水下混凝土灌注樁施工技術要點

臧云龍

【摘 ?要】目前，隨著設計水平和施工水平的提高，橋梁跨度大大提高，橋梁基礎承載力越來越高。因此，水下混凝土鉆孔灌注樁的應用也非常普遍。但是，由于這項工作的復雜性，目前的研究深度遠遠不夠。根據(jù)我多年的工作經驗和國內外材料的回顧，作者簡要分析了水下混凝土灌注樁的施工要點，以供參考。

【關鍵詞】水下;混凝土;灌注樁;施工技術

混凝土的水下灌注，通常稱為導管式混凝土灌注，主要是通過相應的豎立管道澆筑混凝土并通過混凝土重量進行混凝土澆筑操作的方法和手段，它廣泛用于圍堰灌注、沉井基礎、樁基礎等各種水下、地下工程中，應用效果較好。為了保證鉆孔灌注樁工程中水下混凝土的有效施工效率和質量，大多數(shù)設計技術人員必須結合以往的工作經驗，系統(tǒng)化的分析及研究配比設計、施工工藝兩方面內容。因此，充分掌握了混合比的設計和施工過程點，以確保鉆孔灌注樁工程能夠以高標準完成。

1配比設計分析

1.1材料性能

一是水泥材料。應盡量使用普通硅酸鹽水泥材料，實際強度等級為42.5及以上;第二，礦物摻合料。適當加入精細研磨的礦渣粉和粉煤灰，確保有效混凝土自身拌和性。對于C50水下混凝土，一般采用s95礦渣或II級粉煤材料作為礦物混合材料;第三，粗骨料和細骨料。細骨料，最好選擇中粗砂，粗骨料最好選擇連續(xù)級配，最大粒徑不能超過鋼筋的凈距及導管內徑的1/4范圍;第四，外加劑。應選擇緩凝型減水劑，確保水下混凝土在初凝過程初期能夠連續(xù)完成;第五，應選擇飲用水作為供水使用。

1.2配比設計基本要求

標準混凝土試件的實際強度等級必須達到總體設計強度要求水平的1.15倍，膠凝材料的實際用量應超過350kg/m3。對于混凝土，混合物的塌落度需要在180mm～220mm的范圍內。塌落度在一小時內的保留值應超過160毫米。混凝土的初始凝結時間必須滿足整樁的澆筑時間。

1.3配比計算

首先，需要計算配比強度。計算出配比的強度等級，并且必須超過C30普通混凝土比強度。在一定程度上，在計算和分析水下混凝土的實際比例時，大多數(shù)設計者不僅要局限于比例設計規(guī)范和相關要求，還應結合水下混凝土本身的強度受澆筑的密實度、不分散性和其他方面應導致實體的強度損失。可以說，在不同的條件下，混凝土澆筑量和壓力存在很大差異，并且容易具有蜂窩狀和離折狀態(tài)，因此水下混凝土本身缺乏良好的密實性。因此，在計算和分析水下混凝土的實際比例時，設計者必須充分結合水下混凝土和施工的實際施工要求，適當增加混凝土的配比強度;其次，確定水膠比。通常，水膠比通過經驗公式計算。如果材料沒有顯著變化，則可以確定水膠比比與混凝土強度之間的關系。但由于鉆孔灌注樁對水下混凝土的整體比例要求較高，且復雜性較為突出，因此有必要根據(jù)實際情況合理確定水膠比，以提高水下的混凝土實際配比設計效果;第三，就外加劑和水的實際用量而言，必須結合具體的施工條件使其合理化。它不限于某些設計形式和標準，并且可以遵循合理的設計原則;第四，合理確定砂率。為確保水下混凝土的自身泌水率得到有效降低，砂率必須超過40%，并應根據(jù)實際情況進行科學調整;第五，做好試配工作。從經濟實用性和合理性兩個方面入手，進行三組以上試驗配套操作，并結合試配結果，合理的確定最終配比設計參數(shù)，從而提高了配比設計的科學性和合理性。

2水下混凝土灌注樁施工技術要點

2.1鉆孔

水下灌注樁工程完成后，鉆孔深度測量應準確，鉆孔深度應控制在略大于設計孔深的位置，因為鉆孔的下端一般在鉆孔之后形成一個比設計所需的孔徑小約30cm的部分，因此，鉆頭應比設計孔深20cm～40cm，以確保設計所需的孔徑的孔深。鉆孔完成后，應立即清空，以免造成間隔過長，孔底部的沉積物增加。孔底沉積物量增加，清孔時間就會增加。另外，從理論上講，增加清孔的時間，可能會增加造成塌孔的可能性。

