浅谈水下混凝土的灌注施工技术

摘 要：钻孔灌注桩基因其造价低、节省钢筋等优点，被广泛采用。本文介绍了钻孔灌注桩基础水下混凝土施工工艺和方法，对其施工中应注意的问题作了详细的阐述，供大家参考。

关键词：钻孔灌注桩 基础 水下混凝土 施工

1 水下混凝土的灌注施工

1.1 钻孔灌注桩施工流程

测定桩位一埋设护筒一桩机就位一钻孔(设泥浆池制备泥浆、泥浆循环清渣)一清孔一安放钢筋笼一下导管一灌注水下混凝土。

1.2 施工方法

水下混凝土的灌注可采用直升导管法、箱袋法、铺石灌浆法和混凝土泵输送法等。比较常用是的直升导管法进行水下混凝土灌注。采用直升导管法进行水下混凝土灌注是将混凝土拌和物是通过导管下口，进入到初期灌注的混凝土(作为隔水层)下面，顶托着初期灌注的混凝土及其上面的泥浆或水上升。为使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，坚持连续作业，使灌注工作在首批混凝土初凝以前的时间完成。

1.3 施工工艺

水下混凝土的施工分以下3个阶段进行控制：

(1)首批砼灌注。砼灌注量与泥浆至砼面高度、砼面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关。孔径越大，首批灌注的砼量越多，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼，施工工程中加大设备的起重能力，同时拉紧漏斗晃动，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉导管，这样使砼顺利下滑至孔底，下灌后，继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。

(2)后续砼灌注。后续砼灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，牵动导管，并观察孔口返浆情况，直到孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼。

(3)后期砼的灌注：砼灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。

2 钻孔灌注桩基础水下混凝土施工应注意的问题

2.1 护筒埋设

钢护筒导向孔采用角钢或钢管制作成井字架， 内边长大于设计桩径100mm，导向孔井字架固定在支架平台。利用钻机将钢护筒沿导向孔吊装到位，然后彩振动锤振动，使钢护筒埋人至岩面。

2.2 钻机安装就位

每2-3个单元设置一台钻机，安装在钻孔一侧，钻机支承垫木与护筒拉开一定距离，不得压在孔口护筒上。各好适宜地层钻进的工具和事故处理工具，接通水电，备好造浆粘土和泥浆池。试运转并调整钻机，使钻机的天车、滑轮和桩孔中心在同一垂直线上，垂直度偏差小于1％。

2.3 造孔钻进

优先选用泥浆护壁反循环钻进成孔工艺，局部地层结合正循环钻机，钻头采用笼式三翼刮刀钻头，如遇硬岩则改用牙轮钻头钻进，冲孔机则用冲锤成孔钻进。

开孔钻进时，要保持钻具稳定，避免碰到护简，采用轻压、慢转、慢速钻进，把开孔孔段造直，钻头超出护筒底部0.5m后，再按合理的钻进速度钻进。钻进或冲进过程中，随时注意孔内泥浆面变化，防止漏砂、塌孔。循环泥浆随时进行检查，保持各项指标符合要求，不因泥浆过浓影响进度，过稀引起塌孔。反循环钻进时，注意管路的密封。避免因密封不好而导致循环浆量不足，致使排渣不畅，进度减慢。钻进时及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。因故停钻时，严禁把钻具留在孔内，以防埋钻。提钻或因故停钻时，应保持孔内泥浆不低于孔口0.5m和符合要求的泥浆密度、粘度以防塌孔。

2.4 清孔

钻进或冲进达到设计要求后，立即进行清孔：自检合格后，下放钢筋笼及灌浆导管，再利用导管进行第二次清孔。二次清孔后须经业主及监理复检合格后，方可进行下一步砼的灌注。清孔采用反循环抽渣法进行，直至孔底沉渣及泥浆指标符合设计要求为止。

