摘要：鉆孔灌注樁水下混凝土的灌注施工主要包括水下砼拌制機(jī)械的選擇、灌注砼表面測(cè)深、導(dǎo)管埋深控制及水下砼的灌注等方面。灌注水下砼是鉆孔灌注樁施工的重要工序，必須在成孔質(zhì)量檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行。灌注過(guò)程中，應(yīng)注意觀察管內(nèi)砼下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)砼面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除。整個(gè)灌注過(guò)程中應(yīng)統(tǒng)一指揮，密切配合，做到快速、連續(xù)施工，以保證灌注樁的成品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁水下混凝土；灌注施工

隨著高層建筑施工技術(shù)的日漸成熟，高層建筑已經(jīng)大規(guī)模的應(yīng)用于辦公和民用住宅，對(duì)相應(yīng)的地基處理要求也越來(lái)越嚴(yán)格，鉆孔灌注樁作為其中的一種地基處理技術(shù)，其應(yīng)用日漸廣泛。

一、鉆孔灌注樁水下砼拌制機(jī)械的選擇

（一）砼拌合機(jī)數(shù)量

可根據(jù)一臺(tái)拌合機(jī)的生產(chǎn)率、需要灌注的砼數(shù)量和適當(dāng)?shù)墓嘧r(shí)間計(jì)算。延長(zhǎng)灌注時(shí)間雖然可減少拌合機(jī)數(shù)量和勞動(dòng)力，但灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易發(fā)生灌注質(zhì)量事故和塌孔事故。如過(guò)分地壓縮灌注時(shí)間，則會(huì)不必要地增加設(shè)備和勞動(dòng)力。根據(jù)目前的施工經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)?shù)墓嘧r(shí)間按樁長(zhǎng)而變化（見表1）：

砼拌合機(jī)數(shù)量n可按下式計(jì)算：

N=V/HP

式中：V——鉆孔中應(yīng)灌注的砼數(shù)量，包括樁頂超灌高度和擴(kuò)孔體積（m3），擴(kuò)孔率取1.1-1.2；H——適當(dāng)灌注時(shí)間，可查上表；P——砼拌合機(jī)生產(chǎn)率，m3/h。

P=V0εSα

其中：V0——每次拌制的砼體積，m3；ε——為拌合機(jī)的時(shí)間利用系數(shù)，一般取0.9-0.95；S——每小時(shí)的拌料次數(shù)；α——拌合機(jī)的體積利用系數(shù)，一般取0.75-0.85。

計(jì)算出的n值應(yīng)取整數(shù)。另外還應(yīng)有備用臺(tái)數(shù)，以備在機(jī)械發(fā)生故障時(shí)換用。

（二）砼拌合機(jī)類型

宜采用強(qiáng)制式而不宜采用滾筒自落式，其容量不宜小于400l。

二、灌注砼表面測(cè)深和導(dǎo)管埋深控制

（一）測(cè)深

灌注水下砼時(shí)，應(yīng)探測(cè)水面或泥漿面以下的孔深和所灌注的砼面高度，以控制沉淀層厚度、埋導(dǎo)管深度和樁頂高度。如探測(cè)不準(zhǔn)確，將造成沉淀過(guò)厚、導(dǎo)管提漏、埋管過(guò)深，因而發(fā)生夾層斷樁、短樁或?qū)Ч馨尾怀鍪鹿省Ｒ虼藴y(cè)深是一項(xiàng)重要工作，應(yīng)采用較為準(zhǔn)確、快速的方法和探測(cè)工具。測(cè)深的方法有許多，以下重點(diǎn)介紹常用的測(cè)深錘法和鋼管取樣盒法。

1、測(cè)深錘法。目前多采用繩系重錘吊入孔中，使之通過(guò)泥漿沉淀層而停留在砼表面（或表面下10cm-20cm），根據(jù)測(cè)繩所示錘的沉入深度作為砼的灌注深度。本法完全憑探測(cè)者手中所提在接觸砼頂面以前與接觸砼頂面以后不同重力的感覺(jué)而判斷。測(cè)錘未接觸砼頂面時(shí)手中所感到的重力是測(cè)錘重加測(cè)繩重減測(cè)錘和測(cè)繩在泥漿（或水）中的浮力再減測(cè)錘和測(cè)繩在泥漿中的靜切力（如在水中探測(cè)本項(xiàng)可忽略計(jì)）。當(dāng)測(cè)錘接觸到砼面以后，手中所感到的重力是測(cè)繩重減測(cè)繩在泥漿中的浮力減測(cè)繩在泥漿中的凈切力。前后重力相差只是測(cè)錘在泥漿中減去其浮力和靜切力后的重力。因此，如測(cè)錘太輕或其容度太小，而測(cè)繩又太重，使錘比測(cè)繩重不了多少，則探測(cè)者的手對(duì)前后重力不同的感覺(jué)就較為遲鈍。當(dāng)測(cè)深樁在測(cè)錘快接近樁頂面時(shí)，由于沉淀增加和泥漿變稠的原因，更容易發(fā)生誤差。因此測(cè)深樁的測(cè)錘以重一些為好。為防止測(cè)深錘接觸砼表面后陷入太深，以平底為宜，且底面積不宜太小。一般制成圓錐形，錘重不宜小于40N。禁止使用其他不符合要求的方法。測(cè)繩用質(zhì)輕、拉力強(qiáng)、遇水不伸縮，標(biāo)有尺度之測(cè)繩如尼龍皮尺為宜。測(cè)繩應(yīng)經(jīng)常用鋼尺校核，每根樁應(yīng)在灌注前至少校核一次。探測(cè)時(shí)須仔細(xì)，并以灌入的砼數(shù)量核對(duì)。

