提高水下混凝土灌注樁的施工質量探討

李雪松　周　邦

摘要：水下混凝土灌注樁被廣泛的應用在建筑工程中，因而提高水下混凝土灌注樁的施工質量是一個值得探討的問題。本文較為系統的介紹了水下混凝土灌注樁施工設備的要求、水下混凝土的配制、水下混凝土的灌注，反映了我國水下混凝土灌注樁工程的當前水平和先進經驗。

關鍵詞：水下混凝土灌注樁；施工設備；配制；灌注

現階段國內水下混凝土灌注樁工程的施工通常采用導管法進行施工。其原理是在一定的落差壓力作用下,將混凝土拌和物通過密封連接的鋼管（或強度較高的硬質非金屬管）入口，進入到初期灌注的混凝土下面，頂托著初期灌注的混凝土及其上面的泥漿或水上升，形成連續密實的混凝土樁身。導管法施工技術要求非常嚴格，為使水下混凝土灌注樁施工質量得以保證，必須要從施工設備、混凝土配制、灌注等幾方面加以控制，以提高水下施工質量。

1 對施工設備質量要嚴格要求

混凝土灌注所需施工設備要求配套并且完好。這是保證灌注水下混凝土質量的基本前提。要重點強調以下施工設備的質量：

備用發電機數量充足。要保證工地的備用發電機性能良好，足以應付施工過程中可能發生的電網斷電情況，這樣可以防止灌注時間延誤，避免造成斷樁事故。

注意混凝土拌和機類型的選擇，宜選用大容量拌和機，在數量上可以保證混凝土的連續灌注。對混凝土拌和機在每次使用前都應進行認真的檢查維修。

導管是灌注水下混凝土的重要工具，其直徑大小要根據灌注強度要求進行選擇。要求導管應具備足夠的強度和剛度、且密封性良好，管壁光滑、導管平直，無穿孔裂紋，導管接口處應有彈性墊圈密封。如果導管接頭密封不嚴，焊縫破裂，水從接頭或焊縫中浸入會引起事故，因此施工之前必須要進行水密、承壓和接頭抗拉試驗。

儲料斗、漏斗、溜槽以及其他有關灌注機具使用前都應進行檢查，以保證施工安全和施工質量。

2 嚴格控制混凝土的配合比

水下混凝土的強度、等級和材料應符合設計要求和《水工混凝土施工規范》(DL/T5144-2001)的規定。選用骨料要重點注意以下幾點：

水泥一般選用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，初凝時間宜不早于1.5h，宜選用標號在325以上的水泥。所選的水泥品種應通過初凝時間和抗壓強度試驗。要注意水泥的用量要達到規范規定的標準。

粗骨料宜選用堅硬的卵礫石和碎石，應優先采用符合要求的卵石。骨料最大粒徑不應大于導管直徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時粒徑在40mm以內。粗骨料的級配應保證混凝土具有良好的和易性。細骨料宜采用級配良好的中、粗砂?；炷恋暮奥室话銥?5％～50％，水灰比宜采用0.5～0.6。

為提高和易性，混凝土中宜摻入外加劑，水下混凝土常用的外加劑有減水劑、緩凝劑和早強劑等，摻入外加劑前，必須經過實驗，以確定外加劑的使用種類、摻入量和摻入程序。

總之，混凝土的配合比必須與導管灌注水下混凝土相適應。合適的配合比應使混凝土具有足夠的可塑性和粘聚性，易于在導管中流動而又不易離析。而且一般來說，當水下混凝土的強度高時，其耐久性也好。因而要從水泥標號的選擇、水泥及水的用量比例、骨料的種類和性質及摻用外加劑等幾個方面考慮來保證混凝土質量。而且要保證混凝土的級配強度應高于設計強度?；炷翑嚢钑r間要適宜，要攪拌均勻，如混凝土攪拌和輸送過程中，出現不均勻或離析泌水現象，流動性差時，就不能使用。

水下混凝土質量對于整個水下施工質量十分重要，而水下混凝土技術也不斷出新。采用先進的混凝土配制技術也是提高水下施工質量的有效途徑。水下不分散混凝土技術就是這樣一門新的技術。我國八十年代研制成功，其原理是在攪拌混凝土時加入高分子外加劑，使混凝土拌合物在水下不離析，采用這種技術可以實現不排水施工，也可進行水下振搗和砌筑。同時由于其無害無污染也可用于飲水工程。

