軒景海

摘要：鉆孔灌注樁是利用樁機(jī)成孔后，先下鋼筋籠，再將導(dǎo)管逐節(jié)連接下至樁孔底部，最后將砼通過導(dǎo)管利用其流動性能在自身重力作用下從孔底向上充滿樁孔同時將孔內(nèi)泥漿排出，經(jīng)過地下自然養(yǎng)護(hù)后形成的鋼筋砼樁。因其具有承載力高、可以穿越軟硬巖層及施工方便、造價低、節(jié)省等優(yōu)點，在沿海地區(qū)、地下水豐富地區(qū)的地基基礎(chǔ)工程中被廣泛采用。如豐潤區(qū)動車城外環(huán)大橋工程，總計112根樁基礎(chǔ)，樁徑為1.5米、1.8米兩種，樁長在22-36米之間，由于其地質(zhì)情況復(fù)雜，地下水豐富，設(shè)計采用了水下灌注砼方法。現(xiàn)結(jié)合我們在此樁基礎(chǔ)施工的實踐，對水下灌注砼的施工要點做如下分析：

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；水下砼；灌注；要點

中圖分類號：U445.551文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674―3024（2016）07―42―02

1鉆孔樁水下灌注砼的性能指標(biāo)

灌注樁砼有其本身的特殊性，要求砼在灌注中具有較好的流動性、和易性，因此需要控制好砼的性能指標(biāo)。

1.1砼原材料選擇

水泥可采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，采用礦渣硅酸鹽水泥時應(yīng)采取防離析的措施；細(xì)骨料宜選用級配良好的中砂；粗骨料優(yōu)先選用卵石，最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時不應(yīng)大于37.5mm；以確保砼的和易性、流動性，防止堵管現(xiàn)象。

1.2砼的初凝時間

砼初凝時間應(yīng)大于樁的砼灌注時間，一般砼初凝時間僅3～5小時，只能滿足淺孔小樁徑灌注要求，深樁灌注時間約為5～7小時，因此我們施工中往砼里摻入外加劑，使砼的初凝時間大于8小時，所摻加的外加劑不僅要具有緩凝作用，還應(yīng)具有減水、改善和易性及節(jié)省水泥等。

1.3砼的攪拌方法和攪拌時間

為使砼具有良好的保水性和流動性，應(yīng)采用強(qiáng)制式攪拌設(shè)備，按合理的配合比將水泥、石子、砂子倒入料斗后，先開動攪拌機(jī)并加入30%的水，然后與拌合料一起均勻加入60%的水，最后再加入10%的水（如砂、石含水率較大時，可適當(dāng)控制此部分水量），最后加水到出料時間控制在60～90秒內(nèi)。

1.4坍落度的控制

砼拌和物應(yīng)具有良好的和易性，灌注時應(yīng)能保持足夠的流動性，其坍落度當(dāng)樁孔直徑D<1.5m時，宜為180～220mm；D≥1.5m時，宜為160～200mm，且應(yīng)充分考慮氣溫、運(yùn)距及施工時間的影響；砼灌注距樁頂約5米處時，坍落度控制在160～180毫米，以確保樁頂浮漿不過高。

2鉆孔樁水下砼灌注前的準(zhǔn)備工作

2.1成孔檢查

成孔達(dá)到設(shè)計高程后，對孔深、孔徑、孔壁、垂直度、沉淀層厚度等進(jìn)行檢查，不合格時采取措施處理。用測繩測量孔深并做記錄，鉆孔完成后應(yīng)采用探孔器檢測孔徑，鉆桿垂線法檢查傾斜度，用長度符合規(guī)定的探孔器上下兩次檢查孔是否合格，合格后方可清孔。

2.2清孔及孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)的控制

泥漿護(hù)壁法施工的樁基，檢孔合格后采用換漿法清孔，稍稍提起鉆頭，保持原有的泥漿比重進(jìn)行循環(huán)浮碴，然后注入清水繼續(xù)循環(huán)置換，個別孔底沉碴采用泥漿泵吸出的方式進(jìn)行清孔。嚴(yán)禁利用超鉆深度代替清孔。