2、鋼管取樣盒法。用每節(jié)長(zhǎng)約1m-2m的鋼管，鋼管一端為陽(yáng)螺紋，另一端為陰螺紋，可以互相套入擰緊接長(zhǎng)；鋼管最下端設(shè)一鐵盒，上有活蓋，用細(xì)繩系著隨著鋼管向上引出。當(dāng)砼灌注接近結(jié)束時(shí)，泥漿沉淀增厚，泥漿的相對(duì)密度、粘度和靜切力增加，僅靠測(cè)錘不易測(cè)準(zhǔn)，可用上述鋼管取樣盒插入混合物內(nèi)，牽引細(xì)繩將活蓋張開，混合物進(jìn)入盒內(nèi)，然后提出鋼管，鑒別盒中之物是砼還是泥渣。不論采用何種探測(cè)儀具，當(dāng)砼灌注至樁頂時(shí)，均使用取樣盒作出正確鑒定。

（二）導(dǎo)管埋深控制

灌注砼時(shí)，導(dǎo)管埋入砼的深度一般控制在2m-6m范圍之內(nèi)。當(dāng)拌合物內(nèi)摻有緩凝劑、灌注速度較快、導(dǎo)管較堅(jiān)固并有足夠的起重能力時(shí)，可適當(dāng)加大埋深，但最好也不要大于8m。拔管前仔細(xì)探測(cè)砼面深度。用測(cè)深錘測(cè)深時(shí)，需由兩人用兩個(gè)測(cè)錘測(cè)深并相互校對(duì)，防止誤測(cè)。

三、水下砼的灌注

灌注水下砼是鉆孔灌注樁施工的重要工序，成孔經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，方可開始灌注工作。

灌注前，對(duì)孔底沉淀層厚度應(yīng)再進(jìn)行一次測(cè)定。如厚度超過(guò)規(guī)定，可用噴射法向孔底高壓射水3min-5min，使沉渣懸浮，然后立即灌注首批水下砼。

將首批砼灌入孔底后，立即探測(cè)孔內(nèi)砼面高度，計(jì)算出導(dǎo)管的埋植深度，如符合要求，即可正常灌注。如發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)大量進(jìn)水，表明出現(xiàn)灌注事故，應(yīng)立即將導(dǎo)管拔出，將散落在孔底的砼拌合物用反循環(huán)鉆機(jī)的鉆桿通過(guò)泥石泵吸出，或者用空氣吸泥機(jī)、水力吸泥機(jī)以及抓斗清出，不得已時(shí)需要將鋼筋籠提出采取復(fù)鉆清除。然后重新下放骨架、導(dǎo)管并投入足夠儲(chǔ)量的首批砼，重新灌注。

灌注應(yīng)緊湊、連續(xù)地進(jìn)行，嚴(yán)禁中途停工。在灌注過(guò)程中，要防止砼拌合物從漏斗頂溢出或從漏斗外掉入孔底，使泥漿內(nèi)含有水泥而變稠凝結(jié)，致使測(cè)深不準(zhǔn)確。灌注過(guò)程中，應(yīng)注意觀察管內(nèi)砼下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)砼面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除。導(dǎo)管提升時(shí)應(yīng)保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。如導(dǎo)管法蘭卡掛鋼筋骨架，可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管，使其脫開鋼筋骨架后，移到鉆孔中心。當(dāng)導(dǎo)管提升到法蘭接頭露孔口以上有一定高度，可拆除1節(jié)或2節(jié)導(dǎo)管（視每節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)度和工作平臺(tái)距孔口高度而定）。此時(shí)，暫停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的導(dǎo)管，并掛上升降設(shè)備，然后松動(dòng)導(dǎo)管的接頭螺栓或快速接頭，同時(shí)將起吊導(dǎo)管用的釣鉤掛上待拆的導(dǎo)管上端的吊環(huán)，待螺栓全部拆除或快速接頭拆除后，吊起待拆的導(dǎo)管，徐徐放在地上，然后將漏斗重新插入井口的導(dǎo)管內(nèi)，校正好位置，繼續(xù)灌注。拆除導(dǎo)管動(dòng)作要快，時(shí)間一般不宜超過(guò)15min。要防止螺栓、橡膠墊和工具等掉入孔中；注意安全；已拆下的導(dǎo)管要立即清洗干凈，堆放整齊。

