水下混凝土灌注（精选11篇）
水下混凝土灌注 篇1
龙岩古武高速公路A1标桥梁主要为来福大桥、水井大桥、忠田大桥、白石塘大桥、塘尾大桥、A匝道桥、B匝道桥、长深高速拼宽桥共8座桥梁, 桩基共262根, 其中大概有180根采用钻孔灌注桩施工, 其灌注方法都是采用导管水下混凝土灌注。水下混凝土灌注则是钻孔灌注桩施工中最为关键的一个工序, 它能直接影响到桩的摩阻力和桩身混凝土的密实性, 笔者在本文中将着重从工程实践的角度出发, 对导管法水下混凝土灌注的主要工序进行研究探讨。
1 概述
水下混凝土的灌注方法主要有预填骨料灌浆法、箱底张开灌注法、导管法、挠性软管法、挠性软管法与混凝土泵联合法。导管法是钻孔灌注桩施工中经常采用的方法, 几乎所有的泥浆护壁钻孔灌注桩都采用此法。
2 施工要点
水下混凝土灌注前对导管的选择也是非常重要的, 选择合适的导管能更加顺利的灌注能有效的提高工程的进度与质量。导管的选择主要是指导管的内径、导管接头的连接方式、钻孔深度等的选择。选择导管内径应根据桩孔直径, 所需通过的混凝土能力确定。导管应具有足够的强度和刚度, 便于运输、安装和拆卸, 其最小直径一般不小于200mm, 通常为200~300mm, 壁厚不宜小于3mm, 直径偏差不得超过±2mm。导管的分节长度应按工艺要求确定, 最下一节导管应焊接加强箍。导管的连接可采用法兰或螺纹连接。导管接头处用“o”形橡胶密封或用厚度4~5mm的橡胶垫圈密封, 严防漏水。
导管使用前应试拼装、试压, 试水压力为0.6~1.0MPa。灌注前应先备好隔水塞或滑阀, 用铁丝悬挂在导管水面上, 隔水塞或滑阀应紧贴导管水面, 两着之间不得留有空隙.
水下混凝土灌注, 首灌是至关重要的。首灌前必须看好导管悬空、混凝土坍落度、混凝土和易性、人员机械是否就位、混凝土提供是否连续等。混凝土初灌量应根据导管内外平衡法计算:
式中:Vf———混凝土初灌量 (m3)
D———桩孔直径 (m)
h———导管底部至孔底或孔底沉渣面的高度 (既导管悬空, 一般取0.3~0.5m)
t———灌注前沉渣厚度 (m)
H———导管埋入混凝土深度 (m)
d———导管内径 (m)
L———钻孔深度
一切就绪之后方可灌注, 当孔深、孔径较大时, 为防止首批混凝土在导管中长距离自由移动产生离析, 可将滑阀随着混凝土不断灌入, 逐渐放松铁丝, 直至滑落都一定深度后才剪断铁丝。若孔底沉渣相对过厚, 剪断铁丝应尽量早些, 利用导管内混凝土的高速冲击管口挤开孔底沉渣。
待第一车混凝土灌注正常后, 接着连续灌注混凝土, 不得中途停顿。在混凝土灌注过程中, 必须控制好灌注工艺和操作, 经常用测锤探测混凝土面层上升的高度, 并适时提升, 逐级拆卸上端导管。抽拔导管要适中, 一定要控制好导管的最小最大埋深, 埋深过于太小容易渗水, 埋深过于大导管容易拔不出来。如果用力抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁, 导致孔壁坍落, 最终造成桩身夹泥。在抽拔导管前后都应探测导管外混凝土面高度, 并同时观察返水情况。正确的分析和判断孔内情况。
灌注即将结束时, 由于导管内混凝土柱高度变小, 压力降低, 而这时导管外的泥浆及所含渣土稠度比重会增大, 可能会出现混凝土上升困难, 这时可以在孔内加水稀释下泥浆, 也可以掏出部分的沉淀物, 使灌注工作进行顺利。另外在拔出最后一节导管时必须慢提慢拔, 避免出现空心桩。
3 灌注中常见问题及原因、预防、处理方法
3.1 卡管
主要原因: (1) 机械产生故障或其他原因使混凝土不连续在导管内停留时间过久, 或混凝土灌注时间太长、最初灌注的混凝土已经达到初凝, 增大了混凝土下落阻力, 导致混凝土堵塞在导管里。 (2) 混凝土坍落度小, 和易性差, 夹有大卵石, 拌合不均匀, 或混凝土运输途中产生离析, 导管接缝处漏水使混凝土中水泥浆被冲走, 粗集料集中而发生卡管。
预防及处理方法: (1) 在导管外加焊铁板, 利用导管下落时与其他卡座的撞击振动疏通。 (2) 锤击导管法兰, 或吊绳上下快速抖动。 (3) 用振捣器振捣, 使导管中混凝土下落。 (4) 若卡管位置不深, 可采用钢筋冲捣。 (5) 维修机械, 采取措施加快混凝土下落速度。
3.2 钢筋笼上浮
主要原因: (1) 混凝土流动性过小, 混凝土面接近钢筋笼底端平面时且下料过快, 钢筋笼被混凝土托上浮。 (2) 钢筋笼偏位或导管不对中, 在导管提升时易发生倒挂现象。 (3) 导管提升过程中, 混凝土下沉太快, 顺时冲击力使钢筋笼上浮。
预防及处理方法: (1) 添加混凝土缓凝剂, 随时掌握浇注的标高及导管埋深。 (2) 导管倒挂钢筋笼时, 下降导管并转动导管使钢筋笼脱钩。 (3) 钢筋笼上浮时, 停止浇注混凝土, 检查导管埋深, 拆卸部分导管, 再将导管固定住。
3.3 导管进水
主要原因: (1) 导管接头不严, 接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开;或焊缝破裂, 水从焊缝中流入。 (2) 首灌时导管悬空过大或首灌混凝土储存量不足, 混凝土下落后不够埋至导管底部, 以致泥水从导管涌入。 (3) 导管提升过猛或探测出错, 导管底部超出混凝土面, 底部涌入泥水。
预防及处理方法: (1) 灌注前应先试压、试水, 上导管时应逐个检查接头并上好橡皮垫, 保证导管密封。 (2) 若为导管接头不严密引起导管进水, 则应立即拔除导管, 然后用反循环钻机的钻杆吸出散落在孔底的混凝土。 (3) 换拔导管重新下管, 灌注混凝土前皆应将导管里内的水和混凝土用吸泥或吸水的方法吸处。
3.4 断桩
主要原因: (1) 混凝土浇灌不连续。 (2) 第一车混凝土多次浇注不成功, 然后又灌上层混凝土中间出现夹泥层而造成断桩。 (3) 混凝土埋深过大, 用力拔管时使泥水混入混凝土内。 (4) 导管接头不严密, 泥水渗入导管内。 (5) 混凝土探测出错, 导管提升过大致使导管底部拔出混凝土顶面。 (6) 导管底端距孔底过远 (导管悬空过大) , 混凝土被冲洗液稀释, 使水灰比增大, 造成混凝土不凝固, 形成混凝土桩体与基岩或孔底被不凝固的混凝土充填。
预防及处理方法: (1) 在混凝土灌注前应作好一切准备工作, 确保混凝土连续、快速。 (2) 确定混凝土合理的配合比, 使其具有良好的和易性及流动性。 (3) 导管接头用方丝扣连接, 并设橡皮圈密封严密。 (4) 混凝土的初凝时间为正常灌注总时间的两倍, 应提高混凝土的浇灌速度。 (5) 在灌注过程中要随时测量导管埋深, 做到及时拆管, 防止出现卡管、堵管。 (6) 控制好导管首灌时的悬空。 (7) 对 (下转第111页) (上接第97页) 已经形成的断桩, 可在桩的边上补桩。当断裂位置深度不大时, 可对断桩作适当的处理接桩, 并支模重新浇筑混凝土。
4 结束语
综上所述, 为确保成桩质量, 首先要根据钻孔的实际情况选择正确的导管, 再对导管进行试压。为防止发生断桩、堵管等现象, 在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。在施工过程中, 要控制好灌注的工艺和操作, 抽动导管使混凝土面上升的力度要适中, 保证有程序的拔管和连续灌注, 升降的幅度不能过大, 如果用力抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁, 导致孔壁坍落, 最终造成桩身夹泥。水下混凝土灌注是钻孔灌注桩施工中最重要的环节, 我们应该认真的去对待它, 不要因为它是属隐蔽工程就以松懈的心态去对待它, 必须要加强自己的责任心, 消除任何一个工程隐患, 提高自己的积极性来保证整个工程上的质量。
水下混凝土灌注 篇2
【关键词】施工工艺、水下混凝土
Light on the concrete cast-in-place pile construction technology control
Xing Chao-yang
(Anhui and huai river water resources reseach institute Bengbu Anhui 233000)
【Abstract】With an engineering example, introduced the underwater cast-in-place pile the construction of the methods and construction processes elaborates underwater cast-in-place pile the construction process and workmanship during construction to concrete is the process of control.
