桩基础水下混凝土灌注施工工艺与质量控制

秦瑞祥

（个旧市工程质量监督站，云南 个旧 661000）

桩基础水下混凝土灌注施工工艺与质量控制

秦瑞祥

（个旧市工程质量监督站，云南 个旧 661000）

针对桩基础水下混凝土灌注，详细阐述各个施工环节的技术控制要点；并对混凝土灌注过程中出现的常见问题进行分析，提出具体的预防措施与处理办法。基于成桩后出现的质量缺陷，提出了补强的方法。结合桩身水下混凝土灌注的施工体会，谈几点桩基础质量检验及控制方法。

水下混凝土；灌注施工；方法；质量控制

前言

当地基浅层土质不良、结构物的荷载较大时，采用浅基础无法满足结构物对地基强度、变形和稳定性等的要求时，做人工地基又没有条件或不经济时，往往需要采用深基础。

1 一般钻孔灌注桩的施工工艺流程

测定桩位 (桩位和放样)→埋设护筒→桩机就位→钻孔(设泥浆池制备泥浆、泥浆循环清渣)→设立钢筋骨架→清孔→设立导管→灌筑水下混凝土→混凝土养生→拔除护筒。

2 钻孔灌注桩水下混凝土施工若干问题处理

钻孔灌注桩的水下混凝土灌注是成桩的关键环节，但往往由于施工工艺不当，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题时有发生。因此，选用科学、实用的混凝土灌注工艺，对确保工程质量显得极为重要。

导管接头严重漏水，造成断桩。发生这种故障的后果非常严重，进水后使混凝土形成松散层或囊体，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。

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，则混凝土内存在浮浆夹层，造成断桩。

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。

孔壁坍塌。各种钻孔方法都有可能发生孔壁坍塌事故，施工中发生孔壁坍塌往往是有前兆的。例如：孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等都是塌孔的迹象。

3 桩基础水下混凝土施工质量控制主要措施及方法

为防止导管接头与导管漏水，施工中应通过严格的控制，保证导管制作具备以下条件：

①能承受其自重和盛满混凝土的重量。

②下端一节导管长度长一些，一般为5～6m，其底端不得带法兰盘，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。

③导管使用前做好水密性试验。导管埋人混凝土不过深，严格控制混凝土配合比、和易性等技术指标。

④导管内径应一致，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞。

⑤所有法兰盘接头均须垫人5～7mm厚橡胶垫圈，安放时须对正放平，拧紧螺栓，严防漏水。

为预防孔壁坍塌，在松散沙土中钻进时，应控制进尺速度，选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆，在操作中避免碰撞孔壁，并随时注意控制泥浆的比重和含砂率。

混凝土自拌合机出料至开灌时间不宜超过30min，施工中间每隔30min要上下活动导管，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超过30min，整个桩的浇注时间不宜过长。

注意灌注所需混凝土数量，为避免混凝土超灌，要掌握好钻孔速度，在正常钻孔作业时，中途不要随便停钻，以避免扩孔导致混凝土超灌。浇注标高应高出桩顶设计标高0.5～l.0m，以便清除浮浆和消除测量误差。务必注意，不要因误测而造成断桩。导管的埋人深度取决于浇注速度和混凝土的性质，但任何时候不得小于lm，一般应控制在3～5m内。施工中，应注意对易发生的质量问题采取有针对性的控制措施，才能取得较好的效果，不发生导管接头漏水形成浮浆夹层造成断桩，也不出现孔壁坍塌等质量问题。

4 施工工艺浅析

4.1 水下灌注混凝土的参数及性能

混凝土原材料：粗骨料宜选用坚硬的卵石或碎石，以提高混凝土的流动性，防止堵管。

混凝土初凝时间：一般混凝土初凝时间仅3～5h，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为5～7h，因此应加缓凝剂，使混凝土初凝时间大于8h。

混凝土搅拌方法和搅拌时间：为使混凝土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、砂子倒人料斗后，先开启搅拌机并加人30%的水，然后与拌合料一起均匀加人6O%的水，最后再加人10%的水，最后加水到出料时间控制在60～90s内。坍落度选择：坍落度应控制在180～200mm之内，以确保桩顶浮浆不过高。

混凝土运输：混凝土拌和物运距较近时可采用无搅拌器的运输工具，当运距较远时必须采用搅拌运输车运输。

4.2 混凝土灌注操作技术

首批混凝土灌注：首批混凝土的灌注与泥浆至混凝土面高度、混凝土面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关。孔径越大，首批灌注的混凝土量越多，由于混凝土量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批混凝土在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满混凝土，甚至漏斗内还有部分混凝土，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加入混凝土，然后再稍提导管，这样能使混凝土顺利下滑至孔底，下灌后，继续向漏斗中加人混凝土，进行后续灌注。

后续混凝土灌注：后续混凝土灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的混凝土下落后，应当上下提动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加人混凝土，上下提动导管的作用如下：

①有利于后续混凝土的顺利下落，否则混凝土在导管中存留时间太长，其流动性能变差，与导管问摩擦阻力随之增强，造成水泥浆缓慢流坠，而骨料都滞留在导管中，使混凝土与管壁摩擦阻力增强，灌注混凝土下落困难，导致断桩，同时，由于粗骨料问有大量空隙，后续混凝土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混凝土，严重影响成柱质量。

②上下提动导管增强混凝土向周边扩散，加强柱身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦阻力，同时加大混凝土与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。

后期混凝土灌注：在混凝土灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部混凝土不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。

4.3 混凝土灌注速度

在控制混凝土初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这对提高混凝土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。

总之，桩基施工质量关系到整个结构物的工程质量，在桩基施工过程中，遇到各种意外情况应及时与设计部门联系，按设计部门的设计修改通知进行施工。

[1]任艳华.混凝土灌注桩施工断桩的避免[J].河北水利，2007-09-28.

[2]关丽红.浅析水下混凝土灌注桩施工中断桩的处理[J].山西建筑，2003-03-15.