1、如何做好鉆孔灌注樁水下混凝土施工內(nèi)容提要： 本文闡述了新建鐵路滬昆客專十一標岔河大橋線鉆孔灌注樁水下混凝土施工工藝、施工過程中對施工質(zhì)量的控制以及施工中所遇到技術(shù)難題和防治措施。關(guān)鍵詞： 鉆孔樁水下混凝土施工技術(shù)質(zhì)量控制防治措施1. 前言鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)承載結(jié)構(gòu)和地基支撐的構(gòu)造物形式是施工建設(shè)中應(yīng)用比較普及的技術(shù)內(nèi)容。但是鉆孔灌注樁作為隱蔽工程，其內(nèi)部質(zhì)量無法觀察和監(jiān)控，加之施工難度大，通常都會影響工程質(zhì)量和滯后施工進度。因此，在施工中都把它當(dāng)作一項關(guān)鍵性工程看待，并且在人員配制、施工質(zhì)量監(jiān)控、施工管理上加大力度，把握和分析施工過程中可能會發(fā)生的問題，將一切不良隱患消除在成樁之前。特別是

2、水下混凝土灌注施工對于工程實體的影響尤為重要，它決定著樁身的強度、完整性和樁身整體質(zhì)量能否達到設(shè)計要求，所以水下混凝土施工經(jīng)常作為一個重點課題來研究。下面就鉆孔灌注樁水下混凝土施工工藝中的一些主要問題和施工中的難點及防治措施，談?wù)勛约旱捏w會和經(jīng)驗。2. 工程概況滬昆客專十一標岔河大橋位于貴州省興義市普安縣和晴隆縣境內(nèi)，主要 為 跨 越 岔 河 溝 谷 而 設(shè) 。 大 橋 起 訖 里 程 樁 號 為 DK896+416.11DK896+897.64，橋梁全長 481.53m。橋梁設(shè)計縱坡 0、處于半徑為 11000m的平曲線上。 橋跨結(jié)構(gòu)為： 主跨（88+168+88）m連續(xù)剛構(gòu) +引橋 (33

3、+56+33)m連續(xù)梁。橋梁下部結(jié)構(gòu)為：樁基 +承臺 +空心薄壁墩柱（實心墩），橋臺為空心橋臺；橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)及預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁。樁基礎(chǔ)施工設(shè)計圖紙為鉆孔樁。全橋共計樁基98 根，其中 1.5m 樁基63 根， 2.5m 樁基 17 根， 2.8 樁基有 18 根，最大樁長 51m，最短樁長9m。3. 水下混凝土施工工藝3.1 水下混凝土的性能參數(shù)3.1.1 水下混凝土原料基本要求3.1.1.1水泥水泥宜采用硅酸鹽類水泥，確保水泥的保水性，保水性差的水泥應(yīng)采取相應(yīng)的措施保證混凝土不離析和泌水。3.1.1.2粗骨料粗骨料宜采用連續(xù)級配良好的碎石、卵石，含泥量小于2%，其針、片狀顆粒含

4、量不宜大于10%，以提高混凝土的流動性。3.1.1.3外加劑混凝土中宜摻用泵送劑或減水劑，并宜摻用粉煤灰或其他活性礦物外加劑。3.1.2 混凝土配合比注意事項3.1.2.1外加劑摻入量水下混凝土的用水量與水泥和礦物外加劑的總量之比宜在0.5 0.6 之間，即水膠比宜在0.5 0.6 之間。3.1.2.2膠凝材料水下灌注混凝土的膠凝材料總量不宜小于400kg/m3。3.1.2.3含砂率水下灌注混凝土的砂率宜在35%40%之間。3.1.3 混凝土初凝時間一般混凝土初凝時間僅35 小時，只能滿足淺孔小樁徑灌注要求，而深樁灌注時間約為57 小時，因此應(yīng)加緩凝劑，使混凝土初凝時間大于8 小時。3.1.4

5、 混凝土攪拌方法和攪拌時間為使混凝土具有良好的保水性和流動性，應(yīng)按合理的施工配合比將水泥、碎石、砂子倒入料斗后，先開動攪拌機并加入 30的水，然后與拌合料一起均勻加入 60的水，最后再加入 10的水 ( 如砂、石含水率較大時，可適當(dāng)控制此部分水量 ) ，最后加水到出料時間控制在 6090 秒內(nèi)。3.1.5 混凝土坍落度選擇坍落度應(yīng)控制在 180 220 毫米之間，混凝土灌注距樁頂約 5 米處時，坍落度控制在 160170 毫米，以確保樁頂浮漿， 不過高。氣溫高、成孔深，導(dǎo)管直徑在 250 毫米之內(nèi)，取高值，反之取低值。3.2 水下混凝土的施工工藝3.2.1 灌注前的施工準備3.2.1.1驗孔驗