【Key words】The construction process;The underwater concrete
1. 前言
水下混凝土灌注桩的施工是隐蔽工程施工，主要应用于水下混凝土封底和混凝土桩的水下灌注，由于钻孔灌注桩是在水下进行的，其施工过程和成桩质量是关键，这就要求对施工的前期条件和施工工艺进行控制，对每一个环节进行严格要求，力争把隐患消除在成桩之前，避免不必要的损失。
2. 某工程水下混凝土棍注桩的施工
新建某大桥全长303.8m，共设桥墩9座，桥梁一般以32m的简支T梁为主，24m简支梁用于调跨，大于40m的通航主跨，采用40+64+40m预应力混凝土连续梁。其中3#、4#墩为水中墩，水面宽度约为100m，水深最大约为3.5m。
2.1 施工方法及施工工艺。本桥3#、4#两个水中墩采用钻孔桩柱桩基础，桩直径均为1.5m；桩长:3#墩为40m、4#墩为42m；承台高度均为3.0m。根据现有水文资料确定围堰尺寸及堰顶标高，先进行围堰施工。从河岸上游做起点对水中平台用土袋以U字形填成临时施工围堰，堰体围好后，将堰内围起部分水抽干，清除里面淤泥， 设置防渗层，回填粘土，并压碾密实。对围堰各控制点进行坐标计算，在现场对填土围堰轴线及高程控制采用设置方向标，临时拟定点等，保证轴线及高程正确。钢板桩围堰利用钢管桩进行定位，在钢管桩上焊接工字钢设置导向架和高程控制标志，确保打入的钢板桩在同一直线上，同时打入的深度符合设计要求。
2.1.1 钢板桩施工注意事项。
（1）导向桩打好之后，以槽钢焊接牢固，确保导向桩不晃动，以便提高打桩精确度。
（2）线桩插打，钢板桩起吊后人力将桩插入锁口，动作应缓慢，防止碰撞损坏锁口，插入后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入。
（3）钢板桩振动插打到离设计标高40cm时，小心施工，防止发生超深。
（4）封口时，精确计算异形钢板桩的尺寸，确保止水质量。
2.1.2 钢板桩围堰填芯。钢板桩插打施工完成后，在钢板桩顶下来1米处，采用［40］槽钢设置内撑及外箍，加强钢板桩的平面结构；围堰填芯材料采用片石垫层、粘土回填，片石、粘土由汽车运至施工地点，钢板桩围堰填芯的目的是构筑桩基施工作业平台。填芯完毕后在钢板桩围堰平台两侧堆码2米宽的沙袋对平台进行加固。其施工工艺与上述土袋围堰相同。
2.2 钻孔桩施工工艺。钢板桩施工、平台填筑完成后进行钻孔桩的施工。
2.2.1 护筒加工及埋设。
（1）护筒按规范要求加工，护筒直径较桩基设计直径加大20cm。护筒用15mm厚钢板通过卷板机卷制而成，每节高度2.0m左右。护筒上部留一个高40cm、宽20cm的出浆口，并设吊环。护筒按规范要求打入河床下深度不小于1m.并高出施工水位50cm。
（2）为减少护筒打入时的摩阻力，确保护筒打入河床面下的深度不小于1m，钢板桩插打完成后在围堰填芯前进行护筒的打入施工，利用已打入的钢板桩设置导向架，确保护筒的垂直度符合规范要求。
2.2.2 泥浆制备。泥浆采用重粘土。根据钻孔方法及地层情况，泥浆性能指标如下：泥浆比重：1.1～1.3 ；PH值：大于6.5；粘度：19～28s ；含砂率：小于4％。
2.2.3 冲击成孔。
（1）开孔：为防止冲击振动使邻孔坍壁或邻孔刚灌注砼的凝固，待邻孔砼灌注完毕，一般经24小时后或待邻孔混凝土灌注完毕并达到2.5MPa抗压强度后方可开钻。开孔前在孔内多放一些粘土，使用旋挖钻机，泥浆比重1.1～1.3左右。开钻时，宜低档慢速钻进，钻至护筒下1m后，再以正常速度钻进。
（2）钻孔：在钻进过程中，应该经常注意土层变化，对不同的土层采用不同的钻速、压钻、泥浆比重和泥浆量。在砂土、软土等容易坍孔的土层宜采用低档慢速钻进，同时提高孔内水头，加大泥浆比重。使用反循环钻机钻孔时，应将钻头提离孔底约20cm，待泥浆循环畅通，方可开始钻进。
（3）钻孔异常处理：钻孔中发生坍孔后，应查明原因和位置，进行分析处理。坍孔不严重者，可加大泥浆比重继续钻进，严重者回填重钻；出现流沙现象后，应增大泥浆比重，提高孔内压力或用粘土做成大泥块或泥砖投下；弯孔不严重时，可重新调整钻机继续钻进。发生严重弯孔时，应回填修孔，必要时反复几次修孔；出现缩孔时，可提高孔内泥浆面或加大泥浆比重采用上下扫孔的方法恢复孔径。
（4）检孔：为保证孔形正直，钻进中，应常用检孔器检孔，检孔器用钢筋制成，直径与钻头直径相同，高度为钻孔直径4～6倍。更换钻头前，必须经过检孔。如检孔器不能沉到原来已钻到的深度，或钢丝绳拉紧时的位置偏移护筒中心，则可能造成了缩孔、弯孔、斜孔等，应及时纠正或回填重钻。
（5）终孔检查：当孔底已达到设计标高，可停止钻进，把钻头提到孔外，进行成孔检查（孔径、孔深、倾斜率等检查），符合施工规范要求后方可清孔，在终孔与清孔的间隙时间应保持孔内水头高度。
2.2.4 清孔。
（1）钻孔达到设计标高，经终孔检查后，即可清孔，清孔标准，设计为摩擦桩，其沉碴厚度不应大于20cm。
（2）清孔采用换浆法：抽碴或吸泥时，应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆，保持孔内水位，避免坍孔。换浆法的清孔时间，以排出泥浆的含沙率与换入泥浆的含沙率接近为度。
（3）清孔后的泥浆性能指标：含砂率不大于2%，比重为1.03～1.10，粘度为17s～20s。
2.2.5 钻孔灌注桩施工技术措施。
2.2.5.1 钻孔要连续进行，不得随意中途停钻。孔内水位始终保持在地下水位线以上2m，以加强护壁，防止塌孔。升降钻头要平稳，以免碰撞孔壁。拆装钻杆要迅速，尽量减少停钻时间。
2.2.5.2 钢筋笼在钻进过程中提前进行加工制作，钢筋笼在钢筋加工场分段制作，运至现场，汽车吊吊装。在孔口进行焊接接长。主筋钢筋焊接采用搭接焊，焊缝长度须满足施工技术规范的要求。为使钢筋笼有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不产生变形，在钢筋笼内部设十字撑。为了保证钢筋笼起吊时不变形，用两点吊。第一吊点设在钢筋笼的下部，第二吊点设在其长度的中点到上三分点一之间。起吊时，先提起第一吊点，使钢筋笼稍提起，再与第二吊点同时起吊。待钢筋笼离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二点。随着第二吊点不断上升，慢慢放送第一吊点，直至钢筋笼同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直。如有弯曲应整直。当钢筋笼进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。钢筋笼达到标高后，要牢固地用吊筋将笼体与孔口护筒电焊联接，以防掉笼或浮笼。
endprint
2.2.5.3 水下混凝土灌注。
（1）混凝土灌注采用下导管水下灌注，导管采用壁厚6mm无缝钢管，底部距孔底30～50cm，导管要有足够的刚度和强度，导管使用前和使用一个时期后应做压水试验，并试验隔水栓能否顺利通过。水密试验时的水压不小于孔内水深的1.3 倍压力；压水试验根据施工中可能出现的最大压力确定。导管自下而上作标尺和编号，灌注前还要进行升降试验。
（2）混凝土灌注要及时进行，若时间过长须再测沉渣，沉渣厚度摩擦桩不大于20cm，超过此范围需重新清孔。
（3）混凝土必须具有良好的和易性，配合比由项目部中心搅拌站提供。为防止水下混凝土在灌注过程时间较长，混凝土凝固而导致重大事故的发生，混凝土中可掺入高效缓凝减水剂以延缓凝结时间，改善混凝土的和易性及节约水泥。混凝土集中搅拌，泵送浇筑。
（4）首批封底混凝土的隔水措施采用拔球法，灌注砼后必须即时清洗导管。首批混凝土灌注前精确计算首盘混凝土方量，制作足够容积的封底用漏斗，确保封底顺利，确认封底成功后，进行正常浇注。灌注过程严格依照规范进行，随时进行混凝土质量、导管埋置深度等各项检测以保证整个灌注过程的顺利。
（5）浇注开始时，要连续有节奏地进行，当导管内混凝土不满时，徐徐地浇注，防止在导管内造成高压气囊，压漏导管。导管底端要始终埋入混凝土面以下2～6m，严禁把导管提出混凝土面。混凝土浇筑过程中注意观察钢筋笼是否上浮，否则采取加固措施。
（6）在浇注将近结束时，导管内混凝土柱高度相对减少，导管内混凝土压力降低，而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。若出现混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，减少泥浆比重，使浇注工作顺利进行。拆除导管时速度要快，时间不宜超过15min。拆下的导管立即冲洗干净。在混凝土灌注过程中，专人测量导管埋深并填写水下混凝土灌注记录表。
（7）灌注结束后，用测绳准确测出桩顶的混凝土面标高，并按规范要求考虑超灌余量，超灌深度按1m考虑，以便凿除浮浆。
（8）该工程3#、4#墩混凝土灌注桩通过超声波和低应变检测，结果均为Ⅰ类桩，说明灌注效果良好。
3. 结语
水下混凝土灌注桩施工是隐蔽工程项目，要保证施工质量，必须做好每一道施工工序，对施工过程中发生的问题进行分析后制定出适合的方案，严格控制施工过程，只有这样才能有效的控制桩基质量，灌注处高质量的水下混凝土。
参考文献
［1］ 杨全华，费涵昌.水工混凝土研究与应用 中国水利出版社，2005.2.
［2］ 宋功业，邵界立.混凝土工程施工技术与质量控制 中国建材工业出版社，2003.1.
［作者简介］ 邢朝阳（1978-），男，学历：大学本科，职称：工程师，就职于安徽省•水利部淮委水利科学研究院，主要从事地基基础及桥梁结构研究检测工作。
水下混凝土灌注 篇3
影响工程, 容易造成事故的因素有很多, 因为我们采用的是导管法, 所以导管裸露, 漏水都可能成为隐患, 除此之外还有很多不同的原因在影响着工程的顺利实行, 下面我来为大家一一列举并且详细的说明。
1. 1 导管堵塞
最经常使用的方法是导管法, 那么我来为大家先粗略的解释一下什么叫做导管法, 简单的来说, 导管法就是将混凝土通过导管进入到隔水层底部, 然后拖着隔水层上升, 混凝土拌合料也会在底部向周围扩散。那么, 导管用的时间一旦过长, 就容易造成导管堵塞的现象, 由于灌注时间太长, 容易在导管周围形成一层硬硬的角质膜, 缓凝土中的杂志, 粉尘不断的沉淀在导管内, 对于导管的持续使用造成了很大的困扰。对于这种情况, 我们可以加大灌注的速度和次数, 以极大的速度产生的功和能来作为突破因为长久沉积而形成的泥浆的冲击力, 反复几次, 一举冲破泥浆的阻碍, 解决导管阻塞问题。如果一次灌注的太多, 最好不要一次性的排出, 这样也会导致泥浆沉积太多直接堵塞导管口, 要分批导出, 大家要明白, 混凝土才是堵塞导管的主要原因所在。最后, 导管的清理也极为的重要, 导管堵塞的根本原因就是使用时间过长而不进行清扫所造成的, 所以, 在导管灌注之后, 要及时的冲洗导管, 保持导管光滑如壁, 这样才可以确保导管的流动性和畅通性。发生导管堵塞还可以用质量较大的刚进猛砸导管上面, 使泥浆松软之后再快速不断的灌注, 产生冲击力从而疏松导管。
