论桥梁水下混凝土灌注桩施工及其控制与检测

周晓杰

（辽宁省交通规划设计院公路养护技术研发中心，辽宁 沈阳 110000）

论桥梁水下混凝土灌注桩施工及其控制与检测

周晓杰

（辽宁省交通规划设计院公路养护技术研发中心，辽宁 沈阳 110000）

在建筑工程中，水下混凝土灌注桩的应用较为广泛，所以控制好水下混凝土灌注桩施工质量就显得尤为重要。本文针对水下混凝土灌注桩施工，较深入地分析了其对设备的具体要求、配制水下混凝土、灌注工艺等相关问题，并对控制施工质量的技术要点及检测方法进行了总结，对于水下混凝土灌注桩施工质量的提高量具有一定的借鉴意义。

混凝土灌桩；施工控制；建筑工程

1.前言

采用导管法施工在水下混凝土灌注桩施工中比较常见，主要原理是基于落差压力作用，在初期灌注混凝土下面，利用密封连接金属管或具有较高强度的硬质非金属管将混凝土拌和物灌入，将混凝土顶托缓慢上升，构成的混凝土桩身较为密实。导管法需要采用较为严格的施工技术，应从施工设备、配制灌注混凝土等方面进行合理控制，以确保施工质量。

2.水下混凝土灌注桩施工的质量控制及检测

一是施工配套设备应保证完好，这是确保灌注水下混凝土质量的重要基础。其要点主要有：

应提供备用的发电机。在工地施工时确保备用发电机具有良好状态，施工过程中若发生断电情况可进行及时供电，能够避免中断或延误灌注过程，进而导致比较严重的断桩事故。

在对混凝土拌和机进行类型选择时，要选择容量相对较大一些的，这样才能确保混凝土灌注迅速且连续。每次在设备使用前应对其完好性进行认真检查并采取有效的保养方法。

导管要达到适宜的刚度和强度、并具有良好的密封性，光滑的管壁、导管没有穿孔裂纹并保持平直，接口位置要采用弹性垫圈进行密封。

若导管接头不能严格密封，产生破裂的焊缝，从接头或焊缝中浸入的水就容易引发质量事故，所以施工前应采取承压、水密及接头抗拉等测试方法，结合钻孔桩桩径对其直径大小进行合理选择。

在使用前，应认真检查漏斗、储料斗、溜槽及有关灌注机具，以保证施工质量。

二是控制好混凝土质量，应达到设计要求及相关规范，应在以下几方面加强注意：

通常水泥要选择普通硅酸盐水泥，初凝时间最好不要提前一个半小时，尽可能选择325 以上标号的名牌产品。在应用前要进行检验，严格根据配合比控制好水泥用量，应达到0.5—0.6左右的水灰比。

粗骨料可选择比较坚硬的碎石和卵砾石，并对其风化量及含泥量进行严格控制。骨料最大粒径不能超过导管的1/6—1/8直径及钢筋1/4的最小净距，且粒径要小于30毫米。粗骨料级配要确保混凝土达到较好的和易性。

通过可采用达到良好级配的中、粗砂制备细骨料，混凝土通常达到 45—50%的含砂率，并严格控制好配合比。为使混凝土的和易性提高，可在其中掺加外加剂。

水下混凝土通常采用缓凝剂、减水剂及早强剂等作为外加剂，外加剂掺入前，应进行必要的检测手段，用于对使用外加剂种类、掺入程序、掺入量及缓凝时间进行确定。混凝土配合比要适应于导管灌注的水下混凝土，并达到相应的粘聚性和可塑性，在导管中容易流动而又不发生离析现象。

混凝土要采取适宜的搅拌时间进行均匀搅拌，避免在搅拌及输送混凝土过程中，发生不均匀或离析泌水情况。混凝土拌制完成后，要尽可能在一个半小时内灌注完成。

提高水下混凝土施工质量可采用先进的混凝土配制技术作为一个有效途径，我国研制成功的水下不分散混凝土技术就是一种较新的技术。该技术原理是在对混凝土搅拌时，将高分子外加剂添加其中，在水下避免混凝土拌合物发生离析现象，采用该技术能够放达到不排水进行施工，也能实现水下振捣砌筑。并结合其无害无污染的优点用于饮水工程施工。

