淺析水下混凝土灌灌注樁施工工藝質(zhì)量控制要點

摘 要：鉆孔灌灌注樁在樁基礎(chǔ)中應(yīng)用最為廣泛，文章主要從施工的角度，結(jié)合工程實際對水下混凝土鉆孔灌灌注樁基礎(chǔ)施工進行分析和探討，望能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭?/p>

關(guān)鍵詞：水下混凝土；鉆孔灌灌注樁；灌注；施工

1 前 言

無論什么建筑物，基礎(chǔ)都是非常重要的，沒有合格的基礎(chǔ)就不可能建造出完美的結(jié)構(gòu)物，橋梁、港口工程也不例外，常用的樁基礎(chǔ)通?？煞譃槌寥霕痘A(chǔ)和灌灌注樁基礎(chǔ)，按成樁的施工方法又可分為：沉入樁、鉆孔灌灌注樁、人工挖孔樁三種。鉆孔灌灌注樁作為基礎(chǔ)的一種形式，是目前我國橋梁、港口工程的主要基礎(chǔ)形式之一。我們在進行施工時，必須對基礎(chǔ)的施工倍加重視。本文就對鉆孔灌灌注樁施工中工藝以及技術(shù)要點進行以下系統(tǒng)的闡述。

2 水下混凝土灌灌注樁施工要點

2.1 施工準備

①場地準備。場地對工程施工的影響非常重要，必須保證場地的基礎(chǔ)設(shè)施、規(guī)模符合工程施工需求。場地準備階段，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，需要將場地的雜物清理干凈，不平整的地方進行平整碾壓工作；在施工工程的兩邊設(shè)置沉淀池、泥漿池；準備材料拌合場地，設(shè)置鋼筋的加工棚，在加工棚中進行鋼筋的切割、焊接等工作。②人員配置。為保證工程可以如期完成或提前完成，防止由于一線技術(shù)人員和施工人員不足而給整個施工造成損失，首先要預(yù)備充足的相關(guān)技術(shù)人員和施工人員，同時制定完善的、合理的組織管理機制，并嚴格執(zhí)行。③材料準備情況。工程材料是關(guān)乎施工質(zhì)量的關(guān)鍵，必須經(jīng)過細致的預(yù)算、準備工作，所有工程材料在進場前都要經(jīng)過嚴格的檢查檢測，達到工程的施工要求標(biāo)準，對于不達標(biāo)的材料，禁止進場。④機械設(shè)備和技術(shù)準備。工程施工離不開機械設(shè)備，很多環(huán)節(jié)只能依靠機械設(shè)備才能施工，為了防止由于機械故障導(dǎo)致的工期延誤，在準備階段，務(wù)必對要用到的機械設(shè)備進行嚴格的調(diào)試和檢測。在技術(shù)準備階段，首先針對工程實際施工中應(yīng)用的技術(shù)，開展技術(shù)交底工作，同時通過書面的形式，將施工規(guī)范和施工技術(shù)逐層下達，并落實。

2.2 樁位測量及定位

①測量定位。保障樁柱的質(zhì)量關(guān)鍵是保證精確的定位和施工橋樁柱鉆孔角度和基面標(biāo)準高度，要求在施工前期，就對孔位進行精確的定位、測量，務(wù)必做到把握精準，通常可以采用工程施工方和監(jiān)理機構(gòu)雙重微量定位的方式，保證定位測量的準確性，分兩個步驟進行，在挖井口埋設(shè)護筒階段進行第一次的測量和定位，在鉆機的安裝階段進行第二次的測量、定位，保證嚴格按照設(shè)計規(guī)范安裝設(shè)備。②樁徑及垂直度控制。樁直徑的大小也是影響工程質(zhì)量的重要因素之一。要求在施工操作前，根據(jù)灌注樁的直徑選擇與之相吻合的鉆頭，選擇過程必須嚴格、細致，反復(fù)調(diào)控，要求建立相應(yīng)檔案加以記錄。③精確測量和定位持力層、終孔的深度，是影響工程質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)，因為為樁基提供承載力的基礎(chǔ)是端承樁，灌注樁的承載力直接受到持力層的影響。（該段話不通順，且也有摩擦樁）

