浅谈水下浇注混凝土技术在灌注桩施工中的应用

摘要：本文作者根据实例针对水下浇注技术在灌注桩施工过程中易出现的几种质量问题的进行了分析研究。

关键词： 灌注桩;混凝土;水下浇注

Abstract: the author according to examples for underwater casting technology in filling pile construction to occur during the process of several quality problems were analyzed and studied.

Keywords: filling pile; Concrete; Underwater casting

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

一、工程实例

某大楼，采用钻孔灌注桩，桩径为φ800mm，φ900mm，二种桩型，桩基持力层为中风化凝灰岩，为测定桩周土极限侧摩阻力和极限端阻力，在桩身埋设振弦式钢筋应力计。在桩顶荷载作用下，直接焊接在桩身钢筋中的钢筋应力计代替这一段钢筋的工作，钢弦会发生微量变形，从而改变了钢弦的原有应力状态及自振频率，钢筋应力计在室内预先标定，不同的钢筋应力值得出不同的自振频率，从而得到应力与频率关系的标定曲线。在现场测得钢筋应力计频率的变化后，就可以标定曲线得出桩身钢筋所承受的轴向力。根据工程土层的特点，设置5个埋设截面分别是桩顶下1.0m、5.0m、28m、48m。桩底以上1.0m处试桩1#、2#钢筋应力见下表

试桩1#（φ800mm）钢筋应力计参数

按设计埋设深度，分别在钢筋笼正变方向对称焊接4只室内预先标定好的钢筋应力计，仔细将导线捆绑在主筋上，根据宁波经验，28天左右做竖向静力载荷试验，设备采用伞形反力平台，采用砂袋作压重反力，采用2只500T千斤顶与一套高压油路组成，千斤顶上安装一只油压传感器。油压传感器，位移传感器由JCQ-503静载测试仪自动测读。现场采用慢速维持荷载法，分9级试验，试桩1#、试桩2#每级分别为760kN和960kN，第一级按1520kN和1920kN施加，以后各级按760kN和960kN施加。

三、事故原因预防及处理

对于诱发灌注事故的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。水下浇注混凝土经常遇到的几个：

（1）初灌未封底：桩底沉渣量过大，使初灌不能正常反浆，或导管距孔底太远，初灌量不够没有埋住导管。造成这种原因是检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。认真检查，采用正确的测绳与测锤；一次清孔后，不符合要求时，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类、大小而定，最高不超过0.5m.

（2）导管堵塞：灌注时间过长，而上部砼已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注极为困难，造成堵管，尽可能提高混凝土浇注速度，开始浇砼时尽量积累大量砼，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。快速连续浇注，使砼和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；浇注混凝土过程中，应匀速向导管料斗内灌注，如突然灌注大量的混凝土导管内空气不能马上排出，可能导致堵管，若管内空气从导管底端排出，可能带动导管拔出混凝土面。混凝土的质量是堵塞导管的主要原因，必须把好质量，混凝土和易性不好或离析使石子聚集在一起流动性差，导致堵管。导管使用后应及时冲洗，保证导管内壁干净光滑。如发生堵管在导管上部可用钢筋疏通，在下部提取导管上下振击，

（3）导管漏水：导管使用前须做密封试验，灌注前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水应加快灌注速度，并加大混凝土埋深，使管内混凝土超出漏水处。

（4）导管拔出混凝土面：导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，一般采用上下提振法，使混凝土强行流出，但如果此时导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，在测量导管埋深时，对砼浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离砼面，也就产生提漏。灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏。特别是灌注后期，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出混凝土面，必须及时处理。孔内混凝土面高度较小时，终止浇注，重新成孔；

孔内混凝土面高度较高时，可以用二次导管插入法，其一是导管底端加底盖阀，插入混凝土面1.0m左右，导管料斗内注满混凝土时，将导管提起约0.5m，底盖阀脱掉，即可继续进行水下浇注混凝土施工。由于要克服泥浆对导管的浮力，混凝土面较深时，不宜采用；

（5）导管被混凝土埋住、卡死：在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。导管插入混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速度、浇注速度、孔内护壁泥浆状态来决定，一般情况下，以2～6m为宜。

如果导管插入混凝土中的深度较大，供应混凝土间隔时间较长，且混凝土和易性稍差，极易发生“埋管”事故。

（6）钢筋笼上浮：当灌注到钢筋笼底部时，应缓慢放料，尽量减小埋深，减小对导管的冲力。

（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，砂率应在40%～50%，粗骨料最大粒径应小于40mm，混凝土坍落度控制在18～20cm，要有良好的流动性、和易性，用料上优先采用中粗沙，级配较好的卵石，矿渣硅酸盐水泥，避免使用普通硅酸盐水泥。

混凝土和易性与水泥品种、砂率有极大的关系，砂率小、粗骨料级配不好，搅拌出的混凝土极易离析，影响水下浇注混凝土质量。在灌注中出现的种种事故有很多都和混凝土质量有关，所以一定要把好混凝土的质量关。

（8）桩顶空心：产生桩顶空心的因素有：导管插入混凝土中的深度较大，混凝土坍落度小，桩顶空心呈不规则漏斗形，其深度、位置与导管拔出时的位置、桩顶混凝土状态有关。导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后砼不能及时冲填，造成泥浆填入。

防止桩顶空心灌注结束前导管插入混凝土中深度不超过6.0m；灌注结束后，导管拔出混凝土之前，导管上下活动几次，幅度不超过50cm，或者用机械、人工振捣桩顶混凝土，时间不超过20s.尽可能缩短灌注时间，避免使桩顶混凝土产生假凝现象、降低桩顶混凝土的流动性。

（9）桩身有夹渣、夹泥、蜂窝：浇注过程中，须不断测定混凝土面上升高度，并根据混凝土供应情况来确定拆卸导管的时间、长度，以免发生桩身夹渣、夹泥、蜂窝事故。

泥浆过稠，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，增加了浇注砼的阻力，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量砼，一旦流出其势甚猛，在砼流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层；

灌注砼过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层的原因。

使砼面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入砼是防治夹渣、夹泥、蜂窝的关键。

四、结束语:

灌注桩属于隐蔽工程，若稍有不慎或措施不严，就会在灌注中发生质量事故，小到塌孔、缩颈，大到断桩报废，给国家财产造成重大损失，以致影响工期并对整个工程质量产生不利影响。所以，必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利于工程的顺利进行。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。