浇筑水下混凝土灌注桩的质量控制要点

张 向 阳

(山西辰诚建设工程有限公司，山西 阳泉 045000)

浇筑水下混凝土灌注桩的质量控制要点

张 向 阳

(山西辰诚建设工程有限公司，山西 阳泉 045000)

在分析水下混凝土灌注桩施工优缺点的基础上，从冲击成孔、钢筋笼下放、混凝土灌注等方面探讨了水下混凝土灌注桩施工技术的要点，并对施工中的不足之处提出了改进建议，以保证成桩的质量。

混凝土灌注桩，基础，钢筋笼，施工

1 水下混凝土灌注桩的施工特点

水下混凝土灌注桩，适用于水下结构部位的混凝土施工，再通过搅拌和直接灌注，即可就地成型和硬化。然而，水下灌注桩所使用的混凝土，本身与普通混凝土工程的材料并无两样，关键在于特殊施工工艺的采用，譬如基坑排水、基础防渗和围堰施工等。其特性可归纳为优缺点两个方面研讨。

1.1 优点分析

水下混凝土灌注桩施工，既不需要制备和运输，同时可以免去打入的程序，在施工时，桩基不会受到弯折和锤击应力影响，仅需考虑轴向压力布控问题，因此在耗费少量钢筋后，并根据钢筋笼工作荷载的性能需求，即可完成施工，相比于普通桩基混凝土工程，表现出节约材料和设备的优点。水下混凝土灌注桩施工时，紧扣水文地质条件，灵活调整桩长和桩径，可避免地面的隆起和侧移，因此不会对环境造成比较大的影响，尤其是周围的建筑物和地下设施，危害性被降至最低状态，属于典型的挤土桩效应现象。当桩端嵌入基岩之后，混凝土一次灌注成型，中间不需要设置接头，可有效保证单桩的承载能力。

1.2 缺点分析

在清孔时，泥浆清除难度大，直接排入水体，容易污染环境，孔底沉渣物也不容易清除，以致在拔球时，泥浆和混凝土相互作用，使得桩段承载力大打折扣，甚至可能造成沉降；在成孔时，选用任何类型的成孔方式，都会形成较大的噪声；在灌注时，必须保证灌注的连续性，中断时仅能停留短时间，否则会出现埋管和断桩等问题。除此之外，由于水下混凝土灌注桩在水底施工，隐蔽的水下结构部位，无法直观控制和检验桩身的质量，在缺乏必要的监测工作时，容易由于操作不当，而导致各种质量事故。

从以上水下混凝土灌注桩施工优缺点的分析，可看出水下混凝土灌注桩施工程序并不复杂，但由于施工环境的特殊多变，侧面要求我们进一步掌握其使用的技术要点，方可确保施工质量的无虞。

2 水下混凝土灌注桩施工技术要点

以某水下混凝土灌注桩工程为例，该工程选用预拌好的商品混凝土，在运达现场后，借助搅拌设备充分搅拌，并在搅拌90 min后，要求完成浇筑，以免造成坍落度损失。本工程采用冲击钻成孔方式，拌合站包括1台拌合楼和2台强制式搅拌机，在预拌完毕后，由3辆容量8 m3的搅拌车运至现场。搅拌车将混凝土运达现场后，直接倒入导管漏斗。在此之前，成孔、钢筋笼吊放、混凝土灌注等，都是施工的技术重点。

2.1 冲击成孔

在成孔期间，同步借助掏渣筒，将孔内破碎状的土体、石块等清理干净。成孔后，检查成孔质量。同时利用测绳和测砣，检查泥浆的浮力和摩阻力，确保成孔质量达标。随后采用泵吸反循环清孔的方式，直至泥浆比重降至1.1 g/cm3以内，粘度和含砂率范围分别为16 s～17 s，1.5%～2%，最后再用高压风机将沉渣吹出孔内。

2.2 钢筋笼下放

加工后的钢筋笼，放置于长线胎模之上，每节都有固定编号，接头参照编号依次焊接，并用加劲骨架强化。焊接后的钢筋笼，利用专用的吊装工具下放，其标准是保持上节与下节中心线的垂直，吊装时可往内稍微弯折底部的钢筋，实践证明能够起到导向效果。在安装到位后，利用超声波检测管检查各节安装情况。经检查，确定主筋间距、箍筋间距、骨架外径、骨架倾斜度、骨架保护层厚度、骨架中心平面位置、骨架顶端高程、骨架地面高程等，都能够满足本次水下混凝土灌注桩施工的基本要求。

