水利工程中灌注桩施工与安全控制

牛春艳 邢忠义

（1、黑龙江省绥化市水政水资源管理办公室，黑龙江 绥化 152000 2、黑龙江省绥化市北林区农业开发办，黑龙江 绥化 152000）

1 水下混凝土灌注桩施工规程

1.1 成孔

灌注桩采用冲击钻成孔，自然造浆护壁，导管法灌注水下混凝土成桩。冲击成孔过程中，钻孔机就位时保持平稳不倾斜，在机架上或机管上做出控制的标尺，在孔口埋设圆形6-8mm钢板护筒，护筒内径应比钻头直径大200mm，深为1.2-1.5m，然后冲击钻机就位，冲击钻应对准护筒中心，要求偏差不大于±20mm。调直机架挺杆，开动机器钻进，边注清水边钻进。采用掏渣筒及时清除破碎的碎块。如发生斜孔、弯孔、缩孔和塌孔或沿套管周围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止钻进，经采取措施后，方可继续施工。

1.2 清孔

当钢筋笼吊放到位和导管入位后，需重新测量孔底沉渣。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应满足设计要求及规范要求。 清孔应达到以下标准，孔内排出或抽出的泥浆手摸无2-3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17-20s，不能采用加深钻孔深度的方法代替清孔。清孔完毕后，采用测深锤检查清孔效果，测深锤下落后弹性反弹时，表明清孔效果比较好。

1.3 灌注混凝土

在灌住前，把直径250mm、中间每节长2.5m的5mm钢板卷制焊成的导管安装好，采取做水密、承压试验方式检查导管密闭度，将漏斗与导管法兰盘接好后放入避水吊塞开始浇注。浇注过程中要保证混凝土迅速一次性注入孔底，导管口埋在首批混凝土深度不应小于1m，导管管口离孔底端距离不小于0.5m。灌注水下混凝土前应检查运输到现场的水下混凝土性能，不符合要求的水下混凝土不能使用。

1.4 灌注混凝土的配制

为进一步提高混凝土各种材料的使用效率，尽可能地节省水泥用量，降低成本，应科学选择使用减水剂。合理使用减水剂不但可以提高混凝土拌合物的流动性，保持混凝土良好的坍落度，而且还能提高抗压强度50～80%，节约用水达45%，同强度条件下可节省水泥15-25%，此外还有抗冻性、耐热性、稳定性和长期耐久性等特点。在灌注桩混凝土的配制过程中，要充分考虑水下混凝土配合比在保证所要求的强度、耐久性、抗渗性和良好的和易性、粘聚性与保水性、凝固时间以满足水下灌注作业需要的前提下，提高效率，增加效益。

材质选择，可添加具有表面活性剂化学性质的MF高效减水剂改善混凝土的性能；在石料的选用上，应选择级配合理的粗骨料，虽然石料粒径大可减少需水性减少水泥用量，但粒径过大也会引起强度下降，石料最大粒径应不超40mm，含砂率对混凝土流动及粘聚性有较大影响，含砂率应在50%以下；应加大混凝土的水泥含量，按建筑用混凝土配比最小水泥含量的二倍进行配制，水泥用量一般不少于360Kg/m3，水灰比不宜大于 0.6。

强度选择，虽然水下混凝土的配制强度是由桩结构设计的混凝土最小强度确定的，但实际操作过程中受混凝土质量差异、操作误差等因素影响，混凝土的实际强度在具体施工中也在一定范围内波动。不同的现场施工条件，可确定不同的水下混凝土的配制强度，如在清水中的水下混凝土取较小值，泥浆中的水下混凝土取较大值。在选择施工配合比时，混凝土的试配强度应比设计强度提高 10%～15%。

和易性选择 ，从桩身结构尺寸和钢筋笼的配制情况看，直径较大、钢筋间距较小、特别是扩底的钻孔桩，要有良好的和易性才能均匀顺利地将桩孔填满；从灌注工艺上看，为减少堵管等故障发生，更需要混凝土良好的和易性，在规定的浇筑期间内，通常选择坍落度20cm来设计水下混凝土配比。

