李傳秋 王 輝

（1、寧安市水務局勘測設計隊，黑龍江 寧安 157000 2、寧安市樺樹川灌區(qū)中心水利站，黑龍江 寧安 157000）

目前，水下混凝土的施工方法分為兩大類：一是在水上拌制混凝土拌合物，進行水下灌注,如導管法、泵壓法、柔性管法、傾注法、箱袋法、鋪石灌漿法、開底容器法和裝袋疊置法；二是在水上拌制膠凝材料，進行水下預填骨料的壓力灌漿，包括加壓灌注和自流灌注。由于施工方法多樣化和不斷發(fā)展進步，水下不但能灌注一般的水泥混凝土，還能灌注纖維混凝土、瀝青混凝土、樹脂混凝土等。水下混凝土的施工方法越來越多，工程規(guī)模越來越大，應用范圍越來越廣，是一種極有發(fā)展前途的混凝土施工技術。

1 灌注樁的成孔

1.1 成孔設備和鉆具的要求與選擇灌注樁成孔設備多為轉(zhuǎn)盤鉆機

鉆進時，鉆頭的擺動較大，擴孔情況嚴重，不利于施工。為了消除這一不良影響，保持鉆孔的垂直度，應采取相應的技術措施，約束鉆具的擺動。結(jié)合灌注樁造孔鉆進的鉆頭與小口徑鉆進的鉆頭在底刃、側(cè)刃刻取地層的機理：小口徑鉆進時，鉆頭的側(cè)刃對刻取巖石起到非常重要的作用；而灌注樁鉆進的地層較軟，相比之下，側(cè)刃的作用就小得多。因此，建議在灌注樁孔鉆進時設計相適應的鉆頭以減小鉆孔的擴孔率。

1.2 鉆進參數(shù)的選擇

1.2.1 鉆進泵量

灌注樁孔鉆進時需要較大的泵量以排出粘土粉，其泵量計算公式為：Q=FV60式中，Q--沖洗液量(m3/min);F--環(huán)狀間隙面積(m2)；V--沖洗液上返返速度(m/s)。以灌注樁鉆進設計孔徑為500mm、鉆桿直徑為89mm、環(huán)狀面積以0.2m2計算，在采用泥漿泵的最大泵量600L/min時，其泵量使得粘土粉上返的速度是非常緩慢的，遠小于小口鉆探的泥漿的上返速度0.3m/s。

1.2.2 鉆進轉(zhuǎn)速

由于灌注樁孔的鉆進多為粘土層的鉆進，粘土層的強度與硬度等力學參數(shù)較小，鉆具易刻取粘土，所以為了保持鉆進穩(wěn)定，減小鉆進的擴孔率，必須采用較小的轉(zhuǎn)速鉆進。

2 灌注樁的灌注

2.1 灌注樁孔的清孔

首先利用撈沙卵石的鉆頭將樁孔內(nèi)的沙卵石撈出，然后泥漿循環(huán)清除孔內(nèi)的粘土。并且減小孔內(nèi)泥漿的比重，從而保證在灌注混凝土時，混凝土能順利地進入孔底，擠壓出泥漿。清孔后的泥漿比重一般為1.14。

2.2 混凝土的灌注

灌注之前應進行試灌。在灌注過程中，混凝土將受到泥漿擠壓的反作用、導管與混凝土的摩擦阻力，此時混凝土必須以大大超過泥漿的反作用壓力才能將孔內(nèi)的泥漿擠壓出孔口。在灌注過程中，導管提升速度要慢，使得混凝土有足夠的時間克服摩擦阻力下降。同時使泥漿具有排出的通道，否則，樁基的泥漿的作用下將會出現(xiàn)縮徑、夾泥的現(xiàn)象。提升導管時，導管內(nèi)保留的混凝土要有絕對的壓力與泥漿的壓力抗衡，以防止泥漿進入導管內(nèi)。一般導管內(nèi)的混凝土柱保持在3m至4m長之間。

3 成孔過程中易遇到的問題

3.1 縮徑

3.1.1 縮徑產(chǎn)生的原因

在鉆進過程中，地應力沿較軟巖層釋放，因而造成縮徑。在鉆進過程中，鉆進壓力大，鉆速過快，使得鉆頭很快穿過淤泥、淤泥質(zhì)土層。當鉆速過快時，淤泥便從鉆孔周圍流向鉆孔內(nèi)，導致其側(cè)壓力與孔內(nèi)泥漿力達成平衡，發(fā)生縮徑甚至卡鉆。

3.1.2 縮徑的防治

較為有效地防治縮徑的方法有：實行嚴格的管理，鉆機由有經(jīng)驗的機長專職操作，其它人員不得隨意操作；在鉆到淤泥或淤泥質(zhì)土層時，投入粘土泥膏，使鉆機鉆進壓力減為零；鉆速減慢讓鉆機在無油壓狀態(tài)空轉(zhuǎn)。為確保鉆孔無縮徑現(xiàn)象，在成孔完畢后應在易出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象的地層中掃孔一到二次。

