浅谈钻孔灌注桩水下混凝土施工

摘 要：结合钻孔灌注桩的施工实践，介绍水下混凝土质量控制要点。

关键词：钻孔灌注桩；水下混凝土灌注；质量控制；处理措施。

Abstract: combined with the construction practice of bored pile, introduces the key points of quality control of concreteunder water.

Keywords: bored pile; underwater concrete; quality control;measures.

中途分类号：TU74 文献标识码：A

钻孔灌注桩是近年来桩基础施工中较普遍采用的一种型式。钻孔灌注桩以其设备简单、施工方便、应用范围广(适用于砂性土、粘性土、砂卵石类土层和岩层 )、适应性强、承载能力大、技术成熟、工艺可靠等特点 ,在桥梁基础施工中得到了广泛的应用。本文就钻孔灌注桩的水下混凝土灌注施工中常出现的问题加以分析,并提出了相应的预防、处理措施。

在工程实践当中，钻孔灌注桩的质量问题大多集中在水下混凝土灌注过程中（即成桩阶段），若处理不当，势必造成断桩事故。成桩阶段发生的质量问题主要与以下四方面有关：

（1）混凝土的质量；

（2）成孔质量；

（3）水下导管的控制；

（4）混凝土的顶升阻力及其它外界条件。

而这些影响因素大多又是难以控制的。现结合钻孔灌注桩水下混凝土的施工实践，针对混凝土灌注成桩时易发生质量问题的原因及质量缺陷进行了初步探讨。

1、水下混凝土的灌注

水下混凝土的灌注是钻孔灌注桩施工的重要工序，在灌注混凝土前及灌注过程中，应重点检查以下几个方面：

1.1钢筋笼加工及安装要准确、坚固，下孔时分节焊接要竖直，笼和桩孔的中心要对应，并设置定位筋，牢固定位。特别是设计未放到孔底的钢筋笼，要注意吊环与钩的强度及牢固性。一根桩的钢筋笼若因焊接不竖直或缩孔等原因下不去，必须查明原因，进行处理后再下笼，严禁冲击下放。

1.2灌注混凝土前，应再次测量孔底沉渣厚度、泥浆含砂率和泥浆比重，做到符合设计及施工规范要求。灌注首批混凝土的数量应能满足导管首次埋深不小于1.0m和填充导管底部的需要。

1.3灌注混凝土的第一步是在导管中下入球塞，球塞初始位置其顶面与导管内的泥浆液面平齐。若低于液面，则倒入的混凝土中会有泥浆；若高于液面，会产生气阻或形成高压气囊而破坏导管接头的密封圈，造成泥浆泄漏。第二步是倒入少量水泥砂浆，数量视桩径而定，缓缓下放球塞使砂浆全部进入导管内，停止下放球塞并向孔口料斗内倒满混凝土，待吊运料斗也装满混凝土并吊至孔口料斗上方后，剪断固定球塞的铁丝，开始灌注首批混凝土。吊运料斗内的混凝土放完后，继续装料，向孔口料斗内倒料。倒料过程中，要控制倒料速度，避免满管下放。

1.4为了正确控制导管埋深，必须不断测量混凝土面的上升位置。在掺加缓凝剂、灌注速度快、起重能力满足的条件下，可酌情加大埋深，减少拆管次数。拆出导管的时间要短，一般控制在15min以内。

1.5在灌注将结束时，由于导管内混凝土柱高度小，管内压力降低，而导管外的泥浆及所含的渣土稠度增加，相对密度增大。若在此时出现混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注顺利进行。拔出最后一段长导管时，应缓慢进行，以防桩顶沉淀的泥浆沿导管外壁挤入混凝土内形成夹泥。

1.6为了保证桩顶质量，灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度（0.5～1.0m）。为减少以后凿除桩头的工作量，待灌注结束后，及时清除多余的一段桩头，但应保留0.1～0.2m，以便随后修凿。

2、 出现问题的对策

2.1 封底失败 由于灌注首批混凝土数量过小、孔底的沉碴厚度过大等原因导致首批混凝土灌注入孔后，未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。封底失败后，应立即暂停灌注，及时对孔内已灌注的混凝土进行清理。

2.1.1 对地层稳定性较好的，应采取导管内安装高压风管进行二次清孔的方法将已灌注的混凝土清理干净，重新请示监理单位检查，符合规范要求后方可重新开始水下混凝土灌注。

2.1.2 对地层稳定性较差或用高压清孔的方法不能奏效的，则应及时拆除导管、拔除钢筋笼，将钻机安装到位，并将未灌注混凝土的部分钻孔回填，待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土，达到孔底设计标高后，请示监理单位检查，合格后方可进行水下混凝土灌注。

2.2 因混凝土和易性差、混凝土中含有大块粗骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程无法继续进行的现象统称为“卡管”。

2.2.1 由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量（根据堵管前测量及计算的导管埋深，在保证导管最小安全埋深时确定）提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注的混凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。

2.2.2 由于混凝土冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度，然后，一次性以较大量的混凝土冲击灌注，达到疏通导管的目的。

2.2.3 采取“二次砍球法”进行处理。具体操作方法：将导管插入已灌注的混凝土中0.5～0.8m，然后按照水下封底的操作方法实施二次封底。以上几种方法处理不能奏效应立即停止，认为已断桩。

2.3 由于灌注中提升导管失误、混凝土供应中断或导管漏水等原因导致导管中的混凝土隔断，无法继续灌注的现象通称为断桩。在灌注过程中认定发生断桩事故后，应立即停止继续灌注，提拔导管和钢筋笼，尽量将损失降低到最小。并采取以下办法处理：

2.3.1 断桩截面位置处于设计桩全长的三分之一以下时，一般采取冲击钻清除已灌注部分，再实施原位恢复。

2.3.2 断桩截面位置处于设计桩全长的三分之二以上且距离孔口深度不大于10m时，先进行钻孔壁加固，然后进行钻孔桩的接长比较经济。

3、结束语

钻孔灌注桩在公路桥梁施工中已普遍采用，但灌注施工稍有不慎或因其它因素的影响就会出现质量事故。钻孔灌注桩事故处理的方法很多，难度也较大，无论采取什么样先进的方法处理都将对工程的进度、质量及施工企业的信誉带来不可忽视的影响。如何保证钻孔灌注桩的施工质量是一直困扰现场工程师的一个难题。本人认为水下钻孔灌注桩从钻孔至清孔、下钢筋笼、灌注是一个相当紧凑的分项工程，特别是从清孔到灌注结束，应一气呵成。在组织实施过程中要有全员意识，从材料、机械、人员、能源等各方面要服从现场技术负责人员的安排。因此，在钻孔灌注桩施工中必须做到每个工序严格按照规范操作，特别是水下混凝土灌注应统一指挥、紧张而有序，对可能出现的问题制定切实有效的防范措施，方可避免漏洞，确保成桩质量。

四、 钻孔灌注桩发展展望

随着施工工艺的更新，相继出现了钻孔后灌浆桩、钻孔扩底桩等新工艺、新技术，为钻孔灌注桩的应用拓展了更广阔的空间。

参考文献：

[1]地下防水工程质量验收规范（GB50208—2002）

[2]混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204—2002）