影響到成樁質量的高低，因此，深入研究水下混凝土灌注技術，不僅能夠更好地指導施工，加施工進程，還有助于減少質量事故，確保質量安全，最大限度地提高社會經濟效益。下文筆者就主要針對水下混凝土灌注樁施工質量控制進行了深入探討，并提出了自己一些粗淺見解，以供同行業從業人員提供參考。

【關鍵詞】混凝土 鉆孔灌注樁 技術要點 質量控制

當前，在我國橋梁工程、房建工程施工中，最常用的樁基形式就是鉆孔灌注樁，該項技術因其適應性強、對鄰近結構影響小、抗震性能好、施工噪音小、所需設備簡單、操作便捷、施工安全性等特點，被廣泛應用。鉆孔灌注樁還可以將所有上部結構傳來的動載和靜載均勻地傳遞至深層穩定的土層中，從而大大減少了基礎沉降和不均勻沉降，因此，倍受人們青睞。由于鉆孔灌注樁是在地下而且在水中成孔，不能直觀的觀察，容易出現一些質量問題，比如縮頸、擴徑、短樁、斷樁（夾泥）、混凝土離析及樁頂部分混凝土密實性差等。鉆孔灌注樁水下混凝土灌注施工要點主要有以下幾點：

1 鉆孔工藝

根據地質情況不同，選用不同的鉆具和鉆孔工藝。對砂卵及巖石地質，宜采用沖擊錘或沖抓錐成孔，對粘土及亞粘土宜采用回旋鉆機反循環成孔。對含砂土地質結構，宜采用回旋鉆機正循環成孔。山西太原一舊關高速公路白馬河一號大橋施工時，白馬河一號大橋有鉆孔灌注樁128根，樁徑1.4m，樁長35m，上層20m左右為砂卵石層，下層15m左右為粘土層。開始使用沖擊錘成孔，對上層砂卵石層很適合，進入粘土層就不適用了，出現吸錘現象，日進尺不到2m，及時進行調整，采用四部沖擊錘鉆上層砂卵層、配合以4部回旋鉆機反循環鉆下層粘土層并輔助灌注水下混凝土，3個月順利完成128根樁的施工任務，通過檢測，128根樁均為工類樁。不管采用哪種鉆具，都要嚴格控制樁位及垂直度，以免出現斜樁，影響灌注及成孔質量。

2 導管的選用及控制

導管對水下混凝土的灌注十分關鍵，采用法蘭盤連接鐵皮制作的導管因其順直度不好、容易開裂漏水及拆裝慢等缺點，已被很多施工單位淘汰，現在使用較多的是旋轉絲扣型導管，但使用過程中也必須嚴格注意并鎖定導管銷，以免導管在提升過程中出現脫扣而產生斷樁。在扶溝東關賈魯河大橋施工中，就由于疏忽而出現過這種情況。該橋橋墩樁基樁徑為1.5m、樁長28m鉆孔灌注樁，在8號墩2號樁的水下混凝土灌注施工中，灌注結束后發現最后一節3.8m長的導管不見了，后經超聲波無損檢測，在距樁頭2.3m左右出現了夾泥現象，分析原因是水下混凝土灌注到最后兩三米時，由于超壓力變小而混凝土不易上翻，導管轉動致使導管銷脫落、導管脫節，后經挖開鑿除補強，才沒有影響工程質量。

控制導管埋深還必須嚴格測定測深基點的標高，使用精確的探測儀測定混凝土表面標高，精確計算導管埋深。導管埋深既不能低于施工技術規范規定的長度，也不宜埋深過多而增大提升阻力，造成不必要的麻煩。曾經有過混凝土灌注很順利而沒有拆卸掉導管、灌注結束導管提不出來的先例。

3 攪拌和灌注混凝土的各種機具

施工前，必須嚴格檢查攪拌和灌注混凝土的各種機具，做到性能良好，有備無患，避免因機械故障、停電等因素影響水下混凝土的正常灌注。

4 水下混凝土的灌注

4.1 水下灌注混凝土的性能參數

原料的選用：石料以卵石為宜，砂子不宜過粗，篩分以0.5mm以下最為合適，這種材料能夠提高混凝土的和易性，有效避免堵管現象的出現。

一般的，混凝土初凝時間只有3-5小時，而深樁灌注時間約為5～7小時，因此，在施工材料中，最好加入少許緩凝劑，使混凝土初凝時間延長至8小時。

為使混凝土保水性和流動性達到標準，應嚴格按照配合比將水泥、石子、砂子倒人料斗后，先開動攪拌機，再注入并30%的水，然后與攪拌料一起均勻加入60%的水，最后再加入10%的水，如果如砂、石含水率較高，可適當減少注水量，直至出料，時間應控制在一分鐘到一分半。

對于坍落度的控制，最好控制在180mm±20mm之間，如果混凝土灌注是距樁頂約5m處之時，坍落度應控制在160mm～170mm之間，這樣就能確保樁頂浮漿不過高；如果氣溫過高，成孔較深，導管的選擇應為直徑在250mm之內，如果氣溫較低，成孔淺，則選擇小直徑導管。

4.2 水下混凝土灌注操作技術

首批混凝土灌注。其灌注量和導管底口與樁尖標高、混凝土面至孔底高度、導管內徑及樁徑有關，應根據這幾個指標，精確計算首批混凝土用量，以使首批混凝土灌注下去后，保證導管的埋管深度。由于混凝土量大，攪拌時間長，因此，可能出現離析現象，首批混凝土在下落過程中，由于和易性變差，受到的阻力變大，常出現導管中堵滿混凝土，甚至漏斗內還有部分混凝土，此時應加大設備的起重能力，以便迅速向漏斗加混凝土，然后再稍拉導管，若起重能力不足，則應用卷揚機拉緊漏斗晃動，這樣能使混凝土順利下滑至孔底，下灌后，繼續向漏斗加入混凝土，進行后續灌注。

后續混凝土灌注。在灌注中，當出現非連續性灌注時，漏斗中的混凝土下落后，應當牽動導管，并觀察孔口返漿情況，直至孔口不再返漿，再向漏斗中加入混凝土。

后期混凝土的灌注。后期由于孔內壓力較小，往往上部混凝土不如下部密實，這時應稍提漏斗增大落差，以提高其密實度。

4.3 混凝土灌注速度

在控制混凝土初凝時間的同時，必須合理加快灌注速度，這對提高混凝土的灌注質量十分重要。因此，應做好灌注前的各項準備工作，以及灌注過程中各道工序的密切配合工作。

5 鋼筋籠上浮的預防

首批混凝土的集中灌注，可能導致鋼筋籠的上浮，所以，宜采取連續灌注的方法加以避免，還可以將鋼筋籠骨架用<16mm以上的鋼筋與孔口護筒連接固定，加以預防鋼筋籠的上浮。

結束語：實踐經驗告訴我們，水下混凝土灌注時要分工明確，密切配合，統一指揮，快速、連續、一氣呵成。水下混凝土灌注樁質量的提高，需要施工方、監理方共同協作配合來保證。施工嚴要求，驗收嚴把關，以確保整個工程施工質量。

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