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人工挖孔桩基砼灌注方法
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3秒自动关闭窗口C30水下灌注桩混凝土配合比优化设计
水下灌注桩的施工工艺决定了其对混凝土技术要求较高。良好的灌注性能是水下灌注桩混凝土必须具备的。水下灌注桩混凝土的灌注性能，是指混凝土由搅拌车卸到料斗，经导管完成水下桩基浇筑的难易程度。灌注性能良好的水下灌注桩混凝土，不仅具有大的流动性，同时混凝土的粘聚性合适。这就要求混凝土流动性经时损失小，运送到施工现场时还有较大坍落度(≥18cm)和扩展度(≥50cm)，以便利用自身重量沉实。其次是粘聚性合适即有抵抗泌水、离析的稳定性，当混凝土过粘时，混凝土料沉上翻难，灌桩速度慢需要多次拆管；反之混凝土有离析倾向，容易造成堵管断桩。
本文考虑工程实际情况，对原材料进行分析，充分考虑水下灌注桩混凝土设计特点，对C30水下灌注桩混凝土配合比进行优化设计。
1原材料与实验方法
(1)胶结材：福建炼石水泥厂生产的P·O.42.5水泥；华能电厂生产的II级粉煤灰。
(2)骨料：细骨料闽江河砂；粗骨料为石灰石碎石，由小、中、大按一定比例配置而成。
(3)外加剂：保坍型聚羧酸高性能减水剂，掺量0.8%～1.2%，减水率≥25%。
(4)拌合水：自来水。
1.2实验方法
(1)原材料分析实验方法
水泥分析实验依据GB1346-2011《水泥标准稠度用水量凝结时间安定性》和GB/T《水泥胶砂强度检验方法》。粉煤灰分析实验依据GB/T-1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》。骨料分析实验依据GB《建筑用砂》，GB《建筑用卵石、碎石》。
(2)配合比设计
C30水下灌注桩混凝土配合比优化设计依据JGJ55-2011《普通混凝土设计规程》。
2混凝土配合比优化设计
2.1原材料分析
(1)胶结材：水泥、粉煤灰部分性能分别见表1和表2。
(2)骨料：粗骨料为公称粒径4.75～9.5mm(小)，9.5～16mm(中)以及19～26.5mm(大)三个级配按一定比例配制而成。三个粒径的石子的筛分实验结果见表3。
按小∶中∶大=1∶7∶2、2∶4∶4的比例配制的粗骨料级配曲线分别见图1中的曲线1和2。从图中可以看出，曲线1圆滑，该比例配制的连续级配较合理；曲线2几乎为一斜线，大石子偏多约占40%，该比例配制的级配较不合理。因此粗骨料按小∶中∶大=1∶7∶2的比例配置。
砂的筛分曲线见图2，细度模数2.3，属III区中砂，含泥量1.2%。
2.2C30配合比优化设计
(1)试配强度。水下混凝土一般配合比同陆上混凝土相同，但由于受水的影响，一般会比同条件下的陆上混凝土低一个强度等级，所以应提高一个强度等级。C30水下混凝土提高一个等级按C35设计。
fcu,o=fcu,k+1.645σ=35+1.645×5.0=43.2MPa
说明：P.O42.5水泥28d胶砂强度47.5MPa，混凝土强度标准差σ根据JGJ55-2011取5.0。
(2)混凝土的水胶比。
说明：①JGJ55-2011表5.0.4碎石回归系数αa=0.53、αb=0.20；②水泥28d抗压强度实测值fce=47.5MPa；③矿粉、粉煤灰掺量分别为0%和20%，因此按表5.1.3γf、γs取0.85、1.0。
(3)确定用水量mw0、胶结材用量mb0、粉煤灰用量mf0、水泥用量mc和外加剂用量ma0。
根据JGJ55-2011表5.2.1-2混凝土的用水量，碎石最大粒径为26.5mm坍落度75～90mm的混凝土用水量m′wo为210kg/m3，坍落度为200mm的混凝土用水量m′wo=210+5×(210-90)/20=240kg/m3。
(4)确定砂率，根据容重法计算出粗细骨料用量。
考虑工程实际中所用的砂的Mx=2.3为III区中砂，该砂细颗粒较多，虽然有利混凝土保水和粘聚性，砂率适当靠下限βs取42%，混凝土强度等级为C30因此mcp取2400kg/m3。
综上，C30水下混凝土的基准配合比见表4的B组，并在此配合比的基础上水胶比增减0.03，计算出的配合比见表4的A、C组。
2.3C30水下混凝土试配与确定
每组配合比进行试配，测试新拌混凝土工作性能、保坍性能，并成型混凝土标准抗压试件，试验结果见表5。
从表5混凝土试配实验结果和图3初始和1.5h新拌混凝土工作性看：
①各组配合比的初始流动性较大(坍落度≥18cm、扩展度≥50cm)，混凝土流动性经时损失较小，1.5h后流动性均能满足水下灌注桩混凝土流动性要求。但A组配合比和易性较差，笔者认为外加剂掺量稍微有点过，因此初始混凝土有离析倾向，1.5h混凝土和易性反而变好；C组配合比的混凝土稍粘，B组配合比的混凝土粘聚性适中。
②混凝土28d强度C＞B＞A，C组高于试配强度(43.2MPa)，B组基本达到试配强度，A组未达到试配强度。
③各组混凝土容重符合设计要求，在允许误差范围内均不需要调整。
综上所述，符合设计要求的C30水下灌注桩混凝土配合比为B、C两组。在满足强度、灌注施工要求的前提下应选择成本较低的B组配合比。
按本文配合比优化设计的配合比B，混凝土拌合站已经顺利完成水下管桩桩混凝土浇筑。可见，只要充分认识水下灌注桩混凝土设计要求，对原材料、运距等因素充分全面考虑，并进行配合比优化设计，设计出合理的水下灌注桩混凝土配合比，是可以按时保质保量完成灌注桩混凝土浇筑工程。（来源：《福建建材》2013）
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今日搜狐热点在泥浆护壁成孔灌注桩水下混凝土浇注时,错误的做法是(
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在泥浆护壁成孔灌注桩水下混凝土浇注时,错误的做法是(
A、每根桩灌注的时间不超过10h
B、保证导管始终埋入混凝土2~6mC、每根桩混凝土的最终高程应比设计标高高D、混凝土浇注要连续进行,不得中断
E、保证留足混凝土超灌量
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在泥浆护壁成孔灌注桩水下混凝土浇注时，错误的做法是：