3 加強灌注施工工藝

灌注水下混凝土是混凝土樁施工的重要工序。在灌注混凝土過程中，應重點注意以下幾點：

鋼筋籠和鉆孔的中心要對應，定位要準確。如果是不放到孔底的鋼筋籠，要特別注意吊環、吊鉤的強度及牢固性。鋼筋籠吊放時要保持軸線順直，位置居中，嚴禁碰撞孔壁，以免產生坍孔。鋼筋籠安放到位后應立即安設導管。

在灌首批混凝土之前最好先配制0.1～0.3m3水泥砂漿放入滑閥以上的導管和漏斗中，然后再放入混凝土，確認初灌量備足后，即可剪斷鐵絲，借助混凝土重量排除導管內的水，使滑閥留在孔底，灌入首批混凝土。

注意首批混凝土量必須滿足導管埋深不能小于1.5M，所以漏斗和儲料斗及漏斗和輸送泵的混凝土儲存數量要充足。根據導管內混凝土壓力與管外水壓力平衡的原則,導管內混凝土必須保持的最小高度為:Ｈｄ=RｗＨｗ/Rｃ。而管中混凝土的體積就應為Ｖｄ=πｄ2·Ｈｄ/4（ｄ為導管直徑）。首批混凝土若埋深不足，混凝土下灌后不能埋沒導管底口，會導致泥水從導管底口進入。如果出現這種導管入水現象應立即將導管提出，將散落在孔底的混凝土拌合物用空氣吸泥機或抓斗機清出，然后重新下導管灌注。

首批混凝土灌注正常后，必須連續進行，不得中斷。否則先灌入的混凝土達到初凝，將阻止后灌入的混凝土從導管中流出，造成斷樁。同時在灌注過程中，應經常用測錘探測混凝土面的上升高度，并適時提升、逐級拆卸導管，保持導管的合理埋深。此時要注意，混凝土灌到孔口不再返出泥漿時可以微向上提動導管，而如果要提升導管0.5到1M以上才能灌入混凝土就應該拆除部分導管。要注意觀察孔口是否返出泥漿。當混凝土接近鋼筋籠時，宜使導管埋得較深。要注意正確控制導管埋深，如果導管埋人混凝土過深，易使導管與混凝土間摩擦阻力過大，致使導管無法拔出造成事故。而提管過程中要緩緩上提，如過猛易使導管被拉斷。所以埋管深度一般應控制在2到6m，或使用附著式震搗器，使導管周圍的混凝土不致過早的初凝。同時應注意灌注速度。

為確保樁頂質量，在樁頂設計標高以上應加灌0.5～0.8m高度，待樁頂混凝土強度達到設計強度70％時，將其鑿除。在灌注將近結束時，如出現混凝土頂升困難，可在孔內加水稀釋泥漿，將部分沉淀土掏出，使灌注工作順利進行。在拔出最后一段長導管時，拔管速度要慢，以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導管下形成泥心。

以上是灌注混凝土時易出現問題的各個基本步驟，同時要注意其他一些事項。比如混凝土拌制后，應在1.5h之內盡量灌注完畢。再如清孔須徹底，如果清孔不徹底會造成混凝土中夾泥；又如在灌注過程中，當導管內混凝土不滿含有空氣時，后續混凝土宜通過滑槽徐徐流入漏斗和導管，不得將混凝土整斗從上面傾入管內，以免在導管內形成高壓氣囊，擠出管節間的橡膠墊而使導管漏水。

實踐經驗告訴我們，混凝土灌注時要分工明確，密切配合，統一指揮，快速、連續施工。一氣呵成、快速灌注成功的樁往往質量比較好，而灌灌停停的樁則容易出現質量問題。因此，水下混凝土灌注樁質量的提高，需要建筑施工、監理、驗收各個環節共同協作來保證。不僅要在設計上提出科學方案，灌注時提高水下施工質量，驗收時也要認真對待。對于質量差、無法利用的樁要提出補樁或其它措施。成樁的質量關系到整個工程的質量，絕對不能忽視。