2.3 混凝土灌注

本工程选用的导管，主材为厚度5 mm的钢板，以卷制和焊接方法完成。管道直径25 cm，各节导管利用丝扣紧固，连接段平均长度2.5 m，最长不超过3.76 m，与底部的距离，控制在35 cm～40 cm之间。导管下放时，要保持与钢筋笼之间的距离，其长度根据编号顺序依次控制。入位之后，进行水密和承压试验，再与漏斗连接，现场选用钢垫板封住漏斗底部。首次水下混凝土的灌注量，根据灌注直径和导管长度而定，本次直径标准有1.5 m和1.8 m两类，分别对应导管的长度为45 m和35 m，第一类标准的灌注量为4.19 m3；第二类标准的灌注量为5.37 m3，均可利用容量8 m3的搅拌车完成初灌。

灌注时，为有效控制沉淀层的厚度、桩顶的高度和埋管的深度，可根据泥浆面下孔深的状态，灵活调整混凝土面的高度，以及观察返水的情况，进而准确分析和判断孔内情况。现场随机抽取了5个桩基，统计其水下混凝土灌注量。统计发现，混凝土超灌量在10%～20%之间，笔者分析了相关客观原因，发现在冲孔时，孔壁有塌落影响，同时选用的冲击钻，摆动幅度太大，导致孔径的不规则扩大。针对该问题，笔者提出了控制混凝土自重向下流动的平衡，根据各个流体点的压强变化状态，尤其是在每次灌注时，当第二车混凝土往下灌注时，已灌注的混凝土很容易初凝和堵管，使得导管受力异常。对此，我们除了需要检查使用导管是否有严重磨损、锈蚀、焊缝、砂眼等迹象，而且要保持灌注的连续性，速度既不能太快，也不能太慢，譬如在混凝土达到钢筋笼底部下面1 m时，适当减缓灌注的速度，可避免混凝土对钢筋笼的冲击力，这也是规避钢筋笼上浮的重要方法，在混凝土达到钢筋笼底部上面4 m时，则要略提导管，保持导管底口和钢筋笼底部2 m的距离，然后再恢复正常的灌注速率。

3 施工经验总结

本次工程共完成100根水下桩，其中规格φ150 cm的有80根，规格φ180 cm的有20根。在施工后，采用钻孔取芯的检验方法，确定桩基的沉渣和混凝土强度均达标。同时采用超声检测方法，检查混凝土的均匀性，确定90%以上的桩基没有缺陷，完整性合格，仅有10%的桩基存在局部小缺陷。由此说明采用以上的施工方法，整体施工成效良好，仅有少量的不足之处需要弥补，对此笔者归纳总结了几点施工经验：

1)在灌注混凝土之前，认真检查桩孔的孔位、孔径、孔深、孔底沉渣厚度、垂度度等，其选用导管厚度至少3 mm，直径则在20 cm～25 cm之间，其偏差至多±2 mm，并在使用之前，按照0.6 MPa～1 MPa的标准试压。

2)工程所使用的隔水栓，使用灌注混凝土相同强度等级的细石混凝土制作，既要保证隔水性能良好，同时要满足顺利排水的需求。然后在灌注混凝土之前，快速搅拌混凝土1 min，确保待浇筑混凝土均匀。

3)灌注混凝土过程中，把控好导管底口和孔底之间的距离，要求满足混凝土足够的储备数量，每次灌注混凝土后，导管埋入平均深度4 m，即每次提起管道时，都要控制在该深度左右，期间可安排专人现场测量。

4)在灌注时，如果发现超灌，务必将泛浆的高度凿除，将其超出的高度，控制在0.8 m～1 m范围内，并确保不会影响桩顶混凝土暴露面的强度。

4 结语

水下混凝土灌注桩的施工，具有施工流程简便和节省成本的优势，但由于施工位置特殊，在施工期间难免会出现各种施工问题，对此文章提出了一系列的施工技术建议，可供相关水下混凝土灌注桩工程参考借鉴，但考虑到不同水下混凝土灌注桩工程施工要求和条件的差异性，笔者建议在实际工程中，应紧扣施工主客观详情，因地制宜地利用以上施工技术，方可确保这些技术的适用性。

[1] 郭海敏,邱杰汉,张稳涛.浅析水下混凝土深桩基施工工艺及质量控制要点[J].中国公路,2014(5):128-129.

[2] 赵青山,吴业桉.水下混凝土灌注桩混凝土施工中通病防治[J].技术与市场,2014(8):194-195.

[3] 李玉鹏.水下混凝土灌注桩施工技术要点[J].江西建材,2015(3):110.

The quality control key points of pouring underwater concrete pouring pile

Zhang Xiangyang

(ShanxiChenchengConstructionEngineeringLimitedCompany,Yangquan045000,China)

Based on the analysis on advantages and disadvantages of underwater concrete pouring pile, this paper discussed the underwater concrete pouring pile construction technology key points from the impact holing, reinforcement cage decentralization, concrete pouring and other aspects, and proposed improvement recommendations for deficiencies in construction, so as to ensure the piling quality.

concrete pouring pile, foundation, reinforcement cage, construction

2015-06-07

张向阳(1975- )，男，工程师

1009-6825(2015)23-0057-02

TU473.14

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