2.2清孔

清孔可降低泥漿相對密度、粘度、砂含量等指標，減少井底沉積物厚度，防止樁底沉積物堆積過厚，降低樁基承載力，有正循環(huán)換漿法和反循環(huán)抽漿法兩種方法：通常采用正循環(huán)換漿法進行沖擊鉆井施工，即通過泥漿泵將較大比重的泥漿通過泥漿管注入孔底并通過泥漿自孔底向孔口的流動將鉆渣排出孔外。反循環(huán)抽漿法是通過空壓機和風管混合排渣管中的泥漿形成氣、水混合物，從而與管道外的孔中的泥漿形成負壓下向風管口流動，在導管底部產生的吸力泥漿再循環(huán)到孔中，同時補充新泥漿。應根據(jù)設計要求、鉆井方法、設備條件和土壤條件選擇清孔。目的應是降低泥漿的相對密度，去除鉆渣、沉積層或進一步減少其厚度。清孔時要時刻保護孔口的水頭高度，謹防坍孔。清空后，應從孔洞，孔洞中部及孔洞底部抽出泥漿，測量要求的各項指標，三項指標平均值應滿足質量標準的要求，澆筑混凝土前要特別注意二次清潔。

2.3吊裝鋼筋籠

吊裝鋼筋籠時一定要注意保證鋼筋籠的垂直度，鋼筋籠下放及連接要采取逐節(jié)吊裝逐節(jié)下放的方法，將已下放的鋼筋籠利用鋼管穿過鋼筋籠主體卡在鋼筋籠主筋圓形架立筋下將該段托住并固定其位置保證不晃動后，吊車抬起鋼筋籠的另一部分并緩慢移動到豎立的鋼筋籠頂部，調整上下鋼筋籠，確保軸線直線對齊，然后進行臨時焊接固定，各焊接口要相錯不在同一平面，此后多個人可以同時對稱焊接，不會發(fā)生漏焊或虛焊;每個部分的鋼筋籠按照這種方法吊裝和焊接;鋼筋籠主筋的搭接長度和焊接質量是最重要的，必須符合相應規(guī)范的要求;鋼籠的外周每2m左右焊接一次，4個的耳朵筋非常重要。要嚴格按照設計圖紙的數(shù)量，確保鋼筋籠鋼筋保護層的厚度，并對保證鋼筋籠的垂直度起到一定的作用。

2.4混凝土澆筑

在灌注樁混凝土灌注過程中，每罐混凝土灌注完成后，澆筑混凝土頂面的標高和澆筑混凝土中導管埋深的深度應進行測量，以準確掌握待提升管道的長度，并確定是否存在坍塌等情況;混凝土中導管埋設深度最好在2米至3米左右，避免導管暴露在混凝土表面或深度過深影響混凝土的澆筑質量，拆除后應立即用水沖洗以免影響下次使用，混凝土澆灌過程需要多臺混凝土罐車隨時待命，保證混凝土澆灌過程快速、連續(xù)，施工中混凝土澆灌中斷時間超過30min時，導管應上下移動，防止混凝土流動性下降，造成拔升導管困難，當在管道上下移動時，還應注意必須使用小范圍活動導管以避免導管拔出混凝土面，整個灌注樁在施工過程中的澆筑時間不宜過長，應在4h～5h內盡可能控制澆筑;在施工過程中，應做好施工日志和監(jiān)理日記的數(shù)據(jù)記錄，應檢查混凝土配合比，并根據(jù)規(guī)格制作混凝土試件。

3結語

總之，為了保證鉆孔灌注樁工程的順利完工，項目單位應該越來越重視水下混凝土配合比設計和實際施工過程，結合鉆孔灌注樁工程的實際情況和各種需要，確保水下混凝土配合比科學合理，有效控制整個工程的施工過程。通過科學的配合比和施工工藝設計，全面提高鉆孔灌注樁工程施工水平，保證鉆孔灌注樁工程高質量的完成。

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（作者單位：中交第三公路工程局有限公司第四工程分公司）