浅谈水下混凝土灌注的施工要点

摘 要：水下混凝土的灌注是《桥涵工程施工技术》课程中钻孔灌注桩基础施工的一个重要内容，提高水下混凝土灌注的施工质量是确保桥梁基础工程质量的一个重要环节。钻孔灌注桩的水下混凝土灌注是成桩的关键环节，但往往由于施工工艺不当，塌孔、孔身偏斜、弯曲、扩孔、缩孔、钻孔漏浆、断桩等质量问题也时有发生。现阶段国内水下混凝土灌注桩工程的施工通常采用导管法。导管法施工技术要求严格，为使水下混凝土灌注桩施工质量得以保证，运用科学、实用、合理的混凝土灌注工艺是确保工程质量的前提。

关键词：水下混凝土灌注桩；混凝土配合比；灌注；施工质量

中图分类号：TU473.1+4 文献标识码：A

目前我国公路桥梁的常用的基础形式有明挖扩大基础、桩基础、沉井基础等，由于钻孔灌注桩基础施工速度快，质量稳定，受气候环境影响小，因而被普遍采用。钻孔灌注桩基础的施工工艺流程为施工放样埋设护筒钻机就位钻进成孔孔底清碴吊放钢筋笼安放导管二次清孔水下混凝土灌注 成桩，其中水下混凝土灌注由于影响质量因素复杂，施工质量控制环节多，常成为钻孔灌注桩基础质量控制的难点、要点。

1 进行施工准备阶段的质量控制

1.1 要检查桥梁施工机构、人员配备是否健全，现场管理人员是否到位，“资料员、施工员、质检员、安全员、材料员五大员”和特殊工种是否持证上岗。

1.2 要检查施工机械设备是否符合施工工艺的要求；检查施工机械是否具有计量单位出具的合格证明。

1.3 检查“水泥、粗集料、细集料”及其它添加剂数量，其质量是否满足设计与规范要求

1.4 检查施工平面布置是否合理；检查施工方案中处置突发事件的应急预案是否符合要求。

2 严格控制水泥混凝土的配合比

2.1 水泥可采用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，使用矿渣水泥时应采取防离析措施。

2.2 粗集料最好选用优质的卵石，若运用碎石宜适当增加混凝土配合比的含砂率。保证集料的最大粒径不能大于导管内径的1/6～1/8，低于钢筋最小净距的1/4，使其小于40mm。粗集料的配置应确保混凝土具备较好的和易性，细集料应选用级配较好的中砂进行配置。混凝土的含沙量一般保证在40%～50%，水灰比应选用0.5～0.6之间的为宜，有试验依据时含砂率和水灰比可酌情增大或减小。

2.3 为提高和易性，混凝土中宜掺入外加剂，水下混凝土常用的外加剂有减水剂、缓凝剂等，掺入外加剂前，必须经过实验，以确定外加剂的使用种类、掺入量和掺入程序。

3 要加强水下混凝土灌注的施工工艺。

3.1 钢筋笼和钻孔的中心要对应，定位要准确。要注意吊环、吊钩的强度及牢固性。钢筋笼吊放时要保持轴线顺直，位置居中，严禁碰撞孔壁，以免产生坍孔。

3.2 导管隔水塞采用钢板塞，塞上订有胶皮垫，其直径为大于导管内径20-30mm，为确保隔水塞顺利排出先加0.3m砂浆，剪球后不准再将导管下放孔底。

3.3 注意首批混凝土量必须满足导管埋深不能小于1.5m和填充导管底部的需要，所以漏斗和储料斗及漏斗和输送泵的混凝土储存数量要充足。首批混凝土若埋深不足，混凝土下灌后不能埋没导管底口，会导致泥水从导管底口进入。如果出现这种导管入水现象应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗机清出，然后重新下导管灌注。

3.4 首批混凝土灌注成功后，需连续对后续工作进行灌注，期间不可中断。浇筑混凝土过程中提升导管时，由钻机配备的质检员测量混凝土的液面高度，并做好记录，严禁将导管提离混凝土面，导管深度控制在2-6m，不得小于2m。

