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浅谈钻孔灌注桩的水下混凝土施工
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　　摘要：对于建筑工程来说基础施工是非常重要的，钻孔灌注桩基础就是其中之一。怎样才能保证钻孔灌注桩的质量呢？施工单位必须认真把好钻孔灌注桩的每一个施工环节，而水下混凝的灌注就钻孔灌注桩质量控制的核心环节之一。
　　关键词：钻孔灌注桩水下混凝土质量
　　 钻孔灌注桩的施工质量对于单位工程来说是非常重要的，但由于影响钻孔灌注桩施工质量的因素很多，对其施工过程每一环节都必须要严格按规范要求执行，充分考虑各种影响因素，如地质因素、钻孔工艺、护壁、沉渣过多、钢筋笼的上浮、混凝土的灌注等。施工稍有点大意，就会发生质量事故，小的会发生塌孔、缩颈，大至该桩报废，因此造成重大经济损失，以致影响工期、改变桩基方案从而影响工程质量，增加施工成本。所以，必须高度重视以及严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，使工程能够顺利进行。
　　钻孔灌注桩的水下浇注施工是钻孔灌注桩质量控制的核心环节之一。
　　水下浇注混凝土是混凝土通过导管从孔底开始灌注，将孔内泥浆置换出来，成为混凝土桩；灌注过程中，要控制好升管的速度及导管埋入混凝土的深度，保持管内的混凝土量，防止混凝土量过少有泥浆压入导管内。
　　灌注水下混凝土必须连续进行，否则导管内的混凝土达到初凝，会发生塞管现象。施工中，混凝土灌注速度要尽量快一些，在终止浇注混凝土前，须有效控制好桩顶的标高，一般高于设计桩顶标高800~1000mm，或者按规范要求确定桩顶标高。
　　灌注前认真分析钻孔灌注桩水下混凝土施工中可能导致事故发生的因素，必须在施工前就做好防范措施，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。水下混凝土灌注经常遇到的几个质量事故的预防措施及应对：
　　一、初灌未封底：桩底沉渣量过大，使初灌不能正常反浆，或导管距孔底太远，初灌量不够没有埋住导管。造成这种原因是检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。认真检查，采用正确的测绳与测锤；一次清孔后，不符合要求时，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过设计及规范要求，必须进行二次清孔，直至符合规范要求为止。根据桩径、导管底端控制阀种类、大小控制好导管底端距孔底高度，最高不得超过0.5m。
　　二、导管堵塞：水下混凝土灌注的间歇时间过长，上部混凝达到初凝，凝结硬固，而且随时间增长，混凝土逐渐失去流动性，造成堵管，因此要尽量保证混凝土的供应及灌注连续不间断。开始浇砼时尽量积累大量砼，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。以合理速度连续灌注，使砼和泥浆一直保持流动状态，可预防因混凝土凝结导致塞管；灌注水下混凝土过程中，应匀速向导管料斗内灌注，如突然灌注大量的混凝土导管内空气不能马上排出，可能导致混凝土内产生气泡影响桩身的密实度。混凝土的坍落度是堵塞导管的主要原因之一，混凝土的坍落度过小流动性差，容易导致堵管。导管使用前后者应及时冲洗，保证导管内壁干净光滑，预防发生堵管现象。
　　三、导管漏水：导管使用前须做密封试验，灌注前检查导管是否裂缝、漏水、弯曲等缺陷，如发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水时应加快灌注速度，并增加导管内混凝土量，使管内混凝土超出漏水处。
　　四、导管拔出混凝土面：导管提漏有两种原因：1.当导管堵塞时，一般采用上下提振法，使混凝土强行流出，但如果此时导管埋深很少，极易提漏。2.因泥浆过稠，在测量导管埋深时，对砼浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离砼面，也就产生提漏。灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏。特别是灌注后期，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出混凝土面，必须及时处理。孔内混凝土面高度较小时，终止浇注，重新成孔；
