钻孔灌注桩水下混凝土配比及其灌注工艺分析

摘要：在工程建筑施工过程中，应用钻孔桩基础进行施工比较普遍，其一般适宜运用在沿海区域的工程项目建设中。近些年，我国科学技术的快速发展，使钻孔灌注桩的水下混凝土灌注施工工艺逐渐改进与完善，同时对桩基础灌注的施工质量也提出更为严格的要求，而在施工过程中为了可以实现一次性灌注成功，对于桩基础孔道和导管以及混凝土等方面也有着严格要求。因此，控制施工过程中的要点，避免发生塌方断桩问题，确保桩的总体性与实用性，并且保证混凝土施工技术需求。本文主要对钻孔灌注桩的水下混凝土配比以及灌注工艺进行了分析与探讨。

关键词：钻孔；灌注桩；配比；灌注工艺

近些年，高速铁路的快速发展，桥梁工程项目越来越多，而桥梁工程项目桩基设计基本是钻孔灌注桩，由于钻孔桩的水下混凝土施工比较复杂，技术要求十分严格，施工质量难以利用直观方式加强控制与管理。对此，在钻孔灌注桩施工时必须加强灌注工艺分析，确保关键点的施工质量。

一、水下灌注混凝土技术要求

（一）水泥

水泥品种要依据结构应用条件和环境等方面进行选取。对于我国南方地区通常选择硅酸盐水泥与矿渣硅酸盐水泥，而且水泥的标号不可低于325*。因为水下施工所应用的混凝土塌落度相对较大，且水泥用量会增加，所以在满足强度基本要求基础上，应用的水泥标号也不可过高，一般是混凝土设计强度2至2.5倍，同时运用的水泥体积可靠性一定要合格。另外，在实践施工过程中发现，大部分小厂生产的水泥体积可靠性都不能满足设计需求。若是存放的时间比较长，并且受潮就会出现水泥结块。在利用导管方法和泵压方法以及柔性管灌注过程中，为了能够使导管有效插入在混凝土中，应该选取水泥初凝时间相对比较长的品种。

（二）细骨料

为了能够满足水下灌注相关流动性需求，水下混凝土中含砂率通常比较大，而且砂对混凝土自身特点的影响要比粗骨料大。混凝土应用砂主要分成河砂和海砂以及山砂等，河砂尤其是的石英砂最为适宜。应用的砂粒中存在的有害杂质含量一定要满足有关规范需求。除此之外，在节约水泥与满足水下施工以及和易性需求等方面考虑，通常应该利用空隙率与总表面积相对较小的砂子，也就是颗粒级配好的砂子，大量实践表明，选择石英含量比较高和颗粒浑圆以及具备平滑特点的河砂相对较好。

（三）粗骨料

针对水下浇筑混凝土，为了能够确保其流动性，应该利用卵石，而在不具备卵石的状况下，要利用碎石。该母岩必须要达到水下混凝土强度1.5倍，而且粗骨料中存在的有害杂质一定要满足有关规定需求。为了可以确保混凝土具备良好的和易性，防止浇筑过程中出现分层与离析问题，应该选择颗粒尺寸从大至小的顺序进行级配。除此之外，若想确保灌注与施工质量，应用的粗骨料中最大粒径不可超过钢筋笼间隙1/4。若是利用卵石，所允许的粒径通常是导管内径1/4，若是利用碎石，所允许的粒径就是导管内径1/5。有些时候，因为供应和生产等相关要素影响导致级配不合理，从而可以利用增加水泥用量或是利用振捣方式实现有效补偿，在一定程度上有效简化工艺，减小施工成本。

二、水下混凝土灌注施工工艺要求

首先是混凝土原料。粗骨料应该选择卵石，而且石子的含泥量应该低于2%，从而可以在一定程度上提升混凝土流动性，避免出现堵管；其次是混凝土的初凝时间，通常混凝土的初凝时间为3到5小时，仅仅可以满足浅孔小桩径的灌注需求，然而深桩的灌注时间通常是5到7小时，对此需要合理加入缓凝剂，从而使混凝土的初凝时间超过8小时；再次是混凝土的搅拌方式与搅拌时间，为了能够确保混凝土的保水性与流动性，一定要依据科学配合比把水泥和石子以及砂子等注入料斗过后，再均匀的注入60%的水，先进行搅拌，然后注入30%的水，最后在注入10%的水，从而将加水至出料的有关时间合理控制于60至90秒之内；最后是选取塌落度，塌落度一般要控制在180±20毫米区间，混凝土灌注在距离桩顶大致5米的位置时，塌落度应该控制在140至150毫米，从而保证桩顶的浮浆不可过高。另外，若是气温比较高，成孔相对较深，导管的直径就应该在250毫米以内，选择高值；若是温度较低，且成孔比较浅，就应该选择低值。