灌注過(guò)程中，當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)砼不滿，含有空氣時(shí)，后續(xù)砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和導(dǎo)管，以免在管內(nèi)形成高壓氣囊，擠出管節(jié)間的橡皮墊，而使導(dǎo)管漏水。

當(dāng)砼面上升到鋼筋下端時(shí)，為防鋼筋骨架被砼頂托上升，可采取以下措施：盡量縮短砼總的灌注時(shí)間，防止頂層砼進(jìn)入鋼筋骨架時(shí)砼的流動(dòng)性過(guò)小，建議使用緩凝劑、粉煤灰等增大其流動(dòng)性；當(dāng)砼面接近和初進(jìn)入鋼筋骨架時(shí)，應(yīng)使導(dǎo)管底口處于鋼筋籠底口3m以下和1m以上處，并徐徐澆注砼，以減小砼從導(dǎo)管底口出來(lái)向上的沖擊力；當(dāng)孔內(nèi)砼進(jìn)入鋼筋骨架4m-5m以后，適當(dāng)提升導(dǎo)管，減少導(dǎo)管的長(zhǎng)度，以增加骨架在導(dǎo)管以下的埋植深度，從而增加砼對(duì)鋼筋的握裹力。

為確保樁頂質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上應(yīng)增加一定高度，以便灌注結(jié)束后將此段砼清除。增加的高度，可按孔深、成孔方法和清孔方法確定，一般不小于0.5m，長(zhǎng)樁不小于1m。砼灌注到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，工地值班人員要計(jì)算還需要的砼數(shù)量（計(jì)算時(shí)應(yīng)將導(dǎo)管內(nèi)及砼輸送泵的砼量估計(jì)在內(nèi)），通知拌合站按需要數(shù)拌制，以免造成浪費(fèi)。

為減少以后鑿除樁頭的工作量，可在灌注結(jié)束后，砼凝結(jié)前，挖除多余的一段樁頭，但應(yīng)保留10cm-20cm，以待隨后修鑿，接澆墩柱或承臺(tái)。旱地施工用的鋼護(hù)筒，如需回收，可在灌注結(jié)束、砼初凝前拔出。當(dāng)使用兩半式鋼護(hù)筒或木護(hù)筒時(shí)，需要待砼強(qiáng)度達(dá)到5Mpa后方可拆除。

在灌注將近結(jié)束時(shí)，由于導(dǎo)管內(nèi)砼柱高度減小，超壓力降低，而使導(dǎo)管外的泥漿及所含渣土稠度增加，相對(duì)密度加大。如在這種情況下出現(xiàn)砼頂升困難時(shí)，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土，使灌注工作順利進(jìn)行。在拔出最后一段導(dǎo)管時(shí)，拔管速度要慢，以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導(dǎo)管下形成泥心。

在灌注砼時(shí)，每根樁應(yīng)至少留取兩組試體，樁長(zhǎng)在20m以上不少于3組；樁徑大、澆注時(shí)間很長(zhǎng)時(shí)，不少于4組。如換工作班時(shí)，每工作班都應(yīng)制取試件。試件應(yīng)施加標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度測(cè)試后應(yīng)填試驗(yàn)報(bào)告表。強(qiáng)度不合要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)提出報(bào)告，采取補(bǔ)救措施。

四、常見灌注事故的預(yù)防及處理

灌注水下砼是成樁的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，如出現(xiàn)事故時(shí)，應(yīng)分析原因，采取合理的技術(shù)措施，及時(shí)設(shè)法補(bǔ)救，對(duì)于確實(shí)存在缺點(diǎn)的鉆孔樁，應(yīng)盡可能設(shè)法補(bǔ)強(qiáng)，不宜輕易廢棄，造成過(guò)多的損失。經(jīng)過(guò)補(bǔ)救、補(bǔ)強(qiáng)的樁須經(jīng)認(rèn)真的檢驗(yàn)認(rèn)為合格后方可使用。對(duì)于質(zhì)量極差，確實(shí)無(wú)法利用的樁，應(yīng)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系采用補(bǔ)樁或其他措施。