1. 2 导管漏水
导管由于需要灌注的原因, 需要承受非常之高的水压, 所以导管在投入正式使用之前需要经过严格的抗压测试才可以使用, 如果发现导管出现漏水应该及时汇报并且及时更换水管, 以防止带来不必要的经济损失; 如果没有发现漏水, 在使用的过程中才发现设备漏水的话不要慌乱, 立即停止灌注的方法是不对的, 我们需要做的是加大灌注力度, 让漏水处低于导管内部的混凝土, 然后立即停止, 这样可以极大限度的减少经济损失。
1. 3 初次灌溉的时候没有封底
初次灌注时因为底部的混凝土沉淀量比较的庞大, 可能导致无法正常的反浆, 所谓反浆就是在施工的过程中, 由于配合比调试比例不合适造成在隔水层上部没有石子儿。所以, 为了防止初次灌溉为未封底所造成的未反浆现象, 我建议在施工的过程中必须将漂浮着的浆清洁过后, 重新来调制混凝土的配合比。
1. 4 导管拔出混凝土表面
当导管被阻塞的时候, 一般用质量较大强度较强的钢筋来敲击导管, 使导管畅通, 这时, 如果导管被埋入的比较浅, 那么在敲击导管的时候就极容易露出土面, 就是所谓的容易提漏。其次, 如果泥浆国语粘稠, 那样也会对判断造成影响, 可能会使得测量人测量的过程中产生失误, 从而导致产生提漏。灌注过程中, 由于泥浆过多所导致混凝土表面标高失误, 这就可能导致导管埋深过浅。所以, 必须严格使用专业的测量仪器, 并且严格按照规定的程序来操作, 这样才可以保证在提升导管的时候不出现提漏的现象。如果因为操作失误将导管提出混凝土表面, 必须及时停止灌注, 并且重新核对, 确认无误后再重新将导管埋深。将导管拔出混凝土表面的时候一定要保证准确可靠, 灌注过程中要不时的测量一下导管埋深是否过少, 并且要操作规范, 遵守准则。
1. 5 混凝土拌合料
混凝土拌合料的主要是由水泥、各种石子和砂子组成, 将他们按照一定的比例混合, 就形成了混凝土拌合料, 对于拌合料也有很多的要求, 比如含泥量不能过高, 硬度, 碎石的级配, 还有水泥的规格和种类, 使用的水一般会使用饮用水, 诸如此类还有很多要求, 当然具体要求还是要根据工程的要求来决定。在灌注的过程中, 有很多突发情况都是由于混凝土拌合料不符合要求而发生的。所以, 为了避免造成这不必要的经济损失, 灌注时应该严格审查混凝土拌合料的质量, 一旦发现有不符合要求的拌合料要立即停止施工并且重新配比混凝土来确保工程可以继续下去。
1. 6 导管被埋管或卡管
导管被埋入的深度也是一个非常重要的施工指标, 普遍来说, 导管埋入混凝土中的深度一般由混凝土的质量来决定。如果导管被埋深的太大, 那么就会使混凝土和导管的摩擦力过大, 从而引起埋管的事故。卡管现象是由于混凝土拌合料的配合比误差过大而引发的, 拌合料的配合比误差过大会产生离析现象, 所以在施工过程中应该严格的检查混凝土拌合料的配合比, 避免因为配合比的误差而引起的突发事故并且做出及时的应对, 从而不会让导管埋入混凝土中被卡管。
1. 7 桩顶空心
桩顶空心也是影响施工质量的一个关键因素, 这一现象是因为导管埋入过深, 导致混凝土坍落度比较小, 致使拔出的时候已经接近初凝, 造成泥浆顺着空心口填入。那么应该如何防止桩顶空心呢, 这就要在灌注结束前保证导管埋入不会太深, 灌注结束之后不要立即将导管拿出, 要先疏松一下导管周围的混凝土, 然后再将其拔出。
1. 8 桩身有夹渣、夹泥、蜂窝
在水下浇注混凝土的同时, 混凝土的高度需要时刻关注, 这样才可以视情况而定导管应该何时拆下来, 并且确定拆卸长度是多少, 以避免发生事故造成损失。另外, 泥浆过于粘稠会使泥浆密度较高, 比较大的泥块会大大增大泥浆的重力, 给施工造成了阻力, 并且粘稠度过高会让使得泥浆的流动性较低, 这在灌注的时候就会引起阻碍, 可能会引起导管阻塞, 最后只能用钢筋来猛击导管。这样由于导管已经被堵塞, 突然疏通就使得导管内储存的大量砼一涌而出, 将泥浆包裹在其中, 造成了桩身的夹泥现象。并且如果混凝土的质量比较差就可能会导致混凝土的原材料不稳定, 从而导致蜂窝现象, 直接影响着成桩的质量, 严重时可能导致整个工程的失败。另外, 灌注是一门技术, 所以对于施工者来说, 施工的技巧也显得尤为重要, 比如有没有分层灌注、分层振捣密实等等。那么我们应该如何预防这一现象呢, 首先就是要严格的审查混凝土拌合料的质量, 一定要把好质量关, 水泥也要检查是否合格, 结块, 强度和稳定性是否符合规则。其次, 搅拌混凝土时最好选用强制式搅拌机, 时间根据情况和是否外加试剂决定。最后, 混凝土配合比应该按照要求调试, 尽可能选出质量好, 性能棒, 又价格低廉的方案, 这对于施工来说很重要, 如果配合比不符合要求, 从经济角度来说浪费很多经费, 并且会严重影响施工的进度, 每盘混凝土都需要仔细盘查才可以投入施工。如果在施工过程中, 发生了夹泥的现象, 要及时和专家分析讨论, 理论上我们一般采用补桩、扩大承台面积等方法, 还有就是可以夹泥层的混凝土挖出来, 采用比原来高一级的混凝土来填补到哪里, 补高补强。
1. 9 钢筋笼上浮
钢筋笼上浮可能的原因有三个: 可能塌落度小; 导管拔得速度过快; 提导管, 钩住钢筋笼。这就要求我们在灌注时候要轻放钢筋笼, 防止下落速度太快导致钢筋笼撞坏导管。如果上浮高度比较小, 那应该先停止灌注, 并将导管再埋深一点再进行操作, 在此一定要注意, 埋深的一定要有精确的测量, 否则可能导致断桩等比较严重的事故。如果上浮的高度比较大, 那也要停止灌注, 并且采用外部加重的措施, 将钢筋笼强制的压下去, 否则就将导管和钢筋笼全部抽离, 然后再重新成孔。
2 结束语
由此我们可见, 能引起水下混凝土灌注桩灌注发生事故的因素是在太多, 所以我们一定要重视起来, 严格把好每一个关卡, 严打质量关。提升施工人员的专业知识技能, 严格按照标准来操作, 确保每一道工序都可以准确无误的进行。加强现场的监管制度, 一旦事故发生要及时的处理并汇报, 排除一切可能影响施工的因素, 以确保工程准确无误的进行。
参考文献
[1]交通部.公路桥涵施工技术规范[S].人民交通出版社.
[2]交通部第一公路工程局.公路桥涵地施工手册[S].人民交通出版社.
水下混凝土灌注 篇4
现场钻孔桩在灌注水下混凝土时的质量通病及防治
（一）导管进水
1．现象：灌注桩首次灌注混凝土时，孔内泥浆及水从导管下口灌入导管；灌注中，导管接头处进水；灌注中，提升导管过量，孔内水和泥浆从导管下口涌人导管等现象。
2．危害：导管进水，轻者造成桩身混凝土离析，轻度央泥；重者产生桩身混凝土有夹层甚至发生断桩事故。
3．原因分析：
（1）首次灌注混凝土时，由丁灌满导管和导管下口至桩孔底部问隙所需的混凝土总量计箅不当，使首灌的混凝土不能埋住导管下口，而是全部冲出导管以外，造成导管底口进水事故。
（2）灌注混凝土中，山于未连续灌注，在导管内产生气囊。当又一次聚集大量混凝士拌合物猛灌，导管内气囊产生高压，将两节导管间加入的封水橡皮垫挤出，致使导管接口漏空而进水。
（3）导管拼装后，未进行水密性试验。由于接头不严密，水从接口处漏入导管。
（4）测深时，误削造成导管提升过量，致使导管底口脱离孔内的混凝上液面，使泥水进入。4．预防措施：
（1）确保首批灌注的混凝土总方量，能满足填充导管下口与桩孔底面间隙和使导管下口首灌时被埋没深度≥1m的需要。首灌前，导管下口距孔底一般不超过0.4m。
（2）在提升导管前，用标准测深锤（锤重不小于4kg，锤呈锥状。吊锤索用质轻，拉力强，浸水不伸缩的尼龙绳）测好混凝上表面的深度，控制导管提升高度，始终将导管底口埋于已灌入混凝上液面下不少于2m。
（3）下导管前。导管应进行试拼，并进行导管的水密性、承压性和接头抗拉强度的试验。试拼的导管，还要检查其轴线是否住一条直线上。试拼合格后，各节导管应从下而上依次编号，并标示累计长度。入孔拼装时，各节导管的编号及编号所在的圆周方位，应与试拼时相同，不得错、乱，或编号不在一个方位。
（4）首灌混凝土后，要保持混凝土连续地灌注。尽量缩短间隔时间。当导管内混凝上不饱满时，应徐徐地灌注，防止导管内形成高压气囊。
5．治理方法：首灌底口进水和灌注中导管提升过量的进水，一旦发生，停止灌注。利用导管作吸泥管，以空气吸泥法，将已灌注的混凝土拌合物全部吸出。针对发生原因，予以纠正后，重新灌注混凝土。
（二）导管堵管
1．现象：导管已提升很高，导管底口埋入混凝土接近1m。但是灌注在导管中的混凝土仍不能涌翻上来。2．危害：造成灌注中断，易在中断后灌注时形成高压气囊。严重时，易发展为断桩。3．原因分析：
（1）由于各种原因使混凝土离析，粗骨料集中而造成导管堵塞。
（2）由于灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已初凝，增大了管内混凝二卜下落的阻力，使混凝土堵在管内。
4．预防措施：
（1）灌注混凝土的坍落度宜在18～22cm之间。并保证具有良好和易性。在运输和灌注过程中不发生显著离析和泌水。
（2）保证混凝土的连续灌注，中断灌注不应超过30min。
5．治理方法：灌注开始不久发生堵管时，可用长杆冲、捣或用振动器振动导管。若无效果，拔出导管，用空气吸泥机或抓斗将已灌入孔底的混凝土清出。换新导管，准备足够储量混凝土，重新灌注。
（三）提升导管时，导管卡挂钢筋笼
1．现象：导管提升时，导管接头法兰盘或螺栓挂住钢筋笼，无法提升导管。2．危害：使灌注混凝土中断，易诱发导管堵塞。易演变成断桩、埋导管事故。
一览市政英才网
3．原因分析：
（1）导管拼装后，其轴线不顺直，弯折处偏移过大，提升导管时，挂住钢筋笼。
（2）钢筋笼搭接时，下节的主筋摆在外侧，上节的主筋在里侧，提升导管时被卡挂住。钢筋笼的加固筋焊在主筋内侧，也易挂在导管上。
（3）钢筋笼变形成折线或者弯曲线，使导管与其发生卡、挂。4．预防措施：
（1）导管拼装后轴线顺直，吊装时，导管应位于井孔中央，并在灌注前进行升降是否顺利的试验。法兰盘式接口的导管，在连接处罩以圆锥形白铁罩。白铁罩底部与法兰盘大小一致，白铁罩顶与套管头上卡住。
（2）钢筋笼分段入孔前，应在其下端主筋端部加焊一道加强箍，入孔后各段相连时，应搭接方向适宜，接头处满焊。
5．治理方法：
（1）发生卡挂钢筋笼时。可转动导管，待其脱开钢筋笼后，将导管移至孔中央继续提升。（2）如转动后仍不能脱开时，只好放弃导管，造成埋管。
（四）钢筋笼在灌注混凝土时上浮
1．现象：钢筋笼入孔后，虽已加以固定。但在孔内灌注混凝土时，钢筋笼向上浮移。