2.3 混凝土要點

灌注樁在鉆孔階段需要依靠泥漿來進行安全保護，同時也需要通過泥漿作為介質(zhì)來攜帶、清理施工時所產(chǎn)生的殘渣。因此泥漿對施工起著不可替代的作用，必須嚴格按著施工要求的指標(biāo)進行泥漿制作的施工，必須保證泥漿符合施工對于粘度、密度以及含水量所指定的指標(biāo)。泥漿的制作主要包括水、粘土、專用的外加劑，摻合過程中，注意含水量的添加，泥漿不能過于稀釋或者過于粘稠，稀釋則不能起到攜帶殘渣的作用，粘稠則會致使泥漿黏貼在樁的壁外，導(dǎo)致樁徑發(fā)生變化，造成損壞，影響工程質(zhì)量。

2.4 鉆孔機樁孔施工

（1）鉆孔。鉆孔主要包含將機架挺桿調(diào)直、對準樁位、鉆進、達到控制深度、停鉆、提鉆等步驟。當(dāng)鉆到預(yù)定深度時，在鉆孔底部進行必要的空轉(zhuǎn)清土步驟，之后停止轉(zhuǎn)動、提鉆桿，注意（是否去掉）不得曲轉(zhuǎn)鉆桿。注意當(dāng)鉆進的土層如果含有的石塊比較多，或者遇到軟塑粘土層的含水量比較大的時侯，必須保持鉆桿的穩(wěn)定，防止由于鉆桿晃動而導(dǎo)致擴大孔徑，最終導(dǎo)致孔壁的擾動土和孔底部回落土的增多。鉆孔之后用測深繩（錘）測量鉆孔的深度和虛土厚度，同時進行成孔的質(zhì)量檢測。

（2）注意填寫樁孔施工記錄，做好孔口的遮蓋保護工作，同時設(shè)置標(biāo)識，禁止人和行車在蓋板上通過，然后再將鉆機移動至下一個樁位。

（3）混凝土的澆筑步驟。對孔徑、孔壁、孔深、垂直度、孔底虛土厚度進行再一次的檢查。注意將砂漿墊塊（或塑料卡）綁好，吊放鋼筋籠的過程中要注意對準孔位、緩慢的下沉、扶穩(wěn)吊直，同時注意不要碰撞孔壁。在鉆孔內(nèi)的虛土厚度經(jīng)過檢測達到標(biāo)準之后，進行放溜簡澆筑混凝土的施工。

2.5 水下灌注混凝土的技術(shù)要求

第一批混凝土攪拌的數(shù)量根據(jù)導(dǎo)管首次的埋置深度和導(dǎo)管底部的填充需要來進行計算?；炷恋某豕嗔?，必須確保首批混凝土入孔后導(dǎo)管埋入混凝土中的深度不小于1.0m。第一次混凝土灌注量的計算方法如下：

混凝土拌合之后，要針對其均勻性、坍落度等進行嚴格檢查，必須達標(biāo)，如果不符合使用要求，必須重新進行拌合，在經(jīng)過第二次拌合后仍然不達標(biāo)的，則禁止使用。

灌注施工中，導(dǎo)管埋置深度應(yīng)控制在2～6m范圍。注意探測混凝土面在井孔內(nèi)的位置，保持探測頻率，以便對導(dǎo)管埋深做出及時調(diào)整。由于灌注的過程中會造成鋼筋骨架的上浮，所以當(dāng)混凝土面距離骨架底部1m左右的時候，降低灌注的速度，并且保持至混凝土面上升到鋼筋骨架底口4m以上，此時可提升導(dǎo)管，保持其底口超過鋼筋骨架底部2m以上，即可以正常的速度進行灌注。如果在潮汐地區(qū)或者有承壓力的地下水地區(qū)進行灌注，則需要注意保持孔內(nèi)的水頭。

