浅析水下混凝土灌注易产生的问题与解决方法

王帅

摘 要：桩基以其承载力大、施工简单、造价低等特点，越来越多地被广泛应用于各种桥梁和高层建筑的基础中。就钻孔灌注桩经常碰到的问题作一粗浅探讨并提出相应的预防和解决办法。

关键词：混凝土 灌注 问题 原因

一、导管进水

其主要原因有：a、首批混凝土量不足或导管悬空过大，致使首批混凝土不能埋住导管，泥水从导管底口进入。b、灌注中提升导管过猛、过高或测深错误，导致管底口脱离混凝土顶面（即拔脱），底口涌入泥水。c、导管脱落，泥水从上口涌入。d、导管接头不严密，螺栓不紧或法兰变形；胶垫被高压气冲破，焊缝开裂；导管掉落引起的导管被高压气和混凝土撕裂。

出现以上事故要查明原因，以便采取相应的技术措施。灌注前应认真测量孔深和导管长度，准確计算料斗、导管容量及首批混凝土量并严格控制导管悬空。首批混凝土的计算方法可参阅有关施工手册，但应注意不能忽略导管存料。导管悬空一般要控制在0.2—0.4m范围内。导管越粗，沉淀越少。平孔底要采用低值，反之可悬空大些。首批混凝土下去后应立即测量导管内外混凝土深，土下去后应立即测量导管内外混凝土深，根据导管深度计算导管埋深。如果导管没有埋住，导管已进水，应立即提出导管，将散落孔底的混凝土与泥水混合物用空气吸泥机或抓斗清出，如没有以上设备可迅速提出钢筋笼，二次下钻清孔。导管是灌注成败的关键因素，因此，灌前要认真检查。工人应加强责任心，严格操作，清净法兰盘上的泥水、混凝土、结冰等杂物，拧紧螺栓。法兰变形、垫子破损、螺丝已操作的要坚决换掉。螺丝在使用前和使用一段时间后，要做一做承压和水密实验，千万不可大意。导管底口可以在环外缘焊一根ф8—ф10mm圆钢予以加强加固，防止导管脱落造成的自上口进水的事故。出现此类事故后可先打捞起导管，用水泵将管内泥水抽干，然后边注入清水清洗导管内壁边，洗净抽干。导管中部进入泥水、卡管等事故处理起来则比较麻烦。如果始终有水进入，应怀疑已灌混凝土都已混入泥水。卡管等事故处理，可采用二次灌注的处理办法。二次灌注的主要方法是，事故发生后迅速提出导管整修，再迅速下入，使导管悬空0.2—0.3m（使用隔水塞）或插入混凝土±0.5左右（前者还要边灌边插入0.5m）使导管埋深不低于1m。此时导管底口以上混凝土应作浮浆处理。

二、卡管

灌注事故中，卡管现象也是比较多见的，产生的主要原因有：初灌时隔水塞（栓）卡管；混凝土原因卡管。如混凝土塌落度过小、和易性差、离析、拌合不均匀，粗骨料过于集中及混凝土中夹有大块砖石、孵石、水泥结块、混凝土块等原因，都可能造成卡管。导管原因卡管，如导管漏水造成管内混凝土在自重作用下泌水离析，形成混凝土堵塞。机械故障或其它原因造成混凝土灌注时间过长时，管内混凝土会离析，和易性变差。管内底部混凝土会泌水形成堵塞。其它原因造成的卡管，使导管底口内翻，减小了内径，还会积存混凝土，使混凝土流动不畅，极易造成卡管。卡管事故处理时一般都比较困难，因此要注意预防避免卡管。如隔水栓可采用小于导管内径1cm左右的充填皮球、充填泡沫板碎屑的塑料袋或砂袋，也可用塞子先塞住料斗底口贮满料后再提拉的办法。导管用前后冲洗干净，清除附着于内壁上的混凝土，整平导管，使管内平滑流畅。另外，灌前要注意检修机械设备，使其保持良好的工作状态并准备必要的备用机械设备。拌制混凝土应达到要求，料物注意不要挟带大块固体。同时要加强组织的协调性，尽量使混凝土灌注保持其连续性、快速性，减少中止时间。上下小幅提动并转动导管，使管内混凝土间断性下行，也可以减少卡管机会。

