试论桥梁桩基础水下混凝土灌注质量控制

罗 驰

（珠海市交通工程质量监督检测站，广东 珠海 519000）

水下混凝土灌注是借助导管完成的一种施工方法，其原理是在桥梁落差压力的作用下，将混凝土拌和物通过导管灌入至桥梁桩基础下面，以提高桥梁的承载能力[1]。这一施工方法对机械设备、材料使用以及施工工艺有着极其苛刻的要求。因此，施工人员必须检查机械设备与材料的使用情况，严格按照规定操作，从而保证桥梁桩基础水下混凝土的灌注质量。

1 案例概况

珠海市S365 线西沥大桥改建工程位于省道S365 麻阳线中山神湾镇与珠海白蕉交界处，是珠海市公路网规划“八高速、五纵、四横、六加密”路网布局中第二横线其中的一段，方向由东向西，起点位于中山市神湾镇竹排沙岛，起点桩号为K11+350；终点位于珠海市白蕉镇西沥大桥白蕉收费站附近，终点桩号为K12+700。路线全长1.350km。

2 施工前准备工作

在对本桥梁桩基础灌注混凝土时，要先探测水面和泥浆以下的孔深和需要灌注的混凝土高度，将其作为控制沉淀层厚度、埋导管深度和桩顶高度的重要依据，如果测探数据不准确，将会出现沉淀过厚、导管滴漏、埋管过深等问题，进而造成夹层断桩、断桩以及导管拔不出等安全事故。因此，测探是桥梁桩基础水下混凝土灌注施工前的一项重要工作。

此外，如遇混凝土中掺入缓凝剂、灌注速度快、导管坚固以及不具备足够的起重能力时，要根据本工程项目的实际情况适当加大导管的埋深，但不得超过6m。在拔出导管之前仔细测探混凝土的深度，必要时使用探测锤，安排2 个施工人员分别用两个探测锤测探，并互相校队，防止误测。

3 桥梁桩基础水下混凝土灌注质量控制

3.1 机械设备质量控制

机械设备在桥梁桩基础水下混凝土灌注中发挥着不容忽视的重要作用，在本工程项目中需要使用到的机械设备主要包括：全旋转浮吊、履带吊、汽车吊、拖轮、方驳以及搅拌站在内的25 种机械设备。因此，各机械设备操作手在使用这些机械设备之前应做好检查调试工作，确保不因机械设备的质量问题而影响工程项目顺利推进[2]。其中，根据工程项目的实际情况来选择拌合站。如果拌和站的拌和能力低于混凝土的灌注速度，会延长灌注时间，使得钻孔内表层的混凝土流动速度变慢，阻碍和制约后续混凝土的正常上升，或者造成混凝土持续上升，进而冲破表层混凝土，造成断桩、导管无法拔出等现象，给施工企业带来不必要的经济损失。因此，在使用机械设备之前必须对其认真检查；在施工结束之后也要检查机械设备的使用情况，并根据使用情况采取保养和修复措施。

3.2 灌桩导管质量控制

灌桩导管的质量控制也是水下混凝土灌注质量的一个重要因素。一般情况下，施工人员根据灌桩的桩径来确定导管的直径，当灌桩直径为1.5m 以上时可选择直径为25～30cm 的导管。管桩的直径过大会刮到钢筋笼，过小则影响混凝土的灌注速度，且容易发生导管堵塞现象。同时，保证管桩导管具有良好的封闭性，认真检查管桩导管的表面和做好相应的水密测试，其目的是防止管桩导管出现进水、卡管等现象。除此之外，检查管桩导管垫圈是否完好，必要时对其进行压力测试。

管桩导管堵塞是桥梁桩基础水下混凝土灌注施工过程中常见的问题之一，但问题产生的原因有很多，主要是原因是新拌混凝土和易性不符要求以及导管漏水。混凝土和易性是指易于各工序操作（搅拌、运输、浇灌以及捣实）并能获得质量优、密度实的性能，具有粘聚性、保水性等特点。其中，粘聚性较差是导致新拌混凝土易性不良的一个重要因素，一旦出现这种情况会导致混凝土在灌注过程中出现分离现象，造成细骨料下沉和水凝浆急速上升，而细骨料下沉又会堵塞导管，此时可同时提高砂率和水泥浆的稠度来预防和控制混凝土易性不良这一现象[3]。

如果管桩导管已经堵塞，使用卷扬机提起管桩导管，然后以最快的速度下落，反复几次便可疏通管桩导管。如果混凝土注入破损的导管中同样也会造成细骨料下沉和水凝浆急速上升，细料下沉堵塞导管，因此，在本工程项目中应当检查管桩导管的使用情况和导管的封闭性，一旦发现问题及时纠正。