2．危害：钢筋笼一旦发生上浮，基本无法使其归位，从而改变桩身配筋数量，损害桩身抗弯强度。3．原因分析：混凝土由漏斗顺导管向下灌注时，混凝土的位能产生一种顶托力。该种顶托力随灌注时混凝土位能的大小，灌注速度的快慢，首批混凝土的流动度。首批混凝土的表面标高大小而变化。当顶托力大于钢筋笼的重量时。钢筋笼会被浮推上升。
4．预防措施：
（1）摩擦桩应将钢筋骨架的几根主筋延伸至孔底，钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。（2）灌注中，当混凝土表面接近钢筋笼底时，应放慢混凝土灌注速度，并应使导管保持较大埋深，使导管底口与钢筋笼底端问保持较大距离．以便减小对钢筋笼的冲击。
（3）混凝土液面进入钢筋笼一定深度后，应适当提升导管，使钢筋笼在导管下口有一定埋深。但注意导管埋入混凝土表面应不小于2m。
（五）灌注混凝士时桩孔坍孔
1．现象：灌注水下混凝土过程中，发现护简内泥浆水位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，为坍孔征兆。如用测深锤探测混凝土面与原深度相差很多时，可确定为坍孔。
2．危害：造成桩身扩径，桩身混凝土夹泥，严重时，会引发断桩事故。3．原因分析：
（1）灌注混凝士过程中，孔内外水头未能保持一定高差。在潮汐地区，没有采取措施来稳定孔内水位。（2）护简刃脚周围漏水；孔外堆放重物或有机器振动，使孔壁在灌注混凝土时坍孔。（3）导管卡挂钢筋笼及堵管时。均易同时发生坍孔。4．治理方法：
（1）灌注混凝土过程中，要采取各种措施来稳定孔内水位。还要防止护筒及孔壁漏水，其措施同
一、（五）的预防措施。
（2）用吸泥机吸出坍人孔内的泥土，同时保持或加大水头高，如不再坍孔，可继续灌注。
（3）如用上法处治，坍孔仍不停时，或坍孔部位较深，宜将导管、钢筋笼拔出，回填粘土，重新钻孔。
（六）埋导管事故
1．现象：导管从已灌入孔内的混凝土中提升费劲，甚至拔不出，造成埋管事故。2．危害：埋导管使灌注水下混凝土施工中断，易发展为断桩事故。
一览市政英才网
3．原因分析：
（1）灌注过程中，由于导管埋入混凝土过深，一般往往大于6m。（2）由于各种原因，导管超过0.5h未提升，部分混凝土初凝，抱住导管。4．预防措施：
（1）导管采用接头形式宜为卡口式，可缩短卸导管引起的导管停留时间，各批混凝土均掺人缓凝剂，并采取措施，加快灌注速度。
（2）随混凝土的灌人，勤提升导管，使导管埋深不大于6m。5．治理方法：
（1）埋导管时，用链式滑车、千斤顶、卷扬机进行试拔。（2）若拔不出时，可加力拔断导管，然后按断桩处理。
（七）桩头浇注高度短缺
1．现象：已浇注的桩身混凝土，没有达到设计桩顶标高再加上0.5～1.0m的高度。
2．危害：在有地下水时，造成水下施工。无地下水时，需进行接桩，产生人力、财力和时问的浪费，加大工程成本。
3．原因分析：
（1）混凝土灌注后期，灌注产生的超压力减小，此时导管埋深较小。由于测深时，仪器不精确，或将过稠浆渣、坍落土层误判为混凝土表面，使导管提冒漏水。
（2）测锤及吊锤索不标准，手感不明显，未沉至混凝土表面，误判已到要求标高。造成过早拔出导管，中止灌注。
（3）不懂得首灌混凝土中，有一层混凝土从开始灌注到灌注完成，一直与水或泥浆接触，不仪受浸蚀，还难免有泥浆、钻渣等杂物混入，质量较差。必须在灌注后凿去。因此，对灌注桩的桩顶标高计算时，未在桩顶设计标高值上，增加0.5～1.0m的预留高度。从而在凿除后，桩顶低于没计标高。
4．治理方法：
（1）尽量采用准确的水下混凝土表面测深仪。提高判断的精确度。当使用标准测深锤检测时，可在灌注接近结束时，用取样盒等容器直接取样，鉴定良好混凝土面的位置。
（2）对于水下灌注的桩身混凝土，为防止剔桩头造成桩头短浇事故，必须在设计桩顶标高之上，增加0.5～1.0m的高度，低限值用丁泥浆比重小的、灌注过程正常的桩；高限值用于发生过堵管，坍孔等灌注不顺利的桩。
（3）无地下水时，可开挖后做接桩处理。
（4）有地下水时，接长护筒。沉至已灌注的混凝土面以下，然后抽水、清渣、按接桩处理。
（八）夹泥、断桩
1．现象：先后两次灌注的混凝土层之间，夹有泥浆或钻渣层，如存在于部分截面，为夹泥；如属于整个截面有夹泥层或混凝土有一层完全离析，基本无水泥浆粘结时，为断桩。
2．危害：夹泥、断桩使桩身混凝士不连续，无法承受弯矩和地震引起的水平剪切力，使桩报废。3．原因分析：
（1）灌注水下混凝土时，混凝土的坍落度过小。集料级配不良，粗骨料颗粒太人，灌注前或灌注中混凝土发生离析；或导管进水等使桩身混凝土产生中断。
（2）灌注中。发生堵塞导管又未能处理好；或灌注中发生导管卡挂钢筋笼，埋导管，严重坍孔，而处理不良时，都会演变为桩身严重夹泥，混凝上桩身中断的严重事故。
（3）清孔不彻底或灌注时问过长，首批混凝土已初凝，而继续灌入的混凝土冲破顶层与泥浆相混；或导管进水，一般性灌注混凝土中坍孔，均会在两层混凝土中产生部分央有泥浆渣土的截面。
4．预防措施：
（1）混凝土坍落度严格按设计或规范要求控制住，尽量延长混凝士初凝时间（如用初凝慢的水泥，加
一览市政英才网
缓凝剂，尽量用卵石，加人砂率，控制石料最人粒径）。
（2）灌注混凝土前，检查导管、混凝土罐车、搅拌机等设备是否正常，并有备用的设备、导管，确保混凝土能连续灌注。
（3）随灌混凝上，随提升导管。做到连灌、勤测、勤拔管，随时掌握导管埋入深度，避免导管埋入过深或过浅。
（4）采取措施，避免导管卡、挂钢筋笼；避免出现堵导管、埋导管、灌注中坍孔、导管进水等质量通病的发生。
5．治理方法：
（1）断桩或夹泥发生在桩顶部时。可将其剔除。然后接长护筒，并将护筒压至灌注好的混凝土面以下，抽水、除渣，进行接桩处理。
（2）对桩身在用地质钻机钻芯取样，表明有蜂窝、松散、裹浆等情况（取芯率小于40%时）；桩身混凝士有局部混凝土松散或夹泥、局部断桩时，应采用压浆补强方法处理。
水下钻孔灌注桩的钻孔施工浅析 篇5
关键词：钻孔；灌注桩；施工
中图分类号：F40文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2012.02.004
文章编号：1672-0407(2012)02-011-02收稿日期：2012-01-9
一、钻孔施工准备
1.整平场地
对于施工场地用推土机与人工的配合进行施工，保证施工的地面平整。施工过程中的人员以及工作量的调配要求两周内进行排水沟的施工完毕，并进行施工场地的放样和对于施工进程过程中的准备工作。
2.桩基的放样
在详细勘察过地形之后，桩基的就位工作应及时的开展，并对桩位进行进一步复核，发现专为偏差及时地进行处理，根据设计的资料进行现场布置的控制和施工的水准点调控，用全站仪采用坐标法直接放样至每个桩基的中心。在钻孔的中心点用钢卷尺量出距离并做好记录保证中心位置的不偏离。
3.埋设护筒
根据桥梁工程的水文地质情况进行分析，护筒主要采用钢护筒。相对于孔径的大小以及钢板的厚度根据桩径进行。护筒的内径必须大于桩径300mm。将护筒吊装入孔后进行定位，并在四周用粘土进行填充，以避免护筒的中心位置偏离，导致桩基不符合施工的规范以及规章要求。护筒顶端高程，应高出地面0.3或水面1～2m。一般情况埋置深度宜为2～4m，特殊情况应加深以保证钻孔和灌注砼的顺序进行。
4.搭设钻孔平台
在平整施工场地后，在每个桩位的相隔出铺设一根枕木，铺设的长度要比钻机稍长点，对于铺设枕木的偏差主要控制在2cm之内进行。当场地条件较差的时候，可以采用几层的枕木进行纵向与横向的铺设，调整平稳并进行试机，保证钻孔的施工质量。
二、钻孔施工
桥梁的上层主要为种植土、粘土，下层为弱风化灰岩。钻机主要采用新型的冲击钻、泵吸反循环钻进。在钻孔安装完毕之后，将泥浆循环系统连接好，并确认各项工作正常运行的情况下，方可开始钻进。
钻进的作业应分班进行，并按照交接班制度，做好记录工作。先向孔内运送泥浆，再开动钻机。泥浆从护筒口流人，然后从钻头的钻杆下吸进，通过钻杆中心排至沉淀池内，泥浆在沉淀池内沉淀后再流入孔内，如此循环反复。初钻时，应慢速以小冲程钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。
根据不同的地质情况选择不同的钻进冲程，以便达到预定的最佳效果。在通过坚硬密实卵石层时采用高冲程，在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时宜采用中冲程，以防止冲程过高，对孔底振动过大，引起塌孔。在易坍塌地段采用小冲程，并提高泥浆的粘度和相对密度。在整个过程中，随时注意孔内的水位，经常测量泥浆的相对密度和粘度，保持稳定流量。在通过漂石或岩层时，如表面不平整应先投入粘土、小片石，将平面垫平，再冲击钻进，防止坍塌的事件发生。
1.成孔
先用回转钻机扫去覆盖层，到达护筒底口后，改为冲击钻，在护筒底口分层抛填粘土、片石。反复冲填(3次以上)以护好护筒底口，防止渗水、漏砂、塌孔，该过程越仔细越好。进入岩层后，视岩石硬度情况确定冲程，若岩石强度较低，冲程应略低(2.5～3m左右)。穿越溶洞顶板时，应低冲程进尺，防止打空锤。派专人观察孔口液面，一旦发现漏水，溶洞顶板打穿，应立即补水，快速抛填足够的片石、粘土填充封堵，待液面稳定后继续冲击。
斜面开孔、溶槽、石笋等情况，也应抛填强度比岩石稍高的片石，反复冲击处理，保证成孔垂直度。
整个冲进过程中均应严格加强管理，经常观察，防止冲成十字孔。绳卡，吊杆等关键部位每隔一小时应提钻检查一次，防止掉钻、卡钻。严密的施工组织管理是成败的关键。钻孔过程中，试验室应及时实地做好钻孔芯样采集工作。
2.清孔
钻孔达到设计规定深度后，且成孔质量符合设计要求应立即进行清孔。清孔时，孔内水位应保持在地下水位或河流水位以上1.5～2m，以防止钻孔内的任何塌陷。
关于灌注水下桩基混凝土探讨 篇6
关键词：灌注水下混凝土,检查,验算,设计,控制
1工程概况
某大桥上部结构为90+160+90 (m) 预应力混凝土连续刚构+20 m简支T粱, 全长375.3 m, 主桥墩为83.5 m, 其中1号、2号主墩各采用8根直径为2.2 m钻孔桩, 孔深分别为26 m、23 m, 位于江岸边, 桩底高程低枯水面15 m, 现以最大孔深26 m为控制, 设计验算灌注水下桩基混凝土。
2灌注机具的准备
2.1 导管的选用、检查、验算
(1) 导管的选用。
根据桩径2.2 m, 桩长26 m, 选用直径300 mm、壁厚11 mm的导管;为便于拆装和搬运导管, 中间节长2 m, 下端加长至4～6 m, 漏斗下配长约lm上端节导管。中间节两端焊法兰, 以便用螺栓连接, 上下两节法盘之间垫4～5 mm厚橡胶垫圈, 其宽度外侧齐法兰盘外边缘, 内侧宜稍窄于法兰内缘。
(2) 导管的安装与检查。
导管拼装时应仔细检查, 变形和磨损严重的不得使用;内壁和法兰表面如粘附有灰浆和泥砂应擦试干净;力求坚固, 内壁应光滑、顺直、光洁面无局部凹凸, 各节导管内径应大小一致, 偏差不大于上2 mm;导管上下法兰应与导管轴线垂直;备用导管20 m。