　　孔内混凝土面高度较高时，可以用二次导管插入法，其一是导管底端加底盖阀，插入混凝土面1.0m左右，导管料斗内注满混凝土时，将导管提起约0.5m，底盖阀脱掉，即可继续进行水下浇注混凝土施工。由于要克服泥浆对导管的浮力，混凝土面较深时，不宜采用；
　　五、导管被混凝土埋住、卡死：在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的技术指标。导管埋深过大，以及灌注间歇时间过长，导致已导管内混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用法兰盘连接增加导管的提升阻力，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。导管插入混凝土中的深度应根据混凝土的坍落度、供应速度、浇注速度、孔内护壁泥浆状态来决定，一般情况下，以2～6m为宜。
　　六、钢筋笼上浮：当灌注到钢筋笼底部时，应放慢灌注速度，尽量减小单位时间混凝土灌注量，从而减小混凝土上升对钢筋产生的浮力避免钢筋上浮。
　　七、混凝土拌制不符合要求：尽量使用商品混凝土，按设计及规范要求合理控制混凝土配合比中水灰比，选择级配好的骨料并控制好骨料最大粒径，混凝土坍落度宜控制在18～20cm，建议选择具有良好的流动性矿渣硅酸盐水泥，尽量避免使用普通硅酸盐水泥。
　　混凝土和易性与水泥品种、砂率有极大的关系，砂率小、粗骨料级配不好，搅拌出的混凝土极易离析，影响水下混凝土的灌注质量。
　　在灌注中出现的种种事故有很多都和混凝土质量有关，所以一定要把好混凝土的质量关。
　　八、桩顶空心：产生桩顶空心的因素有：导管插入混凝土中的深度较大，混凝土坍落度小，以及终止灌注时拔管的速度过快，在桩顶形成空心呈不规则漏斗形，其深度、位置与导管拔出时的位置、桩顶混凝土流动性有关。导管埋得太深，拔出时混凝土坍落度过小或底部已接近初凝，导管拔上后砼不能及时冲填，造成泥浆注入。
　　防止桩顶空心灌注结束前导管插入混凝土中深度不超过6.0m；灌注结束后，导管拔出混凝土之前，导管上下活动几次，幅度不超过50cm，有条件的可用机械、人工振捣桩顶混凝土，时间不超过20s.尽可能缩短灌注时间，避免使桩顶混凝土产生假凝现象、降低桩顶混凝土的流动性。
　　九、桩身有夹渣、夹泥、蜂窝：灌注过程中，须不断测定混凝土面上升高度，并根据混凝土灌注量来确定拆卸导管的时间、长度，以免发生桩身夹渣、夹泥、蜂窝事故。
　　泥浆过稠，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，增加了浇注砼的阻力，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量砼，一旦流出其势甚猛，在砼流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层；灌注砼过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层的原因。使砼面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入砼是防治夹渣、夹泥、蜂窝的关键。
　　参考文献：建筑施工手册，钻孔灌注桩施工规范。
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水下灌注砼桩基础-施工作业指导书A4(修改1)_new要点.doc 23页
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成都地铁4号线二期工程（东延线）
施工作业指导书
（水下灌注砼桩基础）
中国水利水电建设股份有限公司
成都地铁4号线二期工程土建5标项目经理部
二零一四年五月
一、 工程概况 1