3.3 混凝土质量控制

混凝土的使用对提升桥梁桩基础水下混凝土灌注质量至关重要，还需要施工企业严格控制混凝土的规格和使用数量[4]。混凝土主要由水泥、砂石料以及水等原料组成，这些原料必须满足国家标准。其中，选择硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥的初凝时间不得小于3h，终凝时间不小于6h，水灰比控制在0.4～0.45 之间。本工程项目所需水泥可从珠海、中山、江门、佛山、广州购买，并做好相应的保管与储存工作。在使用水泥之前，按照规范要求取样试验。另外，石料的选择也尤为重要。石料可由中山万宜石场跟珠海香洲区洪湾石场提供，也可以到江门购买，所提供和购买的各种规格石料可满足和用于排水、防护工程、路面基层及构造物需要；沥青路面石料可采用珠海香洲区洪湾石场的石料并采用水路运输方式。此外，如果夏季施工，做好对水泥和石料的防雨和防潮工作。

3.4 混凝土浇筑质量控制

已经拌制完成的混凝土其坍落度控制在18～22mm 左右为宜，既能保证混凝土的和易性，又要保证其不易离析。

混凝土的配合比应与导管注水下的混凝土相适应，这是保证混凝土在灌注导管中具有良好流动性的重要因素。严格控制水下混凝土拌和过程，合理把握拌和时间，保证拌和均匀。为了提高混凝土的易和性，在负温下拌制混凝土，可以添加适当的外加剂。外加剂应选用高效外加剂或防冻型外加剂，并确保外加剂的称量准确，禁止掺用氯盐类防冻剂，以防止氯盐锈蚀钢筋。

钻孔桩灌注混凝土时严格控制第一斗的混凝土灌注高度，并保证埋管1.5m 的高度。正常情况下，混凝土水下灌注时灌注导管必须埋深至混凝土的2m，但不得超过6m。冬季施工时，要认真检查混凝土中是否有冰冻的结块。在混凝土浇筑过程中，使用测量锤随时测定混凝土的灌注高度，以提高混凝土的浇筑质量；在测量混凝土面的工程中，每个测定位置的测点要保证在3处及以上，以最深值为准。

3.5 施工工艺质量控制

桥梁桩基础水下混凝土灌注，各个部门加大协调配合，做好施工工艺质量控制，保证快速连续施工、认真观察施工过程，记录相关数据信息，及时发现问题及时解决[5]。

（1）保证钢筋笼和钻孔中心对应，使用钻孔设备先将钢筋笼安装到位，如图1 所示，接着安装导管。在初次灌入混凝土时将配置好的0.1～0.3m3水泥砂浆放入导球以上的灌注导管和漏斗中，后灌入混凝土；初次灌入的混凝土量要满足导管埋深的1.5m 以上，因此，要保证漏斗中有充足的混凝土储存量。

图1 钢筋笼安装示意图

（2）灌注过程中要连续与快速进行，否则最先灌注混凝土在初凝之后会影响后续灌注混凝土的浮升能力，灌注至最后，为了提升混凝土下落的冲击力，将混凝土的落差控制在6m 以下。

（3）灌注结束后，施工人员于孔内注入适量的清水，在稀释孔内水泥浆的同时保证水凝浆全部排出。

（4）将设备移动到下一桩位，冲洗导管，认真检查设备使用情况，如是否有损坏现象，为后续施工做好准备。

4 桥梁桩基础水下混凝土灌注质量保证措施

质量是企业的生存之本，是工程项目的关键所在。因此，作为本工程项目的全体工作人员从思想上树立质量控制意识，严把质量关。

4.1 健全与完善质量保证体系

遵循“谁管理谁负责，谁操作谁保证”的质量管理原则，将质量保证落实到每一个部门、每一个岗位以及每一位工作人员身上。其中，项目经理部门执行总的方针政策，尽全力满足业主提出的质量目标要求，建成以项目经理为第一责任人的管理职责及职权体系，不断健全与完善质量体系；由总工程师作为主要管理者，负责对质量体系的实施和运行；由具有丰富工作经验的工程师负责日常的质量体系运行工作。

4.2 注重和加强施工过程控制

（1）定期对全体施工人员进行质量教育培训，促使全体工作人员从思想上树立“质量是企业的生存之本”的意识和观念。

（2）严格执行“质量一票否决权”制度。

（3）认真做好水下混凝土施工技术交底工作，如图2 所示，使每一位施工人员了解和掌握具体的施工流程和施工方法。

图2 混凝土施工技术交底流程图

（4）加强工程项目全过程质量控制，严格落实岗位责任制度，将质量责任落实到人。

（5）严格执行“三检”制度，即自检、互检、专检，坚决不放过任何的质量漏洞。

4.3 严把材料质量管

（1）严格控制原材料的质量，不合格的材料不得运用到本工程项目的建设过程中。

（2）加大对钢管桩加工分包单位的管理力度，做到不合格产品坚决不出场。

5 结束语

综上所述，桥梁桩基础水下混凝土灌注质量控制应分别从机械设备、管桩导管、混凝土质量及浇筑质量等方面出发，并认真观察施工过程，一旦发现问题及时解决。未来时期内，桥梁桩基础水下混凝土灌注质量还应与新技术、新设备和新工艺相结合，不断提高桥梁桩基础水下混凝土灌注质量水平，向业主交付一个优质的工程项目。