砼灌注前應(yīng)調(diào)控好孔內(nèi)泥漿的相對密度、粘度、含砂率三項性能指標(biāo)，根據(jù)施工經(jīng)驗清孔后泥漿比重控制為1.03～1.10、含砂率<2%、粘度在17～20Pa.s之間，膠體率>98%。因為泥漿比重過小，泥漿護(hù)壁就容易失去了阻擋土體坍塌的作用，如果泥漿的比重過大、過稠會降低泥漿流動性，增加澆注砼的阻力，使得置換砼產(chǎn)生困難，從而影響成樁的質(zhì)量。

2.3灌漿導(dǎo)管的選擇

水下砼灌漿導(dǎo)管宜采用鋼制導(dǎo)管，直徑根據(jù)樁孔的深度、鋼筋籠的設(shè)計直徑及導(dǎo)管的活動范圍等因素來綜合考慮，一般導(dǎo)管直徑宜為200～350mm，導(dǎo)管每節(jié)長度可視工藝要求、樁深來確定，一般為0.5m、1.0m、2.0m，底管長度不小于4m。導(dǎo)管之間的連接采用高強(qiáng)螺栓，底管底端不得帶法蘭盤。在使用前應(yīng)試拼裝并進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗，水密試驗的水壓力為0.6～1.0MPa，使用時將導(dǎo)管內(nèi)壁雜物清除，并檢驗防水膠墊是否完好、有無老化現(xiàn)象，對導(dǎo)管進(jìn)行丈量、編號，確保導(dǎo)管連接可靠、使用有序、易于裝卸及具有良好的密封性。

2.4設(shè)置隔水栓塞

隔水栓塞的選擇直接影響砼的初期灌注，所選用的隔水栓塞直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相匹配，同時具有良好的隔水性能，保證能順利排出。在實際施工中，一般選用籃球或排球膽栓塞，因為球膽栓塞卻具有良好的彈性、隔水性、可多次重復(fù)使用及排出順利等優(yōu)點。

3鉆孔灌注樁首批砼的灌注

導(dǎo)管底端距孔底高度可根據(jù)樁徑大小、隔水栓塞大小加以確定，一般控制在0.3～0.5m，樁徑小時取大值。導(dǎo)管頂部漏斗內(nèi)砼的初灌量與泥漿至預(yù)計砼面高度、預(yù)計砼面至孔底高度、泥漿的密度、導(dǎo)管內(nèi)徑及樁孔直徑有關(guān)，初灌量必須滿足初灌時導(dǎo)管底部被一次性埋入砼中1.0～1.5m，并能填滿導(dǎo)管底部間隙。初灌量過小會造成脫管現(xiàn)象、底管口砼離析，造成斷樁等事故，影響成樁質(zhì)量。開始灌注時盡量準(zhǔn)備足夠的砼，砼下降產(chǎn)生的巨大沖擊力可將孔底泥漿泛起，從而帶動孔底沉渣返出，減少樁底沉渣厚度，提高樁的承載力。在灌首批砼之前先在料斗內(nèi)放入0.1～0.3m3與砼同標(biāo)號的水泥砂漿，然后再放入砼，水泥砂漿起潤滑導(dǎo)管作用。在首批砼順利下滑至孔底后，立即檢測導(dǎo)管內(nèi)外的砼高度，檢查導(dǎo)管是否埋入砼中，合格后應(yīng)繼續(xù)向漏斗加入砼，轉(zhuǎn)入中期灌注，要確保砼灌注的連續(xù)作業(yè)，使砼和泥漿一直保持流動狀態(tài)。

4鉆孔灌注樁中期砼的灌注

在中期灌注過程中，應(yīng)勻速向漏斗內(nèi)灌注砼，若突然灌注大量的砼，導(dǎo)管內(nèi)空氣將不能立即排出，會導(dǎo)致堵管。當(dāng)出現(xiàn)非連續(xù)性灌注時，漏斗中的砼下落后，應(yīng)當(dāng)串動導(dǎo)管，并觀察孔口返漿情況，直至孔口不再返漿，再向漏斗中加入砼，串動導(dǎo)管時嚴(yán)禁碰撞鋼筋籠，以防鋼筋籠有上浮或下沉。