三是在混凝土桩施工中，灌注水下混凝土并加强灌注施工工艺是一个比较重要的施工工序。混凝土灌注过程中，应特别注意以下几方面：

钢筋笼与钻孔中心应一一进行准确对应，若钢筋笼没有放到孔底，就要注意吊钩、吊环的牢固性及强度。应保持轴线顺直在居中位置吊放钢筋笼，不可对孔壁进行碰撞而导致发生坍孔，导管应在安放钢筋笼完成后立即进行安设。

在首批混凝土灌注前应在导球以上的导管和漏斗中放入配制好的 0.1—0.3立方米水泥砂浆，再将混凝土灌入，初灌量确认备足后，才能将铁丝剪断，利用混凝土重力将导管内的水排除，使导球剩于孔底，将首批混凝土灌入。

首批混凝土量应达到导管大于1.5米埋深，因此储存足够的漏斗混凝土数量。结合导管内混凝土与管外水压力的平衡原理，应保持导管内混凝土最小高度及管中混凝土体积。首批混凝土若没有达到足够埋深，下灌后不能将导管底口埋没，会造成导管底口进入泥水。若发生导管入水现象应将导管及时提出，采用空气吸泥机或抓斗机将在孔底散落的混凝土拌合物清理干净，再重新对导管进行安放后灌注。

灌注首批混凝土后应保持连续不能中断，以免先灌入的混凝土发生初凝，从导管中对灌入的混凝土阻止流出，进而导致发生断桩。并在灌注过程中，要经常采用测锤对混凝土面上升高度进行探测，并对导管适当提升、逐一进行拆卸，确保导管埋深合理。特别应注意，浇灌过程中混凝土孔口若发生停止翻浆时，可将导管向上进行提动，但若将导管提升超过0.5 —1米才可将混凝土灌入，就要将部分导管拆除。混凝土与钢筋笼底相接近时，应埋深导管，并将浇灌速度进行减缓，以免钢筋笼发生上浮。在浇灌过程中，应特别对导管埋深加强注意并合理进行控制，通常保持在2—6米。若埋入混凝土的导管过深，容易增大导管与混凝土间的摩擦阻力，导致导管不能拔出而发生事故。提管过程中应上提缓慢，若力度过大将容易拉断导管，若发生特殊情况，浇筑混凝土具有过长的时间间隔，待料时就要对导管进行上下活动，同时采用附着式震捣器，以免因混凝土初凝导致导管无法拔动，以确保来料时顺利进行浇筑。

为保证桩顶质量，设计桩顶标高要加灌 0.5—0.8米，当桩顶混凝土强度达到70%设计强度时，可进行凿除。在将最后一段长导管拔出时，拔管速度应缓慢，以避免泥浆在桩顶沉淀而向导管挤入进而形成泥心。

要彻底进行清孔，若不能彻底清孔就容易导致混凝土中发生夹泥情况。例如在整个灌注过程中，当混凝土在导管内不满并存在一定空气时，可通过滑槽将后续混凝土缓慢向导管和漏斗流入，不可从上将混凝土整斗面向管内倾入，以避免导管内产生高压气囊，将管节间橡胶垫挤出而导致导管发生漏水的情况。

3.结语

综上所述，水下灌注混凝土过程中，应明确进行分工，指挥统一，配合密切，连续、迅速完成。灌注迅速完成的桩体通常具有良好的质量，而灌注不连续的桩就容易发生质量事故。所以，提高水下混凝土灌注桩质量，应由施工及监理双方进行配合协作。施工过程及验收环节要进行严格要求，才能保证工程施工的整体质量。

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1007-6344（2015）07-0033-01

周晓杰（1987—），男，山西省忻州市人，硕士学位，研究方向：桥梁加固设计、桥梁检测等。