2.5 钢筋笼制安

按设计及规范要求制作钢筋笼，顶端设置吊环，在骨架主筋外侧设置控制保护层厚度的砼块或于下笼前在钻孔周边设置导向管，确保钢筋笼保护层厚度。清孔结束及时用吊车将钢筋笼准确地吊装(焊接)就位在钻孔中，控制笼顶高程，并牢固稳定。钢筋笼预先焊接与立柱连接或桩帽连接的钢筋。

2.6 水下砼灌注导管

按桩孔深度准备足够长的砼灌注导管，管径Φ220，法兰连接，胶垫密封。使用前进行试拼装密封压水检查试验，保证导管的接口严密、牢固、平直且拆卸方便。导管安装主要用钻机进行，有条件时采用地面拼装，吊车吊入孔内，导管位于桩孔中央，灌砼前进行升降试验，并稳定导管使导管底端至钻孔底间隙在30―50cm。装好漏斗、导管后，在漏斗底部放隔水塞，隔水塞上部用铁丝连起并固定好，以便剪球使用。

2.7 水下砼配制

优先采用强制式拌合机结合普通砼拌合机拌制砼，严格按砼配合比下料，搅拌时间满足规范要求。砼运输采用砼输送泵或人工以胶轮车进行，岸上部分采用吊车吊送。

2.8 水下砼灌注

灌注砼前，探测孔底沉渣厚度，如大于10cm则再次清孔。砼运至灌注地点后，检查均匀性和坍落度，不符合要求不得使用。备足首灌砼，以满足首灌后埋管不小0.8m。开始灌注砼后，应连续进行，并尽可能缩短拆除导管的间隔时问，当导管内砼不满时，应徐徐灌注，防止在导管内造成高压气囊，堵塞导管影响砼的灌注。

2.9 故障处理

(1)遇有塌孔，应仔细分析，查明原因和位置，然后进行处理，塌孔不严重时，可回填至塌孔位置以上，并采用改善泥浆性能，用钢护筒、埋深护筒等措施继续钻进。

(2)遇有钻孔偏位、弯曲时，应分析原因，进行处理。可以在偏斜处吊住钻具反复冲扫，使钻孔正直。偏斜严重时，应回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后再钻进或冲进。

(3)遇有缩孔时，采用钻具上下反复扫孔以扩大孔径。

(4)遇有钻孔漏浆时，如护筒内水头不能保持，护筒周边用粘土筑实，采取加大泥浆稠度，也可以填人粘土，再开钻钻进或冲进，以增强护壁。

(5)发生卡钻或埋钻事故后，应查明原因，是否钻渣过多、塌孔，此时均不宜强提，只宜轻提，或试转动，开大泵量用正循环冲孔将钻头周围的钻渣松动后再提出。

(6)掉钻落物时，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞，若落体已被泥沙埋住，应在孔中先清除泥沙，使打捞工具能够接触到落体后再打捞。

(7)在任何情况下，严禁施工人员进入没有护筒或没有其它防护设施的钻孔中处理故障，当必须下人护筒或其它设施的钻孔时，应采取防溺、防坍埋等安全设施后方可行动。

(8)砼灌注过程中发生故障，可根据下列情况进行处理：首批砼灌注后导管进水时，应将已灌人的砼的拌和物吸出，改正操作方法，重新进行灌注：在砼面处于井孔中水面以下不很深的情况下，导管进水时，可采用底塞隔水的方法，并加一定的压力重新插人导管或将导管插入砼中，将导管中的水抽出，再恢复灌注：灌注开始不久发生导管堵塞时，可用长杆冲捣或用振捣器振动导管：用前述方法无效时，应及时将导管拔出，将已灌注的砼吸出，拔出钢筋笼，重新清孔、吊装钢筋笼和灌注砼。

3 结语

水下灌注桩的施工过程是人们无法直接能观察到，而河水中桩基础的施工存在的困难更大，它还需要克服河床底土层的结构变化与水流的影响，因此，其桩基础的质量是否能达到要求，需要技术人员预先制定严谨的施工方案，多方面了解现场实际情况，遇到问题及时处理。要多借鉴以往的经验，结合实际情况去进行施工，从而达到最终的目的。