【摘 要】隨著我國生產(chǎn)力水平的提高，水利工程得到了迅速發(fā)展，鉆孔灌注樁施工技術(shù)在橋基工程中得到了廣泛的應(yīng)用。本文介紹了水下混凝土的性能參數(shù)，闡述了鉆孔灌注樁水下混凝土的施工步驟，對(duì)鉆孔灌注樁水下混凝土施工常見問題進(jìn)行了探討并提出了解決方法。

【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁；水下混凝土；性能參數(shù)；施工步驟

前言

鉆孔灌注樁是指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過機(jī)械鉆孔手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。近年來，鉆孔灌注樁在沿海地區(qū)的港口航道工程、交通工程、工業(yè)與民用建筑工程、市政工程中被廣泛地應(yīng)用于基礎(chǔ)工程。

1 水下混凝土的性能參數(shù)

在進(jìn)行鉆孔灌注樁水下混凝土施工之前，首先應(yīng)當(dāng)選用適合的水泥、粗骨料和細(xì)骨料，配置成適合水下作業(yè)的混凝土。水下混凝土是一種具有高流態(tài)性的特殊混凝土，它能夠在自重作用下填充密實(shí)，因而被廣泛應(yīng)用于灌注樁等地下工程的填充材料

1.1 原料

水泥可采用普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，強(qiáng)度不應(yīng)低于32. 5 MPa， 混凝土水泥用量不少于350 kg/ m3。細(xì)骨料采用中粗砂， 砂率為0.45左右；粗骨料宜采用卵石、且含泥量小于2%；水灰比控制在0.5到0.6之間。

1.2 初凝時(shí)間

一般樁深的樁應(yīng)該采用初凝時(shí)間為3到5小時(shí)的混凝土，而對(duì)于深樁應(yīng)該采用初凝時(shí)間為5到7小時(shí)或大于7小時(shí)的用緩凝型水泥配置而成的緩凝混凝土。

1.3 坍落度

坍落度宜為180mm-220mm， 在灌注至離樁頂5米以內(nèi)時(shí)， 坍落度應(yīng)采用低值， 這樣可以確保樁頂浮漿不過高。當(dāng)氣溫高、深樁時(shí)，坍落度應(yīng)取值為220mm左右；當(dāng)氣溫低、低樁時(shí)，坍落度應(yīng)取值為180mm左右。

1.4 流動(dòng)性

混凝土在凝結(jié)硬化前， 若流動(dòng)性稍差， 就會(huì)在混凝土形成孔洞和蜂窩，影響混凝土質(zhì)量。由于水下施工又多是通過各種管道進(jìn)行輸送和澆注的， 如果流動(dòng)性差又容易造成堵管事故， 延誤施工進(jìn)度。所以要求混凝土必須是富有粘性、較大的流動(dòng)性和一定的保持能力。但流動(dòng)性過大， 會(huì)導(dǎo)致砂漿數(shù)量的增加、浪費(fèi)水泥，并且會(huì)造成施工時(shí)傾注過快的現(xiàn)象， 從而形成管口脫空和返水事故。

1.5 粘聚性和保水性

水下混凝土拌合物， 不僅要求具有較好的流動(dòng)性， 而且還需要具備較好的粘聚性和保水性， 以防止混凝土在運(yùn)輸和灌注過程中產(chǎn)生離析現(xiàn)象和分層泌水現(xiàn)象。因此要求控制混凝土的泌水率在1.2%-1.8%，且2小時(shí)內(nèi)析出的水分不大于混凝土體積的15%。

2 鉆孔灌注樁水下混凝土施工步驟

2.1 選擇施工機(jī)具

鉆孔灌注樁水下混凝土施工的第一步是選擇合適的施工機(jī)具。施工機(jī)具主要包括孔鉆機(jī)、鉆桿、鉆頭、泥漿循環(huán)設(shè)備、保徑圈、導(dǎo)管、料斗、球塞、混凝土拌制與輸送設(shè)備。對(duì)于不同的地質(zhì)條件、不同的樁深、樁徑，應(yīng)選擇不同的鉆機(jī)。并且鉆桿不易選擇過細(xì)，過細(xì)的鉆桿其內(nèi)通道較小，泥漿循環(huán)量受限制，鉆進(jìn)速度慢，沉渣多，成樁質(zhì)量很難得到保證。選擇導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)該滿足混凝土灌注量、接頭密閉不漏水不漏氣的要求。并且導(dǎo)管下口離孔底的距離應(yīng)保持在0.5 m左右。導(dǎo)管最下一節(jié)一般易選用5米長，下端牢固焊接兩吊點(diǎn)，其他可以為1米一節(jié)，上部安裝0.5米一節(jié)導(dǎo)管的3節(jié)。

2.2 鉆孔機(jī)的安裝與定位

鉆孔機(jī)的基礎(chǔ)如果不穩(wěn)定，施工中易產(chǎn)生鉆孔機(jī)傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響，因此要求安裝地基堅(jiān)硬穩(wěn)固。對(duì)于地層較軟和有坡度的地基，可用推土機(jī)推平，在墊上鋼板或枕木加固。 鉆機(jī)的定位包括鉆樁為的平面位置控制和鉆樁孔的立體位置控制。鉆機(jī)的安裝要做到水平、穩(wěn)固、三點(diǎn)、一垂線，安裝完畢后要用測(cè)錘和水平尺校驗(yàn)。