1、每根桩灌注的时间不超过10h
2、保证导管始终埋入混凝土2~6m。
水下砼的灌注时间根据桩的方量、运距，季节等因素来考虑，一般砼加外加剂后的初凝时间也就是四个小时，在浇筑过程中，拆除导管应保证埋入砼2~6米，为了保证成品桩的桩头质量，要求超浇60厘米到100厘米，开挖后破除。
果泥浆比重大会造成桩身夹泥。特别是粘土比较多的地层，因钻进过快、一次清孔不彻底造成孔内比较多的大小泥块，当泥浆比重过大时，这些泥块会挂在钢筋笼上或者悬浮在泥浆中，开始浇灌混凝土后，有一部分泥块夹到桩身中（严重的会发现做小应变检测的时候会发现桩身完整性缺陷），一部分夹着钢筋笼，造成钢筋笼上浮，引起监理或业主的质量关注，最严重的情况是将整个钢筋笼顶变形，抱箍住导管，造成这个根桩浇灌失败，只能重新钻孔或者废桩。所以桩打得好不好等基础开挖后一目了然，差的桩桩身周围夹泥、混凝土离析、钢筋边上含有干泥浆包裹等等。
采纳率：81%
来自团队：
1、水下砼的灌注时间根据桩的方量、运距，季节等因素来考虑，一般砼加外加剂后的初凝时间也就是四个小时，2、在浇筑过程中，拆除导管应保证埋入砼2~6米，（桥规）上有详细说明3、为了保证成品桩的桩头质量，要求超浇60厘米到100厘米，开挖后破除。
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水下灌注桩常见问题和处理方法档.doc 22页
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.水下灌注桩常见问题和处理方法
摘要：桥梁桩基和高层建筑施工经过多年的经验积累和总结，取得了较大的成功，为桩基建设的进步和发展开辟了广阔的前景。但由于桩基础是在水下、地面以下施工，受其影响在施工过程在红不为人预知的事故还是常有发生，采取相应的措施，尽可能避免事故扩大或把损失控制在最小限度是人们一直在努力探索和要进行的工作。
关键词：水下施工 钻孔灌注桩 施工技术　
钻孔灌注桩在各类土木工程中广泛应用，具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点。目前在国内公路桥梁基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位，但灌注桩地下施工不可预计因素多，工程质量较难控制，桩基施工既有机械操作，又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作，工序种类繁多，影响因素多，水下混凝土施工要求严格，稍有不慎，就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等，可能造成质量事故，因此，施工中必须严格监管质量。
1 施工中经常出现的问题
1.1 成孔偏斜 原因：①施工场地不平整，不坚实，在支架上钻孔时，支架的承载力不足，发生不均匀沉降，导致钻杆不垂直。②钻机部件磨损，接头松动，钻杆弯曲。③钻头晃动偏离轴线，扩孔较大。④遇有地下障碍物，把钻头挤向一侧。
1.2 缩孔（孔径小于设计孔径) 原因：①软土层受地下水位影响和周边车辆振动。②塑性土膨胀，造成缩孔。③钻锤磨损过甚，焊补不及时。
1.3 钢筋笼上浮 原因：①砼在进入钢筋笼底部时浇筑速度太快。②钢筋笼未采取固定措施。
1.4 断桩 原因：①砼塌落度太小，骨料太大，运输距离过长，砼和易性差，致使导管堵塞，疏通堵管再浇筑砼时，中间就会形成夹泥层。②计算导管埋深时出错，或盲目提升导管，使导管脱离砼面，再浇筑砼时，中间出现夹泥层。③钢筋笼将导管卡住，强力拔管时，使泥浆进入砼中。④灌注时间过长，而上部砼已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注极为困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故。⑤导管接头处渗漏，泥浆进入管内，混入砼中。⑥砼供应中断，不能连续浇筑，中断时间长，造成堵管事故。
2 钻孔过程中出现的施工质量问题及防治措施
2.1 护筒冒水 护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉，护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。造成原因：埋设护筒的周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞。防治措施：在埋筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。
2.2 导管接送严重漏水，造成断桩。发生这种故障的后果非常严重，进水，使混凝土形成松散层次或囊体，出现浮浆夹层造成断桩，严重影响混凝土质量，导致废桩重做。
2.3 缩颈 缩颈即孔径小于设计孔径。造成原因：塑性土膨胀。防治措施：采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
2.4 桩底沉渣量过多 造成原因：清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。防治措施：成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。
3 桩基础水下混凝土施工中的质量控制措施及方法
3.1 为防止导管接头与导管漏水，施工中我们通过严格的事前、事中、事后控制，保证导管制作及具备以下条件：①足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满混凝土的重量。②各节的安装接头所用的胶热及法兰的对接位置，预先试拼并作好标记，按插导管时须按试拼时的状态对号拦装，所有的法兰盘接头均须垫入5-7毫米厚的橡胶垫圈，安放时须对正放平，拧紧螺栓，严防漏水。③内径应一致，其误差应小于±2毫米，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验。④最
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