水下混凝土灌注面宜高出樁頂設(shè)計高程不小于0.5m，當(dāng)存在地質(zhì)較差、孔內(nèi)泥漿密度過大、樁徑較大等情況時，應(yīng)適當(dāng)提高其灌注的高度；超灌的多余部分應(yīng)該在承臺施工前或者接樁前鑿除，鑿除后的樁頭應(yīng)該密實無松散層。

3 鉆孔灌灌注樁常見病害及防治措施

3.1 孔壁坍陷

孔壁坍陷的癥狀表現(xiàn)為：鉆進過程中，如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡，或泥漿突然漏失，則表示有孔壁坍陷跡象。孔壁坍陷的主要原因是土質(zhì)松散，泥漿護壁不好，護筒周圍未用粘土緊密填封以及護筒內(nèi)水位不高。鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷。

防治措施：在松散易坍的土層中，適當(dāng)埋深護筒，用粘土密實填封護筒四周，使用優(yōu)質(zhì)的泥漿，提高泥漿的比重和粘度，保持護筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位。搬運和吊裝鋼筋籠時，應(yīng)防止變形，安放要對準孔位，避免碰撞孔壁，鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間。

3.2 鋼筋籠上浮

鋼筋籠上浮變現(xiàn)為鋼筋籠的位置高于設(shè)計位置的現(xiàn)象。主要原因是由于混凝土表面距鋼筋籠底口較近，混凝土灌注的速度過快，混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力很大，向上反沖，其頂托力大于鋼筋籠的重力時所致。當(dāng)混凝土灌至鋼筋籠下，若此時提升導(dǎo)管，導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1m左右時，由于澆筑的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠的上?。挥捎诨炷凉嘧⑦^鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時，其上層混凝土因澆注時間較長，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力，如此時導(dǎo)管底端未及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上升。

防治措施：鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準確，并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進入鋼筋籠時流動性變小，混凝土接近籠時，控制導(dǎo)管埋深在1.5～2.0m。灌注混凝土過程中，應(yīng)隨時掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)混凝土埋過鋼筋籠底端2～3m時，應(yīng)及時將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。

3.3 堵 管

水中灌注混凝土過程中，無法繼續(xù)進行的現(xiàn)象被稱為堵管。出現(xiàn)堵管的原因有：大直徑樁基體積過大，需灌注時間較長，而上部混凝土已接近初凝，形成硬殼，隨時間增長，泥漿中殘渣將不斷沉淀，不利于混凝土翻漿，進而出現(xiàn)堵管；另外，混凝土的質(zhì)量常常也是導(dǎo)管堵塞的主要原因。

防治措施：使用的隔水栓直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相配，同時具有良好的隔水性能，保證順利排出。在混凝土灌注時，應(yīng)加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過實驗室確定，坍落度宜為18～22cm，粗骨料的最大粒徑不得大于導(dǎo)管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4，且應(yīng)小于40mm。為改善混凝土的和易性和緩凝，水下混凝土宜摻外加劑。應(yīng)確保導(dǎo)管連接部位的密封性，導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓，以避免導(dǎo)管進水。在混凝土澆筑過程中，混凝土應(yīng)緩緩倒入漏斗的導(dǎo)管，避免在導(dǎo)管內(nèi)堵塞。

4 結(jié) 語

水下混凝土灌灌注樁施工過程每一環(huán)節(jié)都必須要嚴格要求，由于影響灌灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，為了防止在灌注中發(fā)生質(zhì)量事故，以致影響工期并對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生小利影響，對如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等各種影響因素都必須有詳細的考慮，預(yù)防事故的發(fā)生的同時候必須準備相應(yīng)的對策以及發(fā)生事故及時采取補救措施。

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作者簡介：張軍（1971-），男，工程師，大專，從事工程管理工作。