(3) 导管的试验。
导管过球应畅通, 水密试验时的水压不小于冲孔内水深1.3倍的压力, 即26×1.3≈34.0 m的水压, 承压试验的水压不应小于导管可能承受的最大内压力Pmax, 计算如下:
Pmax=1.3 (γChcmax-γwHw)
式中 Pmax—导管壁可能承受的最大内压力, kPa;
Yc—混凝土容重 (用24 kN/m2) ;
Hw—钻孔内水或泥浆深度 (Hw=26 m) , m;
hcmax—导管内混凝土柱最大高度, 采用导管全长 (32 m) , m;
γw—钻孔内水或泥浆容重 (试验γw=10.5 kN/m3) , 泥浆容重大于12 kN/m3时不宜灌注水下混凝土。
代入上式:
Pmax=1.3× (24×32-10.5×26) =643.5 kPa
试验方法把拼装好的导管灌入先灌入70%水, 两端封闭, 一端焊输风管接头, 输入计算的风压力, 将导管滚动数次, 经过15 min不漏水即为合格。
2.2 漏斗、储料斗的设计
(1) 漏斗、储料斗高度的设置。导管顶部设置漏斗, 采用泵送混凝土进料, 漏斗高度除应满足拆卸等操作需要外, 并应在灌注到最后阶段时, 不致影响导管内混凝土柱高度, 一般为4～6 m, 当计算值大于上述规定时, 采用计算值, 漏斗需要高度 (即导管内混凝土主柱高度) 参照图1计算:
Hc≥ (po+γwHw) /γc
式中 Hc—漏斗底口到预计灌注的桩顶以上所需度, m;
Hw—井孔内混凝土面至钻孔时水面高差, 水或泥浆深度当预计桩顶高出水面时, 此项不计入 (Hw=0) m;
γc—混凝土拌和物容重, 用 (24 kN/m2) , kN/m3;
γw—钻孔内水灌泥浆容重 (试验γw=10.5) kN/m3;
po—使导管内混凝土下落到导管底并将导管外的混凝土项升时所需的超压力, 钻孔灌注采用100～200 kPa, 桩径1 m左右时取低限, 等于或大于4 m时取高限, 1～4 m之间取插入值 (计算po=140 kPa) 。
代入上式: (140+10.5×0) /24=5.8故取整6.0 m。
(2) 漏斗和储样的容量 (即首批混凝土储备量) 应使首批灌注下去的混凝土能满足导管初次埋置深度的需要, 参照图2进行计算设计:
V≥πd2h1/4/4+πD2Hc/4
式中 v—首批混凝土所需数量, m3;
H1—井孔混凝土面高度达到Hc时, 导管内混凝土柱平衡导管外水 (或泥浆) 压所需的高度, 即h1≥Hwγw/γc, m;
Hc—灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度, Hc=h2+h3, m;
Hw—井孔内混凝土面以上水灌泥浆深度, m;
D—井孔直径 (D=2.2 m) ;
d—导管内径 (d=0.289m) ;
γc—混凝土拌和物容重, 用 (24 kN/m3) , kN/m3;
γw—钻孔内水灌泥浆容重 (试验γw=10.5) kN/m3;
h2—导管初次埋置深度 (h2≥1.0 m, 取h2=1.5 m) ;
h3—导管底端罕钻孔底问隙约0.4 m, 沉淀土0.1 m, h3=0.4+0.1=0.5m;
代入公式得:
Hc=h2+h3=2.0m
Hw=26-2=24m:
h1≥24×10.5÷24=10.5
V=10.5×0.2892π÷4+π×2.22×2÷4=8.29m3
(3) 根据计算首批混凝土量8.3 m3, 漏斗容量5 m3的圆锥体, 另外制作储料斗3.0 m3, 两台拌和机、一台输送泵各储备0.5 m3混凝土, 合计9.5 m3>8.3 m3满足施工要求。
2.3 混凝土的运输, 提升和导管的升降
(1) 为了保证混凝土的质量, 以迅速不间断为原则采取就地拌和泵送混凝土, 同时配备16 t吊车一台, 储料斗一个作为备用。
(2) 导管的升降用冲孔机架提升, 吊车铺助, 相互配合使用。
2.4 隔水栓、阀门
待漏斗和储料斗混凝土储量足够, 才开启栓或阀使首批混凝土在很短时间内一次降落到导管底。本案例制作木球, 且球径大于导管直径1～2 cm, 灌注混凝土前将球置于漏斗颈口处, 球下设几层纸垫, 用细钢丝绳引出, 当达到混凝土初存量后, 迅速将球拔出 (称为拔球法) , 混凝土压着垫层呈与水隔绝的状态, 排走导管内的水而至孔底, 这样经济, 且无卡管毛病。
3水下混凝土的配制
(1) 选用碎石为粗骨料, 级配良好的中砂, 经过反复试验比选, 采用普通硅酸盐水泥42.5 MPa, 黄藤缓凝剂, 水下混凝土配合比见表1:
(2) 技术参数控制指标见表2:
4水下混凝土灌注
4.1 拌制机械的选择
(1) 混凝土拌和机采用500型强制式拌和机。
(2) 混凝土拌和机计算及数量。
n=V/hP
式中 V—钻孔中应灌注混凝土数量, 包括桩顶超灌注的高度和扩孔的体积, 扩孔率为1.1～1.2, V=1.1×27×π× (2.2/2) 2=112.9m3;
h—适量灌注时 (查表, 参考混凝土初凝时间, h=7小时) ;
P—混凝土拌机生产率, m3/h。
P=VO§Sα
式中 VO—每次拌制的混凝土体积, m3;
S—每小时的拌料次数, (S=22) ;
§—为拌和机的时间利用系数, 一般为0.9～0.95;
α—拌和机体积利用系数, 一般为0.75～0.85。
P=0.5×0.94×0.85×22=0.883
n=112.9÷ (7×8.883) =1.82
计算出n值取整数, 结合实际现场综合布置二台强制式500型拌和机, 另备用一台, 以防在机械发生故障时换用。
4.2 灌注混凝土表面测深和导管埋深控制
4.2.1 测 深
灌注水下混凝土时, 应探测水面或泥浆以下的孔深和所灌注的混凝土面高度, 以控制沉淀层厚度, 埋导管深度和桩顶高度。如探测不准确, 将造成沉淀过厚, 导管提漏, 埋管过深, 因而发生夹层断桩, 短桩或导管拔不出来等事故。因此测深是一项重要工作, 应采用较为准确、快速的方法和探测工具。本案例中采用测深锤法, 锤重55N, 测绳用质轻、拉力强、遇水不伸缩, 有尺度的测绳, 每次探测并以灌入的混凝土数量校对, 防止错误。
4.2.2 导管埋深控制
灌注混凝土时, 导管埋入混凝土的深度一般宜控制在2～6 m范围之内。因混凝土掺有缓凝剂, 灌注连续, 有足够的起重设备, 始终控制在4～8 m, 拔管前仔细探测混凝土面深度, 做到准确无误。
4.3 水下混凝土灌注
(1) 灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序, 应特别注意, 经成孔质量检验合格后方可开始灌注工作。
(2) 灌注前, 对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定, 控制规定范围内, 立即灌注首批水下混凝土。
(3) 首批混凝土灌入孔底后, 立即测探孔内混凝土高度, 计算出导管埋置深度符合要求, 即可正常灌注, 否则按相应的事故处理。
(4) 灌注开始后应紧凑, 连续进行, 严禁中途停工 (拆除导管10～15 min) 。
(5) 在灌注过程中, 当导管内混凝土不满, 含有空气时, 后续混凝土要徐徐灌入, 不可整斗地灌入漏斗和导管, 以免在导管内形成高压气囊, 挤出导管内的橡皮垫, 而使导管漏水。
(6) 当混凝土面到钢筋骨架下端时, 防钢筋骨架被混凝土顶托上升。
(7) 为确保桩顶质量, 在桩顶设计标高以上应该加灌一定高度不小于0.5～1.0 m, 以便灌注结束后将此段混凝土清除。
(8) 在灌注将近结束时, 由于导管内混凝土桩高度减小, 超压力降低, 而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加, 相对密度增大, 此时可在孔内加水稀释泥浆, 并掏出部分沉淀土;拔出最后一段长导管时速度要慢, 防止桩顶沉淀的泥浆挤出导管下形成泥心。
5结束语
水下混凝土灌注桩施工技术 篇7
洛阳新区拓展区高铁大道跨伊河工程, 全长767m, 分左右两幅, 下部采用双柱式墩, 肋板台, 钻孔灌注桩基础, 我单位承建9#墩~19#台, 台桩直径1.5m, 设计桩长25m, 墩桩直径2.2m, 设计桩长分别为9#、10#、11#桩长41m, 12#桩长39m, 13#、14#、16#桩长38m, 15#桩长37m、17#桩长32m、18#桩长31m。本工程质量目标为优良工程, 创“金杯奖”。水下混凝土灌注桩为关键工序。
二、成孔的工艺流程和施工工艺
1、工艺流程。 (图1)
2、施工工艺。先按图纸定位尺寸测设桩位中心点, 换人换仪器进行复测, 再埋设钢护筒, 护筒埋置深度2m, 高度高出地面0.3m, 护筒直径宜比桩径大200~400mm。护筒采用挖坑埋设, 底部和四周填粘土, 分层夯实。护筒中心竖直线与桩中心线重合, 平面允许误差为50mm, 竖直线倾斜不大于1%。
3、泥浆配制。钻孔泥浆一般由水、粘土 (或膨润土) 和添加剂按适当配合比配制而成, 在钻进过程中可以根据不同的地质条件对泥浆的比重和稠度加以调整, 但是在终孔后二次清冲抓孔时必须保证泥浆的性能。其性能指标应符合表1要求。 (表1)
4、钻进成孔。钻进成孔时严格控制桩孔垂直度, 以避免二次成孔造成桩径过大, 开孔时, 应低锤密击。钻进成孔时严格控制泥浆的稠度, 在土层钻进时应根据泥浆的稠度适当注入清水。在钻进和每次提钻时仔细观察成孔情况, 对软粘土层出现的缩径现象和砾石层出现的卡孔现场必须反复扫孔, 确保孔径不小于设计要求。 (表2)
5、钻孔作业。应分班连续作业, 并填写钻孔施工记录。经常对钻孔泥浆进行检测, 不合要求时, 随时改正。经常注意地层变化, 在地层变化处应捞取渣样, 判明后记入记录表中, 并与地质剖面图核对。
6、在钻孔排渣、提钻头除土或因故停机时, 应保持孔内具有规定水位和要求的泥浆相对密度和粘度, 并将钻头提出孔外。
7、清、验孔。 (1) 钻孔深度达到设计标高后, 对孔深、孔径进行检查, 符合要求后, 进行清孔; (2) 第一次清孔采用抽筒捞渣换浆。待导管安装完毕后, 灌注水下混凝土之前, 再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度, 如超过规定, 应进行第二次清孔, 不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。
本工程为摩擦桩, 设计无要求, 对于直径≤1.5m的桩, 沉淀厚度≤300mm, 直径>1.5m或土质较差的桩, 沉淀厚度≤500mm。
三、钢筋笼的施工工艺
1、钢筋质量抽验。钢筋使用前按进场的批次随机抽样送检, 其质量必须符合有关标准规定。
2、在同一根钢筋上宜少设接头, 钢筋接头应设在受力较小区段, 不宜位于构件的最大弯矩处。在焊接接头长度区段内, 同一根钢筋不得有两个接头, 焊接接头长度区段内是指35d长度区段内, 但不得小于500mm。机械连接接头的位置要求, 依照焊接接头要求执行。