3.5 按规范要求制作试块，每根工程桩做2组试块，试块脱模后及时放进标养室养护，28天送交测试单位测试；灌注接近桩顶标高时，应严格控制计算最后一次浇筑量，使桩顶标高比设计标高高至2.0m左右。

4 针对水下混凝土灌注中的堵管、钢筋笼上浮、断桩等质量问题，需采取有效的预防和处理的措施。

4.1 导管堵塞

（1）导管变形，影响隔水栓通过。（2）制作的隔水栓不符合要求，直径过大卡住导管；或直径过小，灌注砼离析，粗集料进入隔水塞和导管内壁之间卡住。（3）初灌时因导管下端距孔底间隙太小，混凝土流动不畅而堵管。（4）拌和混凝土离析严重，或灌注过程中导管漏水，混凝土受水冲洗后离析，粗集料集中在一起而堵管。（5）拌和混凝土坍落度过小，流动性差，或因停电等原因暂停灌注时间过长，使混凝土在管内停留时间过长而失去流动性，从而产生与管壁较大的摩阻力而堵塞导管。（6）灌注时间太长，表层混凝土已过初凝时间，开始硬化。

为了防止情况（1）和（2）的发生，隔水栓应制作规范，组装导管时要仔细认真检查导管内壁有无局部凹凸，导管出口是否向内翻转；检查导管连接处密封用的橡皮垫是否突出内壁。为了防止情况（4）和（5）的发生，应严格控制粗集料规格、混凝土坍落度和拌和时间，保证砼的质量。为了防止情况（6）的发生，应尽量缩短灌注时间，若暂停灌注，应在保证埋管深度的前提下经常上下小范围提动导管，以免混凝土失去流动性堵塞导管。

2 钢筋笼上浮

（1）混凝土质量差。易离析的、初凝时间不够的、塌落度损失大的混凝土，都会使混凝土面上升至钢筋笼底端时钢筋笼难以插入混凝土而造成上浮，有时混凝土面已升至钢筋笼上一定高度时，表层混凝土开始发生初凝结硬，也会携带钢筋笼上浮。（2）钢筋笼孔口固定不牢，未用电焊进行固定。（3）提升导管过猛，不慎挂住钢筋笼造成上浮。（4）混凝土面到达钢筋笼底部时，导管埋深过浅，灌注量过大，混凝土对钢筋笼的上冲力过大。

预防钢筋笼上浮，关键是要严格细致地下好钢筋笼，并将其牢固地绑扎或点焊于孔口。下放导管时，应使导管顺桩孔中心位置而下。在灌注过程中，当混凝土接近钢筋笼下段时，要徐徐灌注混凝土，一般灌注速度控制在10m3/h左右，以减少混凝土对钢筋笼向上的冲力。

3 断桩或夹层

断桩是指桩身混凝土在某一部位出现不连续或某一部位的混凝土严重变质，致使整根桩承载力大幅度下降，甚至不能使用，是严重的质量事故。产生原因如下：（1）灌注时测深不准或计算错误将导管提升过高，以至导管底部脱离混凝土层。（2）灌注作业因故中断过久，表层混凝土失去流动性，而继续灌注的混凝土顶破表层而上升，将有浮浆泥渣的表层覆盖包裹，形成断桩。（3）灌注过程中，混凝土堵管或导管严重漏水，不得不将导管拔出。（4）突然停电，机械故障或突降暴雨等无法预测情况发生，使中途停顿时间太长，不得不将导管提离混凝土而形成断桩。

结语

水下混凝土灌注的施工质量直接影响到桥梁桩基础的承载力，也是保证桥梁建成后安全、高效运营的关键。水下混凝土灌注的施工在桥梁桩基础工程中比较常见，处理方法也很多。在实践中如何根据具体的工程地质条件和工程特点，因地制宜制定合理的施工方案，来保证工程的质量是一个值得研究的课题。

参考文献

[1]王洪柱.混凝土灌注桩质量监督[J].山西建筑，2009-02-01.