2.3 泥漿配置

配置泥漿是鉆孔灌注樁施工步驟的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到成樁質(zhì)量的好壞。配置的泥漿主要由用水、粘土（或膨潤土）和添加劑組成。在泥漿的檢查指標(biāo)中，最重要的是比重。泥漿的比重過小則導(dǎo)致護(hù)壁性能差，容易坍孔；泥漿的比重過大既增加孔壁泥皮厚度、又影響鉆進(jìn)速度。

2.4 鉆孔

鉆孔是一道關(guān)鍵工序，在施工中必須嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行，才能保證成孔質(zhì)量。首先必須對(duì)好中線及垂直度，并壓好護(hù)筒。在鉆孔過程中要始終注意不斷添加泥漿和抽渣，還要隨時(shí)檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。鉆孔速度在開孔時(shí)候要慢，當(dāng)鉆頭全部進(jìn)入地層后才可加快。當(dāng)樁孔的孔深、孔徑、傾斜度檢測(cè)合格后，方可終孔。

2.5 清孔

清孔的目的是達(dá)到混凝土灌注前規(guī)定的泥漿比重。當(dāng)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后可以直接利用鉆具進(jìn)行換漿清孔工作。這類清理方法具有沖力大，清孔能力強(qiáng)的特點(diǎn)。可以把絕大部分沉渣，包括較大的泥塊返出孔外。當(dāng)下好鋼筋籠以后還可進(jìn)行進(jìn)一步的清孔工序，這次的清孔目的是清除被鋼筋籠撞下去的泥塊沉渣。在清孔過程中必須始終注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔。清孔完畢后，須從孔底取出泥漿樣品，隨后進(jìn)行性能指標(biāo)試驗(yàn)。

2.6 放置鋼筋籠

每節(jié)鋼筋籠的長度應(yīng)控制在5到9米之間。超過9米容易在起吊時(shí)發(fā)生彎曲變形，低于5米時(shí)導(dǎo)致焊接時(shí)間增加，降低施工速度。當(dāng)使用法蘭接頭導(dǎo)管時(shí)，底部的第一節(jié)鋼筋籠底端應(yīng)使主筋向外張開，這樣可以起到防導(dǎo)管掛鉤導(dǎo)管造成鋼筋籠上浮的問題。

2.7 灌注水下混凝土

水下混凝土施工與干地混凝土施工的最大區(qū)別在于，不能用振搗器振搗， 而是靠自身荷載或外界壓力產(chǎn)生流動(dòng)進(jìn)行攤平和密實(shí)。灌注水下混凝土是鉆孔樁施工的最重要工序。灌注凝土的第一步是在導(dǎo)管中下入球塞， 球塞初始位置應(yīng)保持在其頂面與導(dǎo)管內(nèi)的泥漿液面平齊且略低于液面，這樣可以防止產(chǎn)生氣阻或形成高壓氣囊而破壞導(dǎo)管接頭的密封圈造成泥漿泄漏事故。第二步是倒入少量水泥砂漿， 慢速放下球塞，直到砂漿全部進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)方可停止， 接著向孔口料斗內(nèi)倒?jié)M混凝土， 待吊運(yùn)料斗裝滿并吊至孔口料斗上方后， 剪斷固定球塞的鐵絲，開始進(jìn)行首批混凝土的灌注。首批灌注混凝土的數(shù)量必須能夠滿足導(dǎo)管首次埋深不小于1米和填充導(dǎo)管底部的需要?；炷凉嘧⑦^程中， 應(yīng)該隨時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量孔內(nèi)混凝土上升高度。在灌注至孔口時(shí)，如果出現(xiàn)混凝土頂升困難，可在在孔內(nèi)加水稀釋泥漿， 并掏出部分沉淀土， 使灌注順利進(jìn)行。

3 鉆孔灌注樁水下混凝土施工常見問題與解決方法

3.1 堵管

當(dāng)發(fā)生堵管時(shí)， 在采取通管辦法（鋼筋插搗、提管突放）后仍然無法排除故障時(shí)， 應(yīng)立即拔出導(dǎo)管， 用鉆機(jī)快速鉆進(jìn)清理孔內(nèi)混凝土， 至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)重新驗(yàn)收合格后再灌注混凝土。

3.2 浮籠

鋼筋籠上升，除了是由于導(dǎo)管提升掛住鋼筋籠所致外，另一原因是由于混凝土表面接近鋼筋籠底口， 導(dǎo)管底口在鋼筋籠底口以下3米至以上1米時(shí)， 混凝土灌注的速度過快， 使混凝土下落沖出導(dǎo)管底口向上反沖， 其頂托力大于鋼筋籠自重所致。一旦發(fā)現(xiàn)浮籠現(xiàn)象應(yīng)該立即停止?jié)仓?，并?duì)鋼筋籠頂部進(jìn)行重新固定。然后盡量提升導(dǎo)管，降低澆筑速度。

3.3 埋管

埋管為混凝土澆注過程中導(dǎo)管難以提升的現(xiàn)象。解決方法是在導(dǎo)管上端預(yù)先安裝附著式振搗器， 拔管前或停灌時(shí)間較長時(shí)， 均應(yīng)振搗， 確保導(dǎo)管周圍的混凝土不致過早的初凝。

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