3、钢筋笼制作。由于桩基钢筋笼较长, 现场施工过程中将钢筋笼分两段连接, 钢筋笼主筋采用直螺纹连接, 主筋接头按50%错开, 桩基加强筋与主筋点焊连接。
4、钢筋笼安装。钢筋笼安装采用两台吊车分段吊装入孔, 起吊时, 确保钢筋笼和检测管不因吊装而变形。吊装时要对准孔位, 吊直扶稳、缓慢下沉, 避免碰撞孔壁, 待下段钢筋笼下放后, 用导轨穿进吊环横担于枕木上面, 再吊装上段钢筋笼, 两段钢筋笼采用单面搭接焊, 吊环采用2个Φ28钢筋制作, 对称焊牢于钢筋笼上, 吊环长度应提前计算好、焊牢。钢筋笼入孔后, 检查钢筋笼的平面位置偏差。
5、钢筋笼成型中遇到的问题。以38m桩长为例, 钢筋笼总长36m, 主筋为24Φ28, 加密主筋为24Φ28, 长度20.0m, 加强筋为17Φ28, 直径195.7cm, 定位钢筋为Φ20, 每2m设一组, 每组4根, 螺旋筋为Φ14, 从下至上分布为5cm+205×15cm (非加密区) +40×8cm (加密区) , 本钢筋笼分两段, 下段24Φ28主筋长度为18.33m, 上段48Φ28主筋长度为20.00m、17.97m, 主筋接头错开2m。下段钢筋笼重量约为3.5吨, 上段钢筋笼重量约为5.83吨, 由于钢筋笼自重导致钢筋笼变形严重, 特别是上段钢筋笼, 我们初步采用Φ28钢筋十字形支撑, 此法有效地防止了下段钢筋笼的变形, 但上段钢筋笼仍变形严重, 我们又利用等边三角形的稳定性原理, 用三根Φ28钢筋加设在加强筋内部, 防止了上段钢筋笼的变形。
四、灌注桩混凝土浇筑
混凝土的质量对确保钻孔灌注桩的承载力十分重要, 由于桩身混凝土不具备振捣条件, 主要靠混凝土的自重压实和混凝土的流动成型, 所以必须控制好混凝土的配合比、初灌量、导管埋深和浇筑速度、坍落度等参数以保证混凝土的质量和确保混凝土浇注的连续性。
(一) 混凝土配合比。本工程水下混凝土采用商品混凝土, 由试验室试配并出具配合比, 商品混凝土搅拌站集中搅拌。混凝土试配时除满足混凝土的强度等级, 还应保证混凝土具有良好的和易性。 (表3)
1、水泥:采用洛阳黄河同力水泥有限责任公司生产的42.5普通硅酸盐水泥。
2、砂:细度模数为2.5的伊河中砂。
3、石:5~25mm的伊河破碎卵石。
4、外加剂:掺用减水剂, 在不增加用水量的情况下, 增大坍落度以利混凝土浇筑;加入缓凝剂, 延缓混凝土的凝结时间, 以利于混凝土连续浇筑。
5、粉煤灰:掺加粉煤灰, 取代部分水泥用量, 改善混凝土和易性, 降低混凝土泌水性。
(二) 混凝土初灌量、坍落度 (18~22cm) 应满足要求。首批混凝土拌和物下落后, 混凝土应连续灌注, 在灌注过程中, 导管的埋管深度宜控制在2~6m。派专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差, 填写混凝土浇筑记录。
(三) 浇筑速度。为防止钢筋笼上浮, 当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时, 降低混凝土的浇筑速度, 当灌注的混凝土上升到骨架底部4m以上时, 提升导管, 使其底口高于骨架底部2m以上, 即可恢复正常灌注速度。
(四) 控制最后一次灌注量。浇筑的桩顶标高比设计应高出0.5~1.0m, 以保证混凝土强度。
水下混凝土灌注桩的每一个过程都至关重要, 每一道工序之间都是相互关联、相互影响的。特别是混凝土浇筑时的坍落度、泥浆比重、沉淀厚度、初灌量、导管埋深、混凝土灌筑的高度与混凝土浇筑量等参数, 只有每一道工序都严格都按照设计及规范的要求严格执行, 并且细心、认真, 才能保证工程质量。
摘要：本文通过一个工程实例, 阐述直径为2.2米的水下混凝土灌注桩钢筋笼成型及水下混凝土灌筑施工技术、遇到的问题, 以及处理方法。
关键词：成孔,钢筋笼,泥浆比重,水下混凝土灌筑
参考文献
水下混凝土灌注桩施工技术要点 篇8
1 水下混凝土灌注桩施工前的质量控制
在进行水下混凝土灌注桩施工前, 首先要检查灌注桩施工人员的技术资质及施工技术是否符合相关标准, 如果选择分包商承担灌注桩进行施工, 一定要保证承包商的技术水平及管理能力可以按照事前制定计划完成施工;其次, 要做好对施工方案的制定及施工技术组织方案的制定;再次, 在进行施工之前, 要对图纸及施工方法进行检查, 并严格检验施工设备运行情况, 对材料进场要进行严格检验;最后就要进行试成桩, 试成桩的目的就是要对选择的材料、设备、施工工艺、施工技术等进行核对, 查看是否符合施工标准。
2 水下混凝土灌注桩施工时的质量控制
2.1 成孔的质量控制
第一点, 从轴线控制点放测桩位, 检查桩位对中, 一定要选择不同的角度来检查桩基的平整程度。与此同时, 还要对机架枕木基础稳定程度进行检查, 在成孔过程中要随时检查平整度及垂直度, 如发现偏差, 要及时进行调整;第二点, 要准确的查看入岩情况, 并根据勘探报告展示的持力层等高线与孔深程度进行比较, 进行记录、巡视, 结合钻具的大小、程度等, 对钻进过程及持力层的反应进行观察, 进行取样后, 对照试成桩时所确定的岩样为标准, 最后再对终孔及入岩进行判断, 从而保证桩基进入持力层的深度;第三点, 要按照试成孔的工艺参数组织钻孔施工, 并根据钻进过程中土层的情况, 对泥浆的比例进行检测。
2.2 清理钻孔的质量控制
在终孔完成后, 要进行孔底的清理工作, 要将孔底的渣滓清理掉, 在粘土和粉质粘土成孔时, 还可以注入一定的清水, 并以原土造浆护壁。对于排渣泥浆的密度要尽量控制在1.25—1.35左右, 如果在砂土及比较厚的夹砂层中成孔时, 泥浆的密度要尽量控制在1.25—1.45左右。这样在穿过砂夹卵石层中成孔时, 泥浆的密度要尽量控制在1.35—1.65左右。除此之外, 下笼后还要对安装后的导管进行二次清孔, 如果发现清理钻孔不能达到沉渣厚度标准, 一定不能验收灌混凝土。
2.3 吊放钢筋笼时的质量控制
钢筋笼最好进行分段制作, 在连接时要保证60%的钢筋接头要错开焊接, 还要控制好钢筋笼立焊的质量。在钢筋笼入孔时, 要保证垂直状态, 对准孔位慢慢轻放, 禁止强行放下钢筋笼, 以免出现钢筋笼毁坏的情况。在钢筋笼到达预定位置上, 要注意将钢筋笼上端焊接在护筒上, 这样可以减少混凝土上升时的顶托力, 从而更好的防止钢筋笼上升。直到钢筋笼下井后, 要进行系统全面的检查, 并最快速度浇筑混凝土, 浇筑混凝土间隔时间不要超过3h, 避免出现塌孔及泥浆沉淀情况。
2.4 进行成桩浇灌时的质量控制
在进行成桩浇灌施工时, 要保证混凝土的塌落度在160—200mm。成桩浇灌时, 要对钻孔内的导管长度和孔底的距离加以控制。依据导管内部混凝土的压力平衡法计算出混凝土的多少, 从而确定好料斗的容量, 更好的保证首次浇灌后导管底部埋在混凝土中大于1.2m以上。直到料斗内放满混凝土后, 就要将铁丝剪断, 把隔水栓深埋底部的混凝土中。这时, 就要马上进行混凝土浇捣施工, 更好的保证后续工作正常进行。除此之外, 在浇捣的过程中, 要对导管进行检查, 务必要保证管底在混凝土中的埋设深度, 最好将埋设深度控制在3—7m左右。
3 水下混凝土灌注桩施工中出现的问题及防治方法
3.1 水下混凝土灌注桩施工中孔壁塌陷问题
在施工过程中, 如果在泥浆中出现气泡或者泥浆消失的情况, 就表明孔壁可能会有塌陷危险。出现这种情况的原因主要有:由于钻头或者掏渣筒倒地过程中, 会撞击到孔壁而坍塌;由于钻孔内的泥浆面低于钻孔外水位造成的;由于在清理钻孔时, 或者出现漏浆情况, 不能快速补浆, 从而造成泥浆面比较低, 孔内压强不足而形成塌陷等。
孔壁坍塌问题的防治方法:首先要找到塌陷的具体位置, 再将粘土及沙土混合物回填到塌陷位置上2—3m, 等到回填物沉积一段时间后在进行冲孔工作;如果有严重坍塌情况出现, 可以掺入一些粘土, 直到孔壁逐渐稳固后, 再慢慢的进行钻进。如果地层出现变化, 要把握好对泥浆的密度, 在进行清孔施工时要快速补充泥浆, 从而保证浆面在护筒的范围内。
3.2 钻孔偏斜问题
在成孔后桩孔会出现比较大的偏差, 造成这种情况主要是由于在钻机安装时的稳定性比较差, 并且在施工时钻机安装不够稳定或者钻杆弯曲程度比较大而形成的;此外, 还可能由于土层的分布不均匀或者土层中有砂石等情况造成的。对于这一问题的防治, 就要在发现探头石之后, 要回填碎石或者将钻机移向探头石一侧, 并用高冲程撞击探头石, 直到其破碎后再进行钻进施工, 钻进中遇到基岩时应用低冲程, 保持钻头钻进速度, 提升钻动频率。如果出现孔斜, 要回填重钻并经常检查调整。
3.3 卡管问题
卡管就是由于在灌注混凝土过程中, 不能进行灌注的情形。造成这一问题的原因是由于在初次灌注过程中, 隔水栓将管堵塞。或者还会因为混凝土灌料颗粒比较大、机械故障引起的混凝土浇筑不连续, 在导管中停留的时间比较长而造成管堵塞情况。对于这一系列问题的防治措施为:注意使用的隔水栓直径要与导管内径相匹配, 并要保证隔水栓的隔水性能良好, 从而可以更好的排出。此外, 在进行混凝土灌注时, 要对混凝土搅拌的时间及混凝土的坍落度进行控制。水下混凝土一定要具有好的和易性, 配比要根据实验来确定好, 坍落度要设置为16—20cm, 并且粗骨料的最大径粒不得大于导管的直径, 保持小于38cm。为了更好的改变混凝土的和易性, 水下混凝土最好掺加外加剂。对于管连的密封性要保证, 在导管使用前要试压, 试压为0.5—0.8MPa, 以免出现进水情况。混凝土的浇筑过程中, 混凝土要避免形成高气压, 施工中, 还要做好监控设施, 从而更好的保证机械正常运行, 减少事故发生。
4 总结
水下混凝土灌注桩施工中, 要注意施工中的细节问题, 控制好混凝土灌注桩施工质量, 并对容易出现的问题加以解决。在对混凝土灌注的各个步骤中还要进行科学合理的管理及规划, 从而更好的保证施工质量, 促进社会发展。
摘要：伴随着社会的不断发展, 我国经济建设亦在不断进步, 这种各样的基础设施施工比较多。在一些桥梁、房屋施工中, 水下混凝土灌注桩施工是工程中重要的环节之一。水下混凝土灌注桩施工过程中, 要根据施工具体情况, 应用冲孔或者钻孔方法进行施工, 具有一定的灵活性。即使如此, 由于水下混凝土灌注桩施工技术具有很大的隐蔽性, 所应用的施工技术也比较复杂, 工程施工质量很难得到保证。本文主要对水下混凝土灌注桩施工流程及施工前准备阶段的质量控制进行分析, 并在此基础上, 对施工阶段的质量控制、施工中容易出现的问题及解决方法进行简要阐述。
关键词：水下混凝土,灌注桩,质量控制,施工技术
参考文献
[1]陈旭东, 靳花杰.关于桥梁水下混凝土灌注桩施工技术分析[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2013 (01) :31-41.