3.2 坍孔

3.2.1 坍孔產(chǎn)生的原因分析。坍孔產(chǎn)生的原因是多方面的，主要包括:遭遇預先未料到的復雜地質(zhì)情況，以及施工中泥漿稠度過低，釋放量遠大于泥漿對孔壁的壓力等。

3.2.2 處理辦法。為了防治復雜地層情況帶來的坍孔問題，首先應認真審閱該工程地質(zhì)勘察報告，對地層情況做到心中有數(shù)。若報告中未提及此類異常情況而導致施工過程中坍孔的話，則應分別對待。

3.2.2.1 在成孔過程中坍孔，其補救措施有二個：一是避開該樁位；二是回填原樁位，待密實后再鉆進。

3.2.2.2 在灌注過程中坍孔，其補救措施為：一是回填原樁孔，并在原樁附近補加梅花樁或扁擔樁，合格即可。二是若工程質(zhì)量要求高，不允許采用上述常規(guī)方法時，可用硬片石等將原孔全部回填，待其密實后，用沖擊鉆再重新鉆進即可。防止泥漿稠度過低而造成的坍孔問題，只須加大泥漿比重到適當程度即可。一般泥漿性能指標取為:粘度為18s～22s，含沙量≤4%，膠體率≥90，比重為1.1左右。

3.3 斜孔

3.3.1 斜孔產(chǎn)生的原因

斜孔極易發(fā)生在軟硬巖層交替的層位。由于鉆進壓力過大，鉆頭沿軟弱層面偏斜而造成?？仔陛p則影響鋼筋籠的下放，重則影響樁的承載能力，這是成樁過程中不允許出現(xiàn)的質(zhì)量事故。

3.3.2 防治措施

為了防止孔斜，在鉆進過程中需要保持鉆速均勻或加重塊。對于已發(fā)生傾斜的孔，需要掃孔糾正;若糾正無效，可在孔中回填粘土、塊石等。偏孔在0.5m以上時需要重新鉆進。

3.4 沉渣與泥皮過厚

樁底沉渣是影響樁承載能力的重要因素，要求水下灌注樁底沉渣厚度不得超過30cm。但在施工過程中，常有不少樁的樁底沉渣仍滿足不了此要求。其原因主要是由于泥漿性能不符合要求，只有當泥漿比重大于沉渣比重時，沉渣才可被返出孔口，但若泥漿比重過大，又會造成孔壁泥皮過厚，影響樁的承載力特別是摩擦樁的承載力。因此，正確地控制泥漿性能在鉆孔灌注樁的施工過程中起著重要的作用。

4 灌注過程中易遇到的問題

4.1 導管堵塞

導管堵塞的防治:在組裝導管時要嚴格檢查,檢查導管內(nèi)有無局部內(nèi)凸,導管連接處是否密封。攪拌砼時應嚴格控制混凝土骨料規(guī)格、坍落度和攪拌時間,盡量避免砼在導內(nèi)停留時間過長。另外,灌注時也應避免導管內(nèi)形成高壓氣囊而破壞導管的密封圈導致導管漏水。施工可在允許的導管埋入深度范圍內(nèi),略為提升導管,或采用提升后驟然下插導管的動作來抖動導管的辦法。如果仍不能消除,則應停止灌注.用長桿加以疏通。

4.2 埋管

4.2.1 埋管原因分析

埋管經(jīng)常發(fā)生在灌注過程中。導管允許埋入砼面下的最大深度與砼拌物流動性保持時間、砼的初凝時間、砼面在鉆孔內(nèi)的上升速度、導管直徑等因素有關，當導管埋入砼面下的深度過大時，上面砼已初凝,使得導管內(nèi)混凝土無法順利流動就會發(fā)生埋管。

4.2.2 防冶方法

時刻注意導管埋深的控制。準確測量砼面的深度位置和勤拆導管，一般砼面每上升4m～5m就可拆除相應數(shù)量的導管。

5 結(jié)語

鉆孔灌注樁由于對各種地質(zhì)條件的適應性強、施工簡單易操作且設備投入不是很大，目前,在各類房屋及建筑中都得到了廣泛的應用。但該技術因施工過程無法觀察，成樁后不能開挖驗收，施工中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將會直接影響整個工程的質(zhì)量和進度，甚至給投資者造成巨大經(jīng)濟損失。因此，必須防止在鉆孔過程中及灌注過程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題。灌注樁混凝土的配制與建筑混凝土相比具有特殊性，其必須具有較高的流動性，同時還應考慮受到泥漿的侵蝕作用而影響混凝土的性能。

[1]武君.探討灌注樁在水利工程中的應用[J].黑龍江科技信息，2011-02-15.