串動導(dǎo)管有利于后續(xù)砼的順利下落，若砼在導(dǎo)管中存留時間稍長，其流動性能變差，水泥漿緩緩流墜，而骨料都滯留在導(dǎo)管中，使砼與管壁間摩擦阻力增強(qiáng)，砼下落困難，有可能導(dǎo)致斷樁；同時，由于粗骨料間有大量空隙，后續(xù)砼加入后形成的高壓氣囊，會擠破管節(jié)間的密封膠墊而導(dǎo)致漏水，有時還會形成蜂窩狀砼，嚴(yán)重影響成樁質(zhì)量；再者串動導(dǎo)管使砼向周邊擴(kuò)散，加強(qiáng)樁身與周邊地層的有效結(jié)合，增大樁體摩擦阻力，加大砼與鋼筋籠的握裹力，從而提高樁基承載力。

在灌注過程中要及時拆卸導(dǎo)管，導(dǎo)管埋深過大，將導(dǎo)致已灌注砼流動性降低，導(dǎo)管外砼對導(dǎo)管內(nèi)砼的負(fù)壓力增高，使砼在導(dǎo)管內(nèi)不易下落；一般導(dǎo)管埋入砼面深度以2～6m為宜，導(dǎo)管串動的幅度以1m左右為宜。在灌注過程中，應(yīng)隨時用測錘探測砼面的上升高度，以正確判斷砼的埋管深度，從而準(zhǔn)確拆卸相應(yīng)長度的導(dǎo)管，保持導(dǎo)管的合理埋深，以降低導(dǎo)管外砼對導(dǎo)管內(nèi)砼的負(fù)壓力，使砼在導(dǎo)管內(nèi)順利排出。拆卸導(dǎo)管的作業(yè)時間應(yīng)盡量縮短，以防堵管，已拆下的管節(jié)要立即清洗干凈，堆放整齊。

灌注過程中為防止鋼筋籠上浮，當(dāng)導(dǎo)管底口低于鋼筋籠3m至高于籠底1m之間，應(yīng)放慢砼灌注速度，以減小砼從導(dǎo)管向外翻出產(chǎn)生向上的沖擊力。當(dāng)砼拌合物上升到骨架底口4m以上時，提升導(dǎo)管，使其底口高于骨架底部2m以上再恢復(fù)正常灌注速度。

5鉆孔灌注樁后期砼的灌注

砼的灌注要連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。在灌注至樁頂部位時，由于導(dǎo)管內(nèi)砼柱高度減小、壓力降低，而導(dǎo)管外的泥漿及所含渣土稠度增加，相對密度增大，如在這種情況下出現(xiàn)砼頂升困難時，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。在拔出最后一段長導(dǎo)管時，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。為確保樁頂質(zhì)量，在樁頂設(shè)計標(biāo)高以上應(yīng)加灌一定高度（不小于樁徑），以保證在鑿除浮漿、樁頂達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，樁頂砼的強(qiáng)度符合設(shè)計要求。在灌注將近結(jié)束時，應(yīng)核對砼的灌入數(shù)量，確定所測砼的灌注高度是否正確。

在鉆孔灌注樁水下砼灌注過程中，要合理控制好灌注速度，以確保砼灌注時間不超過首批砼的初凝時間，并按要求進(jìn)行坍落度、入模溫度等檢測并制取試件；要做好環(huán)境保護(hù)工作，保證孔內(nèi)溢出泥漿引流至適當(dāng)?shù)攸c處理，不隨意排放，污染環(huán)境。

施工過程中我們對易發(fā)生的質(zhì)量問題采取有針對性的事前、事中、事后控制措施，確保了灌注樁的質(zhì)量，未發(fā)生塌孔、堵管、浮籠、斷樁等質(zhì)量問題，經(jīng)檢測單位檢測樁基Ⅰ類樁不低于95%，未出現(xiàn)Ⅲ類樁。

6結(jié)束語

綜上所述，本文對施工技術(shù)的重點討論，促進(jìn)了我國公路橋梁工程在鉆孔灌注樁水下混凝土灌注質(zhì)量控制技術(shù)的提高，同時也為其他類似工程提供了技術(shù)上的參考。

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