[2]李健.桥梁工程中水下混凝土灌注桩的施工技术[J].科技资讯, 2014 (05) :42-49.
[3]李炳江.浅谈水下混凝土灌注桩施工技术[J].广东建材, 2008 (03) :18-32.
[4]刘松良.钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工要点[J].山西建筑, 2004 (10) 153-174.
[5]樊建周.西草河桥水下混凝土灌注桩施工技术[J].科技创新导报, 2013 (04) 99-111.
水下混凝土灌注 篇9
1 卡管原因分析及防治
1.1 由混凝土的稠度引起的卡管
混凝土拌和物应具有良好的拌和稠度 (也称和易性) 。稠度是一个反映混凝土性能的综合技术指标, 通常包括以下三方面:流动性、粘聚性和保水性。和易性差的混凝土有以下三个主要特点:1) 拌和物松散, 不容易粘结, 流动性差;2) 拌和物粘聚力大, 不易灌注;3) 拌和物在运输浇筑过程中易产生分层、离析和泌水。造成以上主要原因是:1) 水灰比配合不合适:如果在混凝土设计强度不变的情况下, 选用水泥标号过高, 势必水泥用量偏少, 拌和物稠度不好、松散;如果水泥用量、骨料用量一定, 则增大水灰比, 可改善拌和物的流动性;2) 拌制混凝土时, 坍落度太小或拌和时间过短, 拌和不均匀 (夹有生料) , 也会使拌和物流动性差, 从而导致卡管;3) 混凝土运输距离过长, 会引起拌和物离析和泌水, 而影响混凝土的灌注, 从而导致卡管。
防治措施:混凝土配料成份相同时, 水泥的品种及用量均影响拌和物的稠度。1) 根据设计强度, 在设计配合比时, 合理使用水泥标号, 确定最佳水灰比;2) 水泥一般选用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥, 使用矿渣水泥时尖采取防离析措施。严禁使用不合格及富余地强度不足的水泥。水泥的强度等级不宜低于32.5#。每立方米水泥用量不宜小于350㎏, 当掺有适量的减水缓凝剂或粉煤灰时, 可不少于300㎏;3) 水泥的初凝时间不宜早于2.5h, 如果混凝土灌注量较大, 超过混凝土初凝时间时, 可通过试验掺入适宜缓凝剂, 调整其初凝时间。4) 水灰比宜采用0.5~0.6;5) 灌注时应保持足够的流动性, 其坍落度宜为18~22cm, 在混凝土拌和物中掺入外加剂、粉煤灰等材料, 改善其流动性;6) 严格控制搅拌时间在60s以上;7) 施工现场运输距离尽量缩短, 否则应采用有搅拌装置的运输车运输。
1.2 由导管自身的原因引起的卡管
1) 导管连接螺栓松动或“O”形密封圈老化破损而使接头漏水, 以及导管在长期使用过程中局部磨损而使管壁变薄, 在入孔过程中与钢筋摩擦而使局部破损漏水, 造成混凝土离析导致卡管。2) 导管长期使用, 不可避免使导管受到外力作用而使局部变形、凹陷、扭曲、弯曲, 或者新导管内部有毛刺, 均会导致隔水栓被卡。3) 导管埋置过深, 超过6m;提导管速度过快, 造成管内真空, 导管被压扁;导管混凝土不满时, 灌注混凝土太快, 造成管内高压气囊;均会导致卡管。
防治措施:1) 对导管的接头, 每根桩灌注前必须进行检查, 发现“O”形密封圈老化破损要及时更换;严重锈蚀、螺纹模糊的不得使用, 新导管使用前必须检查内壁是否有毛刺, 如有必须清除。2) 下导管时, 漫放轻下, 使导管尽量位于孔的中心位置, 防止与钢筋笼摩擦。3) 在灌注过程中, 应及时量测灌注混凝土面的高度, 及时提升和拆除导管, 导管埋深控制在2~4m;提拉导管不宜过猛过快;在管内混凝土不多时, 应缓慢灌注。4) 导管使用前, 必须进行试拼及水密承压试验 (0.3mpa) 15分钟不漏水为宜;对于变形的导管不得使用。
1.3 由骨料的粒径、级配引起的卡管
混凝土中粗骨粒径过大或细骨料粒径太小、太大、细骨料密水性太差都是造成卡管的原因。一般易出两种卡管现象:1) 导管内部混凝土易聚集成团, 互相卡死;2) 粗骨料到达导管底部不能顺利穿过钢筋笼, 造成卡管。骨料的级配是指各种骨料的分布配给情况, 级配合理的骨料孔隙率小, 水泥用量少, 同时所拌混凝土和易性好, 不容易产生分层离析及泌水现象;相反, 级配不合理, 不仅增大水泥用量, 分层离析, 极容易造成卡管。防治措施:1) 粗骨料的最大粒径不应大于导管内径的1/6~1/8和钢筋最小净距的1/4, 同时不应大于40mm;2) 细骨料应采用级配良好的中砂, 细度模数MX=2.3~3.0, 混凝土配合比的含砂率宜采用0.4~0.5;3) 水下混凝土灌注, 根据有关资料及经验证明, 宜采用连续级配加单粒级的方法, 对于直径250mm的导管推荐级配连续 (5~40mm) +单料级 (13~25mm) +单粒级 (5~15mm) ;4) 细骨料不得采用密水性差, MX>3.0粗砂。
1.4 由泥浆比重过大引起的卡管
在钻孔过程中, 为稳定孔壁, 采用的护壁泥浆都具有高比重、高粘度的特点, 同时为施工方便一般多选用原土造浆, 而使造浆土质量无法符合有关规范要求, 而造成附在孔壁上泥皮较厚, 这些因素均不利于水下混凝土的灌注。我们知道导管灌注的工作原理 (如图) 是:H1*γc>H2*γc+Hw*γw (其中H1—漏斗内混凝土面至孔内混凝土面的高差, γc—混凝土拌和物的容重, H2—孔内混凝土面至导管底口的高差, Hw—孔内泥浆深度, γw—孔内泥浆容重) , 只有该式成立, 才能顶升管外混凝土形成连续灌注, 在导管有一定埋深的情况下, 随着不断灌注, 不断挤出孔壁周围的泥土, 进入孔内部泥浆和上部混凝土中, 造成孔内泥浆容重γw增大而导致灌注顶升困难。有关资料显示, 混凝土在泥浆容重增大的情况下, 流动性相应减小, 从而导致堵管。
防治措施:1) 灌注混凝土之前, 无论采用何种清孔方法 (换浆、抽浆等) , 一定要彻底清孔, 用新的泥浆置换较浓的泥浆。2) 清孔后用取样盒从孔底部提出泥浆试样, 进行泥浆指标试验, 应满足:比重1.05~1.2, 粘度17~20s, 含砂率4%, 胶体率98%。
1.5 灌注末期漏斗高度不够引起卡管
随着灌注的不断进行, 孔内混凝土顶面的泥浆容重在增大, 同时部分孔壁坍落物进入上部混凝土中, 致使灌注困难, 如果H1高度过小, 便不能满足灌注公式, 可引起卡管。防治措施:根据经验, 钻孔桩最后10m混凝土灌注时, 应保证导管顶端孔内水位至少高出4~6m。
2 结语
总之, 钻孔桩水下混凝土灌注过程中, 引起卡管的原因很多, 但我们只要科学管理, 规范施工, 事前严格检查, 工作准备充分, 卡管是完全可以避免的。
摘要：在钻孔桩施工过程中, 卡管是引起断桩的主要原因。结合多年来的工程实践, 分析卡管的原因及防治措施。
水下混凝土灌注 篇10
关键词：溶洞发育区;冲孔灌注桩;水下混凝土;质量控制
1.工程简介
1.1 工程概况
西湾路地块改造项目一期工程占地面积约10万m2，地下部分建筑面积8.9万m2，地上部分建筑面积38.5万m2，总建筑面积约47.5万m2，本工程拟建19栋22～31层住宅建筑，下设一至两层局部人防地下室，采用钢筋混凝土剪力墙结构，工程桩塔楼部分及两层地下室区域采用冲孔灌注桩。
1.2 工程地质特性
西湾路项目地处碎屑沉积岩及水相沉积岩交接位置，即位于泥质岩及粉砂质岩与石灰岩交界处，地质构造复杂，根据桩基础超前钻资料显示，本工程A1-A12栋范围为溶洞发育区，A13-A19栋范围为溶洞弱发育区，溶洞大概可分为3类，即空溶洞、多层溶洞、大型溶洞（H>3m）、有充填物溶洞（全填充、半填充），溶洞见洞率高（如A8幢溶洞率91.8%;A9幢溶洞率95.7%），沙层较厚，不可预见性因素多。
2.灌注桩施工特点
灌注桩属于隐蔽工程，水下浇注混凝土是用混凝土从孔底开始灌注，将孔内泥浆置换出来，成为混凝土桩，但由于影响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要求，对各种影响因素都必须有详细的考虑，如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严，就会在灌注中发生质量事故，小到塌孔、缩颈，大到断桩报废，给国家财产造成重大损失，以致影响工期并对整个工程质量产生不利影响。所以，必须高度重视并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，特别溶洞发育地区，如何做好水下浇注混凝土施工是灌注桩质量控制中最重要的一个环节。
3.水下浇注混凝土质量控制措施
3.1 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，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类、料斗大小而定，最高不超过0.5m。
3.2 导管堵塞
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，尽可能提高混凝土浇注速度，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。快速连续浇注，使砼和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞;浇注混凝土过程中，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，可能导致堵管，若管内空气从导管底端排出，可能带动导管拔出混凝土面。混凝土的质量是堵塞导管的主要原因，必须把好质量，混凝土和易性不好或离析使石子聚集在一起流动性差，导致堵管。导管使用后应及时冲洗，保证导管内壁干净光滑。如发生堵管在导管上部可用钢筋疏通，在下部提取导管上下振击，
3.3导管漏水
导管使用前须做密封试验，灌注前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水应加快灌注速度，并加大混凝土埋深，使管内混凝土超出漏水处。
3.4导管拔出混凝土面
导管提漏有两种原因：a.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。b.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，即将导管底端加底盖阀，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。
