提高水下混凝土灌注桩施工质量的几点措施

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一、水下混凝土灌注桩导管施工法的工作原理

目前，水下混凝土灌注桩工程的施工通常采用导管法进行施工。其工作原理是在一定的落差压力作用下,将混凝土通过密封连接的导管入口，进入到上次灌注的混凝土下面，顶托着上部的混凝土及泥浆或水上升，形成连续密实的混凝土桩身。

二、提高水下混凝土施工质量的几点措施：

导管法施工技术要求非常严格，为使水下混凝土灌注桩施工质量得以保证，必须要从施工设备、混凝土配制、灌注等几方面严格控制，才能提高水下施工质量。

第一、对施工设备质量要严格要求

混凝土灌注所需施工设备要求配套并且完好。这是保证灌注水下混凝土质量的基本前提。要重点强调以下施工设备的质量：

1）要有足够的备用电源。要保证工地的备用发电机性能良好，足以应付施工过程中极可能发生的施工电网断电情况，这样可以防止灌注时间延误，避免造成断桩事故。

2）注意混凝土拌和机类型的选择，在综合考虑施工具体情况的前提下，尽量选用大容量强制式拌和机，在时间上可以尽量缩短混凝土的灌注时间，在数量上可以保证混凝土灌注的连续性。注意：对混凝土拌和机在每次使用前都应进行认真的检查维修。

3）导管是灌注水下混凝土的重要工具，其直径大小要根据灌注强度要求进行选择。要求导管应具备足够的强度和刚度、且密封性良好，管壁光滑、导管平直，无穿孔裂纹。如果导管接头密封不严，焊缝破裂，水从接头或焊缝中浸入会引起事故，因此施工之前必须要进行水密、承压和接头抗拉试验。目前，常用的导管有螺栓对接式和螺旋连接式，建议优先选用螺旋对接式，其优点是密封性能良好，还可有效地避免导管挂钢筋笼的现象，增强灌注安全系数。

第二、科学的制定混凝土配合比

水下混凝土的强度、等级和材料应符合设计要求和《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)的规定。选用材料要重点注意以下几点：

1）水泥一般选用普通硅酸盐水泥，初凝时间不宜过早。所选的水泥品种应通过初凝时间和抗压强度试验。要注意水泥的用量要达到规范规定的标准。

2）粗骨料宜选用坚硬的卵砾石和碎石，应优先采用符合要求的卵石。骨料最大粒径不应大于导管直径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，同时粒径在40mm以内。粗骨料的级配应保证混凝土具有良好的和易性。细骨料宜采用级配良好的中、粗砂。混凝土的含砂率一般为45%～50%，水灰比宜采用0.5～0.6。

3）为提高和易性，混凝土中宜掺入外加剂，水下混凝土常用的外加剂有减水剂、缓凝剂和早强剂等，掺入外加剂前，必须经过实验，以确定外加剂的使用种类、掺入量和掺入程序。

总之，混凝土的配合比必须与导管灌注水下混凝土相适应。合适的配合比应使混凝土具有足够的可塑性和粘聚性，易于在导管中流动而又不易离析。而且一般来说，当水下混凝土的强度高时，其耐久性也好。因而要从水泥标号的选择、水泥及水的用量比例、骨料的种类和性质及掺用外加剂等几个方面考虑来保证混凝土质量。而且要保证混凝土的级配强度应高于设计强度。混凝土搅拌时间要适宜，要搅拌均匀，如混凝土搅拌和输送过程中，出现不均匀或离析泌水现象，流动性差时，就不能使用。

第三、加强对水下混凝体灌注施工工序的控制

灌注水下混凝土是混凝土桩施工的重要工序。在灌注混凝土过程中，应重点注意以下几点：

1）钢筋笼和钻孔的中心要对应，定位要准确。如果是不放到孔底的钢筋笼，要特别注意吊环、吊钩的强度及牢固性。钢筋笼吊放时要保持轴线顺直，位置居中，严禁碰撞孔壁，以免产生坍孔。钢筋笼安放到位后应立即安设导管。

2）在灌注首批混凝土之前最好先配制0.1～0.3m3水泥砂浆放入滑阀以上的导管和漏斗中，然后再放入混凝土，确认初灌量备足后，即可剪断铁丝，借助混凝土重量排除导管内的水，使滑阀留在孔底，灌入首批混凝土。

3）注意首批混凝土量必须满足导管埋深不能小于1.5M，所以漏斗和储料斗及漏斗和预备的混凝土储存数量要充足。根据导管内混凝土压力与管外水压力平衡的原则,导管内混凝土必须保持的最小高度为:Hd=RwHw/Rc。而管中混凝土的体积就应为Vd=πd2.Hd/4。首批混凝土若埋深不足，混凝土下灌后不能埋没导管底口，会导致泥水从导管底口进入。如果出现这种导管入水现象应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗机清出，然后重新下导管灌注。

4）首批混凝土灌注正常后，必须连续进行，不得中断。否则先灌入的混凝土达到初凝，将阻止后灌入的混凝土从导管中流出，造成断桩。同时在灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升、逐级拆卸导管，保持导管的合理埋深。当混凝土接近钢筋笼时，宜使导管埋得较深，尽量避免钢筋上浮现象。要注意正确控制导管埋深，如果导管埋人混凝土过深，易使导管与混凝土间摩擦阻力过大，致使导管无法拔出造成事故。而提管过程中要缓缓上提，如过猛易使导管被拉断。所以埋管深度一般应控制在2到6m，同时应注意灌注速度。

5）为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌0.5～0.8m高度，待桩顶混凝土强度达到设计强度70％时，将其凿除。在灌注将近结束时，如出现混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，将部分沉淀土掏出，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。

三、结论和建议

水下混凝土灌注时要快速、连续施工，一气呵成，快速灌注成功的桩往往质量比较好，而灌灌停停的桩则容易出现质量问题。因此，水下混凝土灌注桩质量的提高，需要施工、监理、验收各个环节共同协作来保证。不仅要在设计上提出科学方案，灌注时提高水下施工质量，验收时也要认真对待。对于质量差、无法利用的桩要提出补桩或其它措施。成桩的质量关系到整个工程的质量，绝对不能忽视。

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