6、孔主要注意兩點，一孔的垂直度、二是孔的深度。因為鉆孔灌注樁的垂直度是保證基礎(chǔ)承載力和圍護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、建筑尺寸準確性的重要一環(huán)，而孔的深度是否達到設(shè)計要求，更會影響灌注樁的承載力，所以在灌注水下混凝土之前，應(yīng)嚴格控制以上兩個指標。3.2.1.2泥漿制備和清孔清孔則是利用泥漿在流動時所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣，使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態(tài)，再利用泥漿膠體的粘結(jié)力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動被帶出樁孔，最終將樁孔內(nèi)的沉渣清干凈。灌注樁成孔至設(shè)計標高，應(yīng)充分利用鉆桿在原位進行第一次清孔，直到孔口返漿比重持續(xù)小于，測得孔底沉渣厚度小于，即抓緊吊放鋼筋籠和沉放混凝土導(dǎo)管。沉放導(dǎo)管時檢查導(dǎo)管的

7、連接是否牢固和密實，以防止漏氣漏漿而影響灌注。3.2.2水下混凝土的施工工藝3.2.2.1首批混凝土灌注混凝土灌注量與泥漿至混凝土面高度、混凝土面至孔底高度、泥漿的密度、導(dǎo)管內(nèi)徑及樁孔直徑有關(guān)。首批灌注的混凝土量必須滿足導(dǎo)管埋深不能小于 1.5M，所以漏斗和儲料斗及漏斗和輸送泵的混凝土儲存數(shù)量要充足。根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)混凝土壓力與管外水壓力平衡的原則, 導(dǎo)管內(nèi)混凝土必須保持的最小高度為 : =R /R。而管中混凝土的體積就應(yīng)為=2 /4 （為導(dǎo)管直徑）?？讖皆酱螅着嘧⒌幕炷亮吭蕉?，所以由于混凝土量大，攪拌時間長，因此可能出現(xiàn)離析現(xiàn)象，首批混凝土在下落過程中，由于和易性變差，受的阻力變大，常出現(xiàn)導(dǎo)

8、管中堵滿混凝土，甚至漏斗內(nèi)還有部分混凝土，此時應(yīng)加大設(shè)備的起重能力，以便迅速向漏斗加混凝土，然后再稍拉導(dǎo)管，若起重能力不足，則應(yīng)用卷揚機拉緊漏斗晃動，這樣能使混凝土順利下滑至孔底，下灌后，繼續(xù)向漏斗加入混凝土，進行后續(xù)灌注。3.2.2.2后續(xù)混凝土灌注后續(xù)混凝土灌注中，當(dāng)出現(xiàn)非連續(xù)性灌注時，漏斗中的混凝土下落后，應(yīng)當(dāng)牽動導(dǎo)管，并觀察孔口返漿情況，直至孔口不再返漿，再向漏斗中加入混凝土，同時在灌注過程中，應(yīng)經(jīng)常用測錘探測混凝土面的上升高度，并適時提升、逐級拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管的合理埋深。此時要注意，混凝土灌到孔口不再返出泥漿時可以微向上提動導(dǎo)管，而如果要提升導(dǎo)管0.5 到1M以上才能灌入混凝土就應(yīng)

9、該拆除部分導(dǎo)管。要注意觀察孔口是否返出泥漿。當(dāng)混凝土接近鋼筋籠時，宜使導(dǎo)管埋得較深。要注意正確控制導(dǎo)管埋深，如果導(dǎo)管埋人混凝土過深，易使導(dǎo)管與混凝土間摩擦阻力過大，致使導(dǎo)管無法拔出造成事故。而提管過程中要緩緩上提，如過猛易使導(dǎo)管被拉斷。所以埋管深度一般應(yīng)控制在26m，或使用附著式震搗器，使導(dǎo)管周圍的混凝土不致過早的初凝。同時應(yīng)注意灌注速度。3.2.2.3后期混凝土的灌注在混凝土灌注后期， 由于孔內(nèi)壓力較小， 往往上部混凝土不如下部密實，這時應(yīng)稍提漏斗增大落差，以提高其密實度。3.2.2.4混凝土的灌注速度在控制混凝土初凝時間的同時，必須合理地加快灌注速度，這對提高混凝土的灌注質(zhì)量十分重要，因此

10、應(yīng)做好灌注前的各項準備工作，以及灌注過程中各道工序的密切配合工作。4. 施工難點及防治措施4.1 鋼筋籠上浮4.1.1 原因分析4.1.1.1混凝土下降沖擊力造成的上浮當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時提升導(dǎo)管，導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1 米左右的距離時， 由于澆注的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠上浮。4.1.1.2混凝土向上頂升造成的上移由于混凝土灌注過鋼筋籠且導(dǎo)管埋置深較大時，其上層混凝土因澆注時間較長，已近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定握裹力，如果此時導(dǎo)管底端未及時提到鋼筋底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶運鋼筋籠的上移。4.1.2 防治措施4.