三、水下混凝土灌注施工技术

（一）首批混凝土灌注

该灌注量与导管低口以及桩尖标高等存在密切关系，一定要依据有关指标，准确计算出首批混凝土的用量，然后保证首批混凝土在灌注过后，可以是导管的埋管深度满足有关需求。因为混凝土量比较大，需要搅拌的时间比较长，所以有可能发生离析问题。在首批混凝土下落时，因为和易性发生变化，就会导致阻力逐渐变大，往往造成导管中堵满大量混凝土，甚至漏洞中还存在许多混凝土，在此种状况下，应该在一定程度上加大起重能力，便于快速向漏斗中有效加入混凝土，同时轻轻拉导管，如果起重力不够，就要利用卷扬机拉紧漏斗进行晃动，从而可以使混凝土正常下滑到孔底。另外，下灌过后，要持续向漏斗中有效注入混凝土，完成后续灌注。

（二）后续混凝土灌注

在进行灌注时，若是发生非连续性灌注，此时漏斗里的混凝土在下落过后，就会牵动导管，同时观察孔口的返浆具体状况，一直到孔口不会发生返浆，才可以向漏斗注入混凝土。

（三）后期混凝土灌注

后期因为孔内压力相对比较小，往往上部混凝土与下部混凝土相比较而言并不是很密实，此种状况下，应该合理提漏斗加大落差，从而提升混凝土的密实度。

（四）混凝土灌注速度

在控制管理混凝土的初凝时间时，一定要科学、有效提升灌注速度，从而可以在一定程度上加强混凝土灌注质量。对此，必须要处理好灌注之前所有准备工作，加强灌注时所有施工工序的有效配合。

四、水下混凝土配合比设计

因为水下施工与质量检查比较复杂，常常会遭受水环境的严重影响，设计高标号的水下混凝土并不理想。通常28天设计的抗压强度为20MPa，而且最大不可超出25MPa。在明确混凝土配合比的设计过程中，一定要依据节约水泥相关准则。在施工条件允许的范围之内，尽量减小用水量。而在进行施工时，针对材料质量和配合比以及拌和等所有环节一定要完成严格检查。除此之外，在进行施工时抽样制作的试块抗压强度，不但总平均数值要满足有关设计标号，还必须满足七天强度的保证率要求，一般情况下水下施工是85%至90%。对此，混凝土试配强度一定要高于工程设计标号。同时配合比的选取方式主要有流动性和强度两种选取方法。在进行施工时因为骨料通常存在水分，因此配置混凝土之前，要依据砂、石具体含水量，进行合理去除水量。

结束语：

钻孔灌注桩的水下混凝土施工工程隐蔽性比较强，存在许多不可预见要素，施工工序比较复杂，比较容易出现质量问题。对此，在施工之前必须要做好各个环节的准备工作，有效加强控制和管理，避免出现导管进水和导管堵塞以及埋管等问题，保证钻孔灌注桩的水下混凝土整体施工质量。

参考文献：

[1]杨金国.水下钻孔灌注桩主要施工工艺及质量控制分析[J].中国水运（下半月），2010，（10）.

[2]冯忠伟，杨世新.水下钻孔灌桩的施工技术及质量控制[J].山西建筑，2010，（36）.

[3]曹守强.桥梁钻孔灌注桩施工工艺及质量控制[J].中国科技博览，2010，（32）.

[4]王常才.桥梁钻孔灌注桩施工技术及监理工作[J].工程建设及档案，2013，（19）.

[5]付祖良.钻孔灌注桩水下混凝土灌注技术研究与应用[D].武汉：华中科技大学硕士学位论文，2012，（13）.