二、 施工准备 1
三、 人员、机械安排 1
四、施工工艺流程图 3
五、施工工艺 4
5.1护筒埋设及泥浆护壁 4
5.1.1护筒埋设 4
5.1.2泥浆护壁 4
5.2.1钻机就位 4
5.2.2钻孔 5
5.4钢筋笼制作及吊装 6
5.5水下混凝土灌注 7
六、施工常见质量问题及处理措施 8
6.1导管进水 8
6.3坍孔 10
6.4埋管 11
6.5钢筋笼上浮 12
6.6灌短桩头 13
6.7桩身夹泥断桩 14
6.8灌注桩补强办法 14
七、 主控项目施工质量验收标准 15
7.1钻孔桩钻孔允许偏差和验收办法 15
7.2钻（挖）孔桩钢筋骨架允许偏差和验收办法 15
7.3水下混凝土坍落度 16
7.4泵送混凝土入泵时的坍落度及其偏差 16
水下灌注砼桩基础施工作业指导书
（旋挖钻机）
高架区间特大桥全长2163.84m，岂始桩号为YCK42+963，终止桩号为YCK45+126.841。水下灌注砼桩基础343根，有1.2m和1.5m两种桩径，桩基深度为15m~33m。桩身强度为C35水下混凝土，钢筋笼主筋采用HRB400钢，箍筋采用HPB300钢，钢筋笼保护层厚度为70mm，持力层为全风化泥岩。
1、测量放样：采用全站仪对桥位、墩台中心桩位进行准确放样，对桥位桩进行防护、校核，据其确定各孔位，并将计算资料和放样资料保存完好，以备核查，用木桩标示各孔位中心。
2、场地平整：场地平整在桥位放样后孔位确定前进行，采用推土机平整、压路机压实施工场地，然后铺垫枕木作钻孔平台。场地平整过程中不能破坏桥位定位桩。
3、场地布置：规划作业、材料存放、机械修整、人员休息场地，修通进场道路，接入水电设施；物资、机械、人员到位。
人员、机械安排
3.1项目部管理人员及主要工种劳动力配置表（详见：表1）
3.2钻孔桩主要作业机械设备配置表（详见：表2）
项目部管理人员及主要工种劳动力配置表
序号 岗位 人数 工作内容
1 工区长 1 高架区间施工总体安排
2 技术负责人 1 配合工区长、负责日常工程技术管理
3 测量员 3 桩位放样、复核，护筒高程控制
4 技术员 2 现场技术交底、指导，自检、报验
5 施工员 2 机械、分节钢筋笼、混凝土协调安排
6 机械操作手 6 机械操作、保养
7 钢筋工（含电焊工） 9 钢筋笼倒运、钢筋笼现场焊接、钢筋笼吊放
8 砼工（含普工） 9 灌注水下混凝土
钻孔桩主要作业机械设备配置表
序号 机械设备 数量 作业内容
1 砼运输车 8 桩基础混凝土运输
2 吊车 1 配合下钢筋笼
3 电焊机 3 钢筋笼焊接（根据设计图纸钢筋接头形式调整）
4 旋挖钻机 3 钻孔
5 泥浆泵 3 循环泥浆、清孔（配用）
（清水桩护壁稳定时不使用泥浆泵）
四、施工工艺流程图
水下灌注混凝土桩基础施工工艺流程图
五、施工工艺
5.1护筒埋设及泥浆护壁
5.1.1护筒埋设
护筒埋设，先在桩位处挖至少比护筒底深50cm，直径比护筒大40-50cm的圆坑，然后在坑底回填50cm厚的粘土，护筒四周用土填筑，并分层对称夯实。地下水位较高时，可在原地面先填筑粘土再埋设护筒，如护筒底土质较松软，可用上面的方法处理，必须使护筒稳固并且不下滑。
控制要点：护筒内径比设计桩径大20cm，护筒顶端高出地下水位2.0m,高出地面0.3m，护筒中心线应与桩中心线重合,平面允许误差不大于50㎜，竖直线允许误差≤1%，埋深1～2米。护筒必须垂直，其顶面中心与设计桩位中心偏差不大于20mm，倾斜度不大于1%。
5.1.2泥浆护壁
采用两个墩桩基共用一个泥浆循环池的方式。泥浆处理池由造浆池与沉淀池两部分组成，在地面挖坑，池内砌砖。钻孔施工时，对沉淀池中沉渣及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，用汽车远弃的方式随时清除，以防泥浆溢流污染环境。
控制要求：泥浆处理池与沉淀池大小、外形详见《标准化施工手册》。
5.2.1钻机就位
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水下混凝土灌注桩施工方案
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