三、埋管

导管不能从混凝土中提出，我们称之为埋管。造成埋管的主要原因有导管埋深过大、灌注时间长、混凝土已初凝、塌孔严重等原因，埋管轻则损坏导管，重则毁桩，其危害不亚于卡管。因此，灌注时间尽量不要太长，导管埋深要严格控制在2—6cm范围内。千万不要以为翻浆还很好就不会埋管而使其埋深过大。实践表明，多数埋管都是因为这样大意而造成的。一旦发生埋管，吊拉时应全力、小幅、间隔、快速提动导管，不可猛提硬拉，待导管活动开后再提卸。一般经过这样处理后的导管尤其是法兰变形严重，应检修并做水密实验，合格后再用。

四、塌孔、缩径

塌孔的判断主要依据实灌混凝土量计算混凝土面上升吭度与实测值的差值。如果差值突然变大即混凝土上升速度突变，在正常翻浆情况下，应疑为塌孔。径度塌孔可以继续灌注，重度塌孔宜填实重钻。缩径主要同地质情况有关。例如：砂层或富水层，如果停钻到灌注时间间隔太长，孔内泥浆会在自重作用（静水压）下失水，水向砂层渗透，泥则附着于孔壁越积越厚，同时自身膨胀，也会减小孔径；再如砂土导钻进过快，钻头尺寸不够也是缩径的一个原因。可在下钢筋笼前先下一个同孔一样粗的孔规，预先检测一下都能够发现并予以纠正。再把停钻到灌注控制在4h以内，这样就不会造成缩径的后果了。

五、短桩头

出现短桩头主要是因为灌注临近终了时误测所致。因此，在灌注结束前，由于浆渣过稠，要加重测锤，使之渐渐深入，直至提出后测锤上粘有混凝土浆为止，即可测量准确。同样，在灌注过程中，也应如此测量，同时凭着测量时对测绳的感觉也能区别泥浆、砂浆和混凝土。泥浆滑腻，砂浆沙松，混凝土有石子的碰撞且较难测入，这些感觉只有一定经验的人才能感觉到。当然桩顶设计较浅的，也可以插入木杆或钢筋，待提出后观察所粘水泥浆测量更直观。一般短桩头短少混凝土高度不是很大，可以凿除桩头后补足或结合上部施工。

六、断桩、夹泥、夹心

其原因很复杂，而大多数原因又不易发觉，只有经过检测后才能发现。其主要原因有：以上各种事故引起的必然或次生结果；灌注时间过长，首批混凝土已初凝，流动性降低，续混凝土冲破首批混凝土面后上升，致使两层混凝土中间加有泥渣土。清孔不彻底或提钻时粘连在钻头上的泥石块掉落孔内。当首批混凝土巨大冲击力将这些渣块托到一定高度时，由于混凝土面的不均匀上升或托浮力减少，使这些渣块留在混凝土内造成夹泥。灌注时间过长，初凝混凝土粘在导管外壁，并随着终结时导管的提出而提出，使桩项部出现竖向空洞或夹心，质量不合格的混凝土灌入会造成断桩。导管提脱或导管埋深较小底口已到浮浆层，造成续灌混凝土同已灌混凝土连接不良，强度降低或断桩。

七、钢筋笼上浮

钢筋笼随着混凝土灌入而上升的现象我们称之为钢筋笼上浮，这种现象多是因为混凝土上升托浮所致，多发生在笼底离孔底有一定距离的地方，笼重量较轻，桩径小于1.2以内尤其是0.8m以内的灌注桩中。桩径1.2m以上的较少见。混凝土埋住钢筋笼一定深度，导管底口又在笼底以下时，导管底口以上混凝土会随着续灌混凝土整体上升，并对钢筋笼施以向上的摩擦托浮力，这个力不断克服笼全自重力及笼同孔壁摩擦力后就会使笼子上升。因此，当发现笼子上浮时应当提卸导管，尽量减小导管埋深，使其底口高于笼底，减小托浮力。

八、结论

通过对以上几种常见事故的分析不难看出，导管和混凝土是水下灌桩成功的关键因素。因此，灌前要积极准备，仔细检修设备机具，使其保持良好的工作状态，并准备相应的备用机具。认真检查导管的封闭性、吊具的牢固性。灌注中明确分工、密切配合、统一指挥、协同作战，做到连续、快速施工，打好每一拌混凝土，灌成高质量的水下混凝土，以防止质量事故的发生。