钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工要点
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摘要：目前，桥梁钻孔灌注桩在桩基础工程中广泛使用，工艺日趋完善，在高寒地区的山南地区桑日现雅鲁藏布江大桥的桩基础施工也一样适用，。钻孔灌注桩的水下砼灌注是成桩的关键环节，但往往由于施工工艺不当，气候条件不同，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生。因此，运用科学、实用的砼灌注工艺以确保工程质量显得极为重要。
关键词：地区高寒;灌注桩水下施工
前言
目前，桥梁钻孔灌注桩在桩基础工程中广泛使用，工艺日趋完善，在高寒地区的山南地区桑日现雅鲁藏布江大桥的桩基础施工也一样适用，因此，运用科学、实用的砼灌注工艺以确保工程质量显得极为重要。我以山南地区泽桑公路B标段桑日县雅鲁藏布江大桥的桩基础施工为例，该工程是湖南交通厅对口山南交通的援建项目，桩基工程采用钻孔灌注桩(Φ800，桩长40．62米)共60根，围护采用钻孔灌注桩，承台施工工艺是围堰用水下砼封底后将水抽干施工，Φ2000，桩长40．50米)共24根。钻孔灌注桩数量不大，桩身不长，但施工难度大，施工质量的优劣直接关系到桩基和围护工程质量，关系到整个工程的质量，由于我们项目部正确地选用了科学合理的施工工艺，使钻孔灌注桩单桩静载试压全部优良。现对其施工作以下要点分析：
1水下灌注砼的性能参数
1.1砼原料
粗骨料宜选用卵石，石子含泥量小于2％，以提高砼的流动性，防止堵管。
1.2砼初凝时间
一般砼初凝时间仅3～5小时，因气温低，初凝时间较长，而深桩灌注时间约为6～7小时，因此缓凝剂量适当减少，使砼初凝时间维持在8小时左右。
1.3砼搅拌方法和搅拌时间
为使砼具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后，先开动搅拌机并加入30％的水，（水温保持在5度以上，用锅炉蒸汽加热水池中的水），然后与拌合料一起均匀加入60％的水，最后再加入10％的水(如砂、石含水率较大时，可适当控制此部分水量)，最后加水到出料时间控制在60～90秒内。
1.4坍落度选择
坍落度应控制在180±20毫米之间，砼灌注距桩顶约5米处时，坍落度控制在160～170毫米，以确保桩顶浮浆不过高。气温低，成孔深，导管直径在250毫米之内，取低值，反之取高值。
2砼灌注操作技术
2.1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，由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，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，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉导管，若起重能力不足，则应用卷扬机拉紧漏斗晃动，这样能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。
2.2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，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼，牵动导管的作用如下：
（1）有利于后续砼的顺利下落，否则砼在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间磨擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使砼与管壁摩擦阻力增强，灌注砼下落困难，导致断桩，同时，由于粗骨料间有大量空隙，后续砼加入后形成的高压气囊，会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状砼，严重影响成桩质量。
（2）牵动导管增强砼向周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦阻力，同时加大砼与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。
2.3后期砼的灌注
在砼灌注后期，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。
2.4砼灌注速度
在控制砼初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这对提高砼的灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。
2.5特别注意对温度的掌握事
（1）砼灌注现场必须放置温度计、坍落度筒和含气量检测仪，确保能按要求及时对砼入孔前进行各项检测指标测定。
（2）护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5米或护筒周围回填粘土并分层夯实；必须在护筒外地面上平放枕木，钢筋笼两侧枕木上放置两根钢管（为增加强度，钢管中充填砼），钢筋笼上端吊环（建议两侧布置4根吊环，可保证钢筋笼不倾斜；砼浇筑前将导管钢板架压在两根钢管上（因钢管中充填砼，所以可以承受重量），导管卡入钢板架，依靠导管自重，将两根钢管压住。此措施确保钢筋笼不上浮。
3钻孔灌注桩水下混凝土施工易出现的问
（1）导管接送严重漏水，造成断桩。发生这种故障的后果非常严重，进水，使混凝土形成松散层次或囊体，出现浮浆夹层造成断桩，严重影响混凝土质量，导致废桩重做。
（2）导管轻微漏水、导管埋入混凝土太深，混凝土含砂率偏小、和易性欠佳等因素，可能造成导管的堵塞，导致浇注中断，若重新灌注浇注时，则混凝土内存在浮浆夹层，造成断桩。
（3）护筒外壁冒水，引起地基下沉，护筒倾斜和位移，使桩孔偏斜，无法施工。
（4）孔壁坍塌。施工中发生孔壁坍塌，往往都有前兆。有时是排出的泥浆中不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下隆，这都是塌孔的迹象。
如果上述问题出现，势必增加工程投资，又拖延工期，工程质量也很难达到预期的目标。
4桩基础水下混凝土施工中的质量控制措施及方法
（1）为防止导管接头与导管漏水，施工中我们通过严格的事前、事中、事后控制，保证导管制作及具备以下条件：①足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满混凝土的重量。②各节的安装接头所用的胶热及法兰的对接位置，预先试拼并作好标记，按插导管时须按试拼时的状态对号拦装，所有的法兰盘接头均须垫入5-7毫米厚的橡胶垫圈，安放时须对正放平，拧紧螺栓，严防漏水。③内径应一致，其误差应小于±2毫米，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验。④最下端一节导管长度要长一些，一般为4米，其底端不得带法兰盘，以便在混凝土内。每节导管的长度要整齐统一，便于丈量长度，并作出标记和记录。⑤导管使用前做好水密性试验。导管不要埋入混凝土过深，严格控制混凝土配合比、和易性等技术指标。
（2）为预防孔壁坍塌，我们采用了维持护筒水位简外水位高出1.3-1.4米，操作中避免碰撞孔壁，并随时注意控制泥浆的和比重。
（3）为保证施工质量，水下混凝土的配合比选用要比设计强度高20%左右，坍塌度宜采用18-22厘米。
（4）混凝土自拦合机出料至砍球开寒时间不宜超过30分钟，施工中间每间断30分钟后，要上下串一上导管，防止混凝土失去流动性，提升导管困难，增加发生事故的可能性。在施工过程中，中途中断浇注时间不宜走过30分钟，整个桩的浇注霎时间不宜过长，尽量在8小时内完毕。
（5）注意灌注所需混凝土数量，一般较成孔桩径计算的大，约为设计桩径体积的1.2倍左右。导管埋入混凝土的深度取决于浇注速度和混凝土的性质，任何时候不得小于1米，一般控制在2－4米内。
施工中，我们注意对易发生的质量问题采取有针对性的事前、事中、事后控制措施，取得了较好地效果，未发生导管接头漏水形成浮浆夹层造成断桩。