11、1.2.1適當(dāng)提升導(dǎo)管在灌注混凝土的過程中應(yīng)隨時掌握混凝土澆注標高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)混凝土埋過鋼筋籠底端23 米時，應(yīng)及時將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。4.1.2.2加固當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮時，應(yīng)暫停澆注，在孔口對鋼筋籠采取加固措施，防止鋼筋籠再次上浮。4.2 孔壁塌孔4.2.1 原因分析4.2.1.1泥漿造成的夾泥層泥漿過稠，增加了澆注混凝土的阻力，如泥漿比重大且泥漿中夾有較大的泥塊，在施工中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵管，流動不暢等現(xiàn)象，有時甚至灌滿導(dǎo)管還是不行，最后只好提導(dǎo)管上下振動，而埋管又過淺，導(dǎo)致管內(nèi)儲存大量混凝土，一旦流出其勢甚猛，在混凝土流出導(dǎo)管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內(nèi)，造成夾

12、泥層。4.2.2防治措施4.2.2.1控制泥漿濃度認真做好清孔，控制好泥漿濃度，防止孔壁塌孔，4.3 斷樁4.3.1 原因分析4.3.1.1導(dǎo)管造成的夾泥層和斷樁灌注混凝土過程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層和斷樁的原因。導(dǎo)管提漏有兩種原因：a，當(dāng)導(dǎo)管堵塞時，一般采用上下振擊法，使混凝土強行流出，但此時導(dǎo)管埋深很淺，極容易提漏。b，因泥漿過稠，如果估算或測混凝土面難，在測量導(dǎo)管埋深時，對混凝土澆注高度判斷錯誤，而在卸下導(dǎo)管時多提，使導(dǎo)管提離混凝土面，也就產(chǎn)生提漏，引起斷樁。4.3.1.2灌注時間造成的斷樁灌注時間過長， 而上部混凝土已接近初凝。 形成硬殼，而且隨時間增長，泥漿中

13、殘渣將不斷沉淀，從而加厚了積聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注極為困難，造成堵管與導(dǎo)拔不上來，引發(fā)斷樁事故。4.3.2 防治措施4.3.2.1提高澆筑速度盡可能提高混凝土澆注速度：a, 開始澆注混凝土?xí)r，計算出首批混凝土的數(shù)量，確?；炷聊苈駥?dǎo)管0.5 米以上，同時讓混凝土產(chǎn)生大的沖擊力可以克服泥漿阻力。 B, 快速連續(xù)澆注，使混凝土和泥漿一直保持流動狀態(tài)，可防止導(dǎo)管堵塞。4.3.2.2控制導(dǎo)管提升頻率提升導(dǎo)管時要根據(jù)埋管深度指揮，不得小于最小埋深，灌注混凝土過程中隨時測量導(dǎo)管埋深，并嚴格遵守操作規(guī)程。4.4 泥漿進入導(dǎo)管造成夾泥層4.4.1 原因分析4.4.1.1導(dǎo)管埋置深度造成泥漿進入

14、導(dǎo)管導(dǎo)管埋得太深，拔出時底部已接近初凝，導(dǎo)管拔上后混凝土不能及時沖填，造成泥漿進入。4.4.2 防治措施4.4.2.1試驗保證導(dǎo)管是否漏水灌注水下混凝土前導(dǎo)管一定要做水壓試驗，加水15 分鐘密封加壓，看是否漏水，直到合格為止，有問題及時更換。4.5 灌入阻力造成的樁身質(zhì)量4.5.1 分析原因4.5.1.1灌入阻力造成的樁身質(zhì)量由于灌注樁不能像上部結(jié)構(gòu)施工那樣逐層振搗，而且存在一定的混凝土灌入阻力，致使灌注混凝土?xí)r因為無法克服灌入阻力而保證不了樁身質(zhì)量4.5.1 防治措施4.5.1.1形成強大的沖擊力在巨大的沖擊作用下，混凝土的向上頂力和冊向擠壓力就有了保證，樁的摩阻力和樁身混凝土密實性都可以得到保證。4.5.1.2首斗混凝土的沖擊力首斗混凝土灌注沖擊力必須足夠大，確保沉渣、沉淤被完全濺開，樁端與持力層能較好地結(jié)合，確保端承力的發(fā)揮4. 體會工程實踐