钻孔灌注桩砼水下浇注施工及其工程事故的预防与处理
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【摘要】本文阐述了钻孔灌注桩水下浇注砼的技术要点，结合连徐A-8标的施工实例，分析了在施工中常见的工程事故及其预防和处理的技术措施。
【关键词】灌注桩；水下浇注；坍落度；缺陷处理
钻孔灌注桩是目前桩基础中应用最广泛的一种型式，受工程地质文件及水文地质条件等各种因素的影响，大多数钻孔灌注桩采用水下浇注砼的施工方法。在施工过程中，如何防止一些可以避免的工程事故，在事故出现之前予以预防，以及出现事故后又该如何处理，诸如此类的问题一直是广大工程施工者亟需解决的问题。
一、工程事故的预防措施
水下浇注砼常见质量事故预防的技术措施一般有如下几个方面：
⑴导管在使用前必须做密封试验和接头抗拉试验。使用后要及时冲洗，以便下次灌注时砼流通顺畅。
⑵灌注时导管底端距孔底高度可依据桩径、隔水球大小而定，最高不超过40cm。浇注过程中，应匀速向导管料斗内灌注，若突然灌注大量的砼使导管内空气不能马上排出，可能导致堵管或桩身出现蜂窝现象；若管内空气从导管底端急剧排出，可能带动导管拔出砼面。
⑶施工时，浇注速度应尽可能快一些，砼最好从运输搅拌车直接投到导管的漏斗中去。连徐A-8标施工初期，一直沿用老施工方法，即先把砼倒入吊斗中，再用吊车把吊斗吊到导管上方，把吊斗中的砼投入导管的漏斗中。这种方法成本高、效率低、耗时长，特别在气温高砼初凝快的时候，不仅增加拆管次数，而且还极易造成事故。后采用把砼从运输搅拌车中直接投入到料斗中的方法，效果显著，浇注一根36m（ф1500mm）的灌注桩，一般都在1～2小时左右，大大提高了效率，减少了事故的发生。
⑷砼的质量应严格控制。配合比中水灰比一般控制在0.5～0.6，砂率应在40%～50%，粗骨料中最大粒径应小于40mm。砼的坍落度应控制在18～20cm，要具有良好的和易性、流动性。用料上优先采用中粗沙和级配较好的卵石，砂率小、粗骨料级配不好，搅拌出的砼极易离析，影响水下浇注砼的质量。砼配合比还应考虑运输距离和气温等多种因素的影响，在夏季或运输过程中时间较长时，应加砼缓凝剂。
⑸浇注过程中，必须不断测定混凝土面上升高度，并根据砼的供应情况来确定拆卸导管的时间及长度，以免发生断桩、桩身夹渣或“埋管”事故。例如：连徐A-8标浇注主线桥15#右B桩（ф1500mm）时，灌注第1车（6m3）时，按照理论或经验计算，此车砼灌注下去砼面应上升约3.4m，但实测上升高度仅为1.8m，第2车灌注下去也只上升了2.3m，实际上，这根桩在此处已经扩径，如果仅凭经验判断，不及时实测，就会造成误判，拆卸导管过长而导致导管被拔出砼面，造成工程事故。
⑹导管插入砼中的深度应根据搅拌砼的质量、供应速度、浇注速度、孔内护壁泥浆状态等来决定，一般情况下以2～6m为宜。如果导管插入砼中的深度较大，供应砼间隔时间较长，且混凝土和易性稍差，就极易发生“埋管”事故。如果预料到不能及时供应砼（超过1小时），砼运输距离远等因素时，除砼加缓凝剂外，导管插入砼中的深度要适中，不宜太小，以5～6m为佳。中间每隔十几分钟，应将导管上下活动几次，以免使砼产生初凝假象，防止导管埋入砼中无法拔出。
二、工程事故的处理
灌注中途发生事故时，在可能的条件下应及时处理。当时不能处理的，必须按照有关规定和程序，会同有关单位研究协商补救措施。
（1）断桩
因各种原因造成的断桩，一般只能采取补桩或接桩的方法加以弥补。补桩是指在断桩的附近重新开钻浇注一至两根桩来代替原来的那根桩。接桩一般用人工孔的办法处理，清除桩顶残渣，接钢筋笼，浇注砼至设计标高。连徐A-8标主线桥6#右A桩就是采用接桩法。浇注时因为大雨滂沱，路面泥泞不堪，砼运输车无法把砼运送进去，造成该桩在地面以下7米左右停止浇注形成断桩。具体处理方法是用10mm厚的钢板，制作一个内径ф1800mm、长8.0m的钢筒，利用锤击法把钢筒在桩位上打入，使护筒底脚沉到已灌注的砼面以下。钢筒比设计桩径适当大一些，既能保证桩的质量又方便施工；钢筒略长一些才能保证打入到已灌注的砼面以下。用潜水泵抽干井孔内的泥浆，然后人工凿除桩顶的浮渣见到中粗骨料。
如果在水下浇注砼过程中，误将导管拔出砼面，必须及时处理。孔内砼面高度较小时，应及时将导管拔出，将已灌注的砼吸出，并把钢筋笼抽出，然后重新清孔，吊装钢筋骨架和灌注砼。当孔内砼面高度较高或桩径较大时，可以采用二次导管插入的方法处理：即拔掉原管重下新管或用原管插入继续浇灌。此时特别应该注意的是，导管重新插入时里面不能进水，必须在导管底口处设置底盖阀门或隔水球，插入的过程中水的反作用力不能把阀门或隔水球挤入导管。
操作步骤为：先测定砼面的位置，据此来重下导管。用铁丝系上隔水球（必须能承受一定压力）放入导管，在导管上的料斗内注入一定数量的砼（以0.1～0.2m3为宜），缓慢将隔水球放在导管底端，把铁丝固定在料斗上。然后在导管上面外加一定压力来克服水的浮力，将导管插入砼面以下约1.0m处，在料斗内注满砼。剪断铁丝后，就可继续浇注。在使用此方法时，砼面的实际位置、下管长度、铁丝长度等均须事先正确确定。
三、结束语
钻孔灌注桩砼水下浇注的施工应按照正常的程序进行，作好充分的准备，在施工过程中采取各种措施减少人为的差错来预防质量事故的发生。另外加强管理，严把质量关，提高施工人员的素质和操作水平也是减少质量事故发生的一种有效途径。如出现事故，应分析原因，采取合理的技术措施，及时补救。连徐A-8标共浇注了426根钻孔灌注桩，无损检测优良率主线桥达到97%，匝道桥达到100%，合格率全桥达到100%。这些数据表明，连徐A-8标钻孔灌注桩水下浇注砼的施工方法和工程事故的预防技术措施是行之有效、切实可行的。