（一）卡管

在灌注過(guò)程中，砼在導(dǎo)管中下不去，稱為卡管?？ü苡幸韵聝煞N情況：

1、初灌時(shí)隔水栓卡管；或由于砼本身原因，如塌落度過(guò)小、流動(dòng)性差、夾有大卵石、拌合不均勻，以及運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生離析、導(dǎo)管接縫處漏水、雨天運(yùn)送砼未加遮蓋等，使砼中的水泥漿被沖走，粗集料集中而造成導(dǎo)管堵塞。處理辦法可用長(zhǎng)竿沖搗管內(nèi)砼，用吊繩抖動(dòng)導(dǎo)管，或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器等使隔水栓下落。如仍不能下落時(shí)，則須將導(dǎo)管連同其內(nèi)的砼提出鉆孔，進(jìn)行清理休整，然后重新吊裝導(dǎo)管，重新灌注。提管時(shí)應(yīng)注意到上重下輕，要采取可靠的措施防止翻倒傷人。

2、機(jī)械故障或其他原因使砼在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過(guò)久，或灌注持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，最初灌注的砼已經(jīng)初凝，增大導(dǎo)管內(nèi)砼下落的阻力，砼堵在管內(nèi)。其預(yù)防辦法是灌注前應(yīng)仔細(xì)檢修灌注機(jī)械，并準(zhǔn)備備用機(jī)械，發(fā)生故障時(shí)立即調(diào)換備用機(jī)械；同時(shí)采取措施，加速砼灌注速度，必要時(shí)，可在首批砼中加入緩凝劑，以延緩砼的初凝時(shí)間。當(dāng)灌注時(shí)間已久，孔內(nèi)首批砼已初凝，導(dǎo)管內(nèi)又堵塞有砼，此時(shí)應(yīng)將導(dǎo)管拔出，重新安設(shè)鉆機(jī)，利用較小鉆頭將鋼筋籠以內(nèi)的砼鉆挖吸出，用沖抓錐將鋼筋骨架逐一拔出。然后以粘土摻砂礫填塞井孔，待沉實(shí)后重新鉆孔成樁。

（二）塌孔

在灌注過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)井孔護(hù)筒內(nèi)水位忽然上升溢出護(hù)筒，隨即驟降并冒出氣泡，應(yīng)懷疑是塌孔征象，可用測(cè)深儀探頭或測(cè)深錘探測(cè)。如測(cè)深錘原系砼表面上未取出的現(xiàn)被埋不能上提，或測(cè)深儀探頭測(cè)得的表面深度達(dá)不到原來(lái)的深度，相差很多，均可證實(shí)發(fā)生塌孔。

塌孔原因可能是護(hù)筒底腳周圍漏水，孔內(nèi)水位降低，或在潮汐河流中漲潮時(shí)，孔內(nèi)水位差減小，不能保持原有的靜水壓力，以及由于護(hù)筒周圍堆放重物或機(jī)械振動(dòng)等，均有可能引起塌孔。

發(fā)生塌孔時(shí)，應(yīng)查明原因，采取相應(yīng)的措施，如保持或加大水頭、移開重物、排除振動(dòng)等，防止繼續(xù)塌孔。然后用吸泥機(jī)吸出塌入孔中的泥土；如不繼續(xù)塌孔，可恢復(fù)正常灌注。如塌孔仍不停止，坍塌部位較深，宜將導(dǎo)管拔出，將砼鉆開抓出，同時(shí)將鋼筋抓出，只求保持孔位，再以粘土摻砂礫回填，待回填土沉實(shí)時(shí)機(jī)成熟后，重新鉆孔成樁。

（三）埋管

導(dǎo)管無(wú)法拔出稱為埋管，其原因是：導(dǎo)管埋入過(guò)深，或?qū)Ч軆?nèi)外砼已初凝使導(dǎo)管與砼間摩擦力過(guò)大，或因?qū)Ч芴嵘^(guò)猛將導(dǎo)管拉斷。

預(yù)防辦法：應(yīng)按前述要求嚴(yán)格控制埋管深度一般不得超過(guò)6m-8m；在導(dǎo)管上端安裝附著式振搗器，拔管前或停灌時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，均應(yīng)適當(dāng)振搗，使導(dǎo)管周圍的砼不致過(guò)早地初凝；首批砼摻入緩凝劑，加速灌注速度；導(dǎo)管接頭螺栓事先應(yīng)檢查是否穩(wěn)妥；提升導(dǎo)管時(shí)不可猛拔。

若埋管事故已發(fā)生，初時(shí)可用千斤頂試拔。如仍拔不出，凡屬并非因砼初凝流動(dòng)性損失過(guò)大的情況，可插入直徑稍小的護(hù)筒至已灌砼中，用吸泥機(jī)吸出砼表面泥渣，派潛水工下至砼表面，在水下將導(dǎo)管齊砼面切斷；拔出小護(hù)筒，重新下導(dǎo)管灌注。

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（作者單位：中冶天工建設(shè)有限公司渤海分公司。作者為工程師）