凝固时间选择，应根据灌注时间控制混凝土的凝固时间，一般混凝土的初凝时间至少应大于灌注时间的一倍，这样可以保证水下灌注在最初灌入的混凝土还具有一定的流动性前结束。

1.5 灌注桩的灌注二次清孔，第一次清孔后的一段时间内孔底会产生沉碴，钢筋笼、导管安装后，要进行二次清孔。具体方法是在导管顶部装一个弯头和皮笼，通过软管与高压泵连接，用泵将泥浆压入导管内，孔底的沉渣即悬浮于泥浆之中，再用掏渣桶将之清除。清理后孔底泥浆密度为1.14。

后续灌注，在混凝土灌注过程中,要慢慢提升导管,使混凝土有充裕时间排出通道,避免桩基在泥浆的作用下出现缩径、夹泥现象。当出现非连续性灌注时，漏斗中的混凝土下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入混凝土。提升导管时,导管内保留的混凝土要有绝对的压力与泥浆的压力抗衡,以防止泥浆进入导管内。一般导管内的混凝土柱保持在3m至4m长之间，导管底端应始终埋入混凝土中1m左右。在混凝土灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部混凝土不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。

2 水下混凝土灌注桩施工的安全控制

2.1 质量安全控制

成孔垂直精度，应扩大桩机支承面稳固桩机，随时校核钻架及钻杆的垂直度，成孔后作井径、井斜超声波测试，确保钢筋笼和导管顺利沉放。关于钻孔深度控制，应及时测量底梁水平和桩具总长度并作好记录，提出钻具后使用测绳复核成孔深度，如测绳测深比钻杆的钻探小，那就需要再一次下钻杆复钻并清孔。

导管埋置深度，灌注过程中应不断用测锤探测混凝土面的上升高度，通过适时提升、逐级拆卸导管来控制混凝土面的标高和导管的埋深，混凝土灌到孔口不返浆时可向上提动导管，如需提升导管达0.5-1m以上才能入灌应拆除部分导管。导管如果埋入混凝土过深，将致使导管无法拔出或破裂产生断桩。所以埋管深度一般应控制在2-6m，也可配合使用附着式震捣器，确保导管周围混凝土不能过早初凝。

桩顶超灌控制，为保证设计标高位置的桩体强度，防止形成夹泥或断桩，在完成桩顶设计标高基础上还应加灌0.5～0.8m，当桩顶混凝土强度达设计强度70%后将其凿除。灌注结束时如出现混凝土顶升困难，可加水稀释泥浆，将部分沉淀土掏出，使灌注工作顺利进行。拔最后一段长导管时速度要慢，预防桩顶泥浆挤入导管下形成泥心。

2.2 施工安全控制

桩机操作，操作时应把成孔机安放平稳，防止冲孔时机体倾倒或冲锤突然下落，造成不必要的人员伤亡和设备损坏。

成孔操作， 灌注桩在成孔未灌之前，应该用盖板封严，以免掉土或发生人身安全事故。

灌注操作，拆装导管人员必须戴安全帽，拆卸导管时拆装人员上空不得进行其他作业，导管提升后继续浇注混凝土前，拆装人员必须检查是否垫稳或挂牢。

用电操作，施工场地内一切电源和电路的拆装，要由持证电工管理，电器应严格接地、接零并设漏电保护器，现场电线电缆要按机室架空，严禁拖地和乱拉、乱搭。

2.3 环境安全控制措施

混凝土的搅拌，要设沉淀池,清污分流，减少污水排放。

原料、垃圾进出场，要表面覆盖，道路要经常维护和洒水，防止造成粉尘污染。

现场清理，施工现场应设合格的卫生环保设施，施工垃圾集中分类堆放，严禁垃圾随意堆放和抛撒。

机械使用，施工现场使用和维修机械时应有防滴漏措施，严禁将机油等滴漏于地表，造成土地污染。

[1]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年19期.

[2]李鼎伟;钻孔混凝土灌注桩施工方法与措施[J];路基工程;2005年06期.

[3]罗大庆；公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制[J].西部探矿工程，2004，16（9）.