此方法使用时，必须由有经验的工程师现场指导，导管长度、吊预制混凝土球阀铁丝长度、铁丝抗拉强度、混凝土面实际位置等数据，必须在事先正确确定。
提升导管要准确可靠，灌注砼过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程;
3.5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施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，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搅拌混凝土的质量、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。
如果导管插入混凝土中的深度较大，供应混凝土间隔时间较长，且混凝土和易性稍差，极易发生“埋管”事故。
如果预料到不能及时供应混凝土（超过1h），混凝土运输距离远，交通堵塞等因素时，除混凝土中加缓凝剂外，导管插入混凝土中的深度不宜太小，据已往经验，以5～6m为宜，每隔15min左右，将导管上下活动几次，幅度以2.0m左右为宜，以免使混凝土产生初凝假象。浇注混凝土中断超过2h，应判为断桩。卡管现象是混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，是减少和避免此类事故的重要措施。导管插入混凝土中拔不起来或被拔断，如果桩径较大，可以采用二次导管插入法处理，否则只能补桩、接桩。接桩一般用人工孔的办法处理，清除桩顶残渣，接钢筋笼，浇注混凝土至设计标高。
3.6钢筋笼上浮
当灌注到钢筋笼底部时，应缓慢放料，尽量减小导管埋深，减小对钢筋笼的冲力。
3.7混凝土拌制不符合要求
混凝土配合比中水灰比控制在0.5～0.6，砂率应在40%～50%，粗骨料最大粒径应小于40mm，混凝土坍落度控制在18～20cm，要有良好的流动性、和易性，用料上优先采用中粗沙，级配较好的卵石，矿渣硅酸盐水泥，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，影响水下浇注混凝土质量。
水下混凝土灌注 篇11
当前桥梁水下混凝土灌注桩施工技术在桥梁工程的施工中应用较为广泛。在工程中容易出现以下几种情况: (1) 导管在混凝土中埋得太深, 如果混凝土含沙量不够的话会造成导管的堵塞或浇筑中断。若重新浇筑则在混凝土内部存在夹层造成断桩。 (2) 护筒壁漏水造成地基下陷, 护筒发生移位和倾斜, 严重时孔壁会坍塌, 施工人员需要对施工现场进行定期、科学的检查, 及时排除安全隐患。钢筋笼在施工中上浮使混凝土的流动性不足, 导管在混凝土中预埋过深。 (3) 在进行混凝土浇筑时导管的提升过高露出混凝土表面造成断桩。若施工中突然停电或断料造成混凝土浇筑出现夹渣使混凝土桩出现上下分开的现象。
2 桥梁水下混凝土灌注桩施工技术探讨和分析
2.1 桥梁水下混凝土灌注桩施工工艺
在桥梁水下混凝土灌注桩施工中主要的施工包括以下几个方面。
2.1.1 沉管工艺。
沉底至管顶上0.5m的沟槽范围, 考虑到沉管下方有三根水利管涵压重问题, 工程管道所跨越的水利管涵上方的沟槽回填决定采用水下C25砼, 使用导管法浇筑, 浇筑前必须先检查混凝土泵送的输送管路, 确保不透水。在施工前, 施工人员需要联系商用砼厂家的操作人员来现场实地察看, 确保水下砼浇筑的施工可靠性。首灌砼量与导管直径、料斗容量及埋置深度有关, 具体在施工前计算。每移动一次导管均应按照首灌砼的方法进行。
2.1.2 浇筑工序。
导管及下料斗由机械设备吊住, 将导管吊放至指定高度。根据水位及水下管底标高位置, 进行专用导管和料斗的制作。浇筑前, 为防止导管晃动, 分别用自制的钢卡子将两根导管固定好。为了使水与混凝土分开, 在导管内的水面处塞上一个用编织袋包过的海绵球, 用铅丝拴住, 铅丝头挂在了导管处。紧接着向导管中灌输砼, 在导管内要灌满时, 再将铅丝头剪断, 此时砼泵送不间断, 继续浇筑, 并用标杆测量水深, 导管埋深有40cm时, 停止浇筑, 转至另一根导管, 按上述方法操作。为到达标高, 将两根导管交替的浇筑。使汽车泵送时, 不用拆导管, 就可完成泵送, 所以在导管外壁接焊上两只吊耳, 固定钢丝绳用于提升导管。
混凝土浇筑顶标高比设计标高略高, 以保证混凝土强度, 顶面由潜水员水下整平。混凝土应连续浇筑, 如因故中断浇筑, 中间时间不得超过40分钟。当采用导管法浇筑时, 将导管装置固定在浇筑部位。顶部有贮料漏斗, 并用起重设备吊住, 使其可自由升降。根据实地情况进行浇筑范围的确定和石子坝的坝基建设。其坝基中间即为三根水利涵管的位置, 然后在坝基之间浇筑水下砼, 主要目的是防止浇筑的水下砼流淌到水利管涵位置的范围外。开始浇筑时导管底部要接近于地基面, 下口有以铅丝吊住的球塞, 使导管和贮料斗内可灌满混凝土拌和物, 然后剪断铅丝使混凝土在自重作用下迅速排出球塞进入水中。浇筑过程中, 导管内应经常充满混凝土, 并保持导管底口始终埋在已浇的混凝土内。一面均衡地浇筑混凝土, 一面缓缓提升导管, 直至结束。采用导管法时, 骨料的最大粒径要受到限制, 混凝土拌和物需具有良好的和易性及较高的坍落度。如水下浇筑的混凝土量较大, 将导管法与混凝土泵结合使用可以取得较好的效果。直至水下砼浇筑至一定的高程。
2.2 桥梁水下混凝土灌注桩施工中常见事故及预防处理措施
桥梁水下混凝土灌注桩施工一般采用水下直导管法施工, 它是施工中极为关键的一道工序。提前分析事故原因, 提出预防措施:
2.2.1 导管塞卡堵。
导管塞的形状或制作材料不当, 桥梁水下混凝土灌注桩施工中个别管节受损变形大、管节间橡皮垫圈凸出于内壁或管内残留混凝土渣未清除干净;容易导致导管卡堵的如木制、圆柱形、钢材等硬质材料。还有可能造成卡堵事故的是始浇筑时未先浇筑砂浆或砂浆中含有碎石的。在下管前施工人员要对各节导管认真的检查, 有条件就做落球试验;要采用像橡胶空心球塞具有一定柔性的材料做导管塞。
2.2.2 埋管。
影响了后期浇筑混凝土的扩散及流动的原因就是桥梁水下混凝土灌注桩施工中若浇筑时间长, 使先期浇筑的混凝土流动性变差;在导管内结成块导致堵塞的原因是混凝土拌合物落度较小, 和易性差, 在拌制过程中的混凝土拌合物中有超径石子, 或者是运输车内和混凝土拌合站的大结块;因进料口把关不严在下料过程中进入导管形成堵塞;在混凝土初浇时, 使空内的泥浆越积越厚孔底距离导管下口太近形成堵塞导致成导管塞排不出导管。孔底距导管底口的高度不能超出0.5m一定要适宜, 一般都是在0.4m, 混凝土太低容易导致排出不通畅, 也不易太高, 太高一次下料导管埋深的要求不容易满足, 还会造成初灌未封底的现状。在浇筑混凝土过程中发生了堵塞, 施工人员应核对下料的记录, 在确定下管道的位置和埋深, 开始提升时为防止引起导管破裂和混凝土离析问题, 不宜过高也不宜向下猛落。如果上述方法不行的话, 就应该马上紧抓拔导管, 同时注入适量砂浆前用小抽筒抽干净管内的泥浆。
2.2.3 堵管。
桥梁水下混凝土灌注桩施工中挂住钢筋笼采用传统的法兰盘连结方式或法兰盘;在浇筑过程中因为事故原因耽搁的时间较长, 在长时间下不起拔, 而埋管又过深, 使混凝土的强度开始增长, 混凝土的落度偏小, 气温偏高, 造成混凝土的初凝时间过早。在早期浇筑的混凝土适合加缓凝剂, 不合格的混凝土严禁入仓, 混凝土的质量被浇筑混凝土严格的控制入仓, 特别的是混凝土的落度。在高温度天气下应加强搅拌能力, 保证混凝土的供应。浇筑工程中勤起拔, 严格控制导管的埋深不得超过6.0m;为减小提升阻力导管连接不适合用法兰盘连接, 应使用螺旋式方法可防止挂钢筋笼。埋管深度不大, 应停止浇筑拆除上不导管和已经浇筑的混凝土, 埋管过深应报废处理了。
2.2.4 焊缝或导管接头进水。
在保证密封圈未老化、破损, 要采用螺旋式导管连接。桥梁水下混凝土灌注桩施工的时候导管接头的橡皮垫圈老化。泥浆受到外界的压力下导致进水、缝隙扩大。桩深度较大的情况下应在地面做导管连接及密封的实验。漏水部位高了可提升导管, 处理渗漏处时, 下导管前, 用小抽筒在管内将泥浆吸干净管, 在继续浇筑。施工人员应加强责任感, 应在下管前仔细检查下橡皮垫圈及焊缝。
2.2.5
导管提空, 导致导管提空的原因是混凝土面探测和计算错误, 或者将导管提出混凝土面以是导管提升太快, 钻机刹车不灵的原因。清孔后的泥浆比重, 以此精算出浇筑过程中导管的埋深, 一些技术人员应认真做好导管拆卸的记录, 并与混凝土面探测对照。严格把守好清孔质量及泥浆质量, 导致出探测错误原因是混凝土面泥砂淤积过厚, 注意混凝土自管外落入孔内形成混凝土的假面。在开始浇筑前要仔细检查卷扬机的刹车, 假如在提升进行中突发刹车失灵, 应及时关闭开关, 停止提升。
2.3 桥梁水下混凝土灌注桩施工安全和质量控制
桥梁水下混凝土灌注桩施工中最重要的控制目标之一及衡量施工项目管理水平的重要标志就是安全生产。搞好施工项目的安全生产, 是企业管理的首要职责, 也是调动员工积极性的必要条件。没有安全的保障, 就没有员工的高度积极性, 安全没有保障了, 那提不起员工的高度的积极性, 施工高效率的生产也就没有了。所以在组织施工活动的最重要的任务就是安全生产。在施工开始前要安排安全设备和必要的安全实施, 要将财、物、人综合起来考虑, 也要有专门机构和人员负责抓起所有的安全工作。其次在施工安全的问题要根据整个过程做好充分的调查和研究, 在施工中可能遇到的安全问题和不安全的因素认真的负责, 针对现场的实际情况采取对策措施及制定方案。
3 结语
桥梁水下混凝土灌注桩施工中需要根据科学、合理的施工工艺进行。施工人员需要根据工程的实际情况制定科学的施工技术规程, 并依此进行施工保证工程的质量。本文通过对当前桥梁水下混凝土灌注桩施工中遇到的问题的阐述提出了科学、高效的施工技术措施。
摘要：随着经济的快速发展和改革开放的逐步深入, 我国的基础建设工程越来越多, 大型桥梁工程建设中部分需要进行桥梁水下混凝土灌注桩施工。本文将结合南水北调中线工程方城X标工程实例为背景对桥梁水下混凝土灌注桩施工技术进行探讨和分析。
关键词：桥梁,水下混凝土灌注桩,施工技术
参考文献
[1]杨文渊.简明工路公程施工手册[M].人民交通出版社, 2010.
[2]任继仓, 刘勇.《钻孔灌注桩常见病害及其防治》[J].岩土工程界, 2011.