导管法水下混凝土灌注

■黄银海 ■福建省鹏发建设工程有限公司，福建 龙岩 364000

龙岩古武高速公路A1 标桥梁主要为来福大桥、水井大桥、忠田大桥、白石塘大桥、塘尾大桥、A 匝道桥、B 匝道桥、长深高速拼宽桥共8座桥梁，桩基共262 根，其中大概有180 根采用钻孔灌注桩施工，其灌注方法都是采用导管水下混凝土灌注。水下混凝土灌注则是钻孔灌注桩施工中最为关键的一个工序，它能直接影响到桩的摩阻力和桩身混凝土的密实性，笔者在本文中将着重从工程实践的角度出发，对导管法水下混凝土灌注的主要工序进行研究探讨。

1 概述

水下混凝土的灌注方法主要有预填骨料灌浆法、箱底张开灌注法、导管法、挠性软管法、挠性软管法与混凝土泵联合法。导管法是钻孔灌注桩施工中经常采用的方法，几乎所有的泥浆护壁钻孔灌注桩都采用此法。

2 施工要点

水下混凝土灌注前对导管的选择也是非常重要的，选择合适的导管能更加顺利的灌注能有效的提高工程的进度与质量。导管的选择主要是指导管的内径、导管接头的连接方式、钻孔深度等的选择。选择导管内径应根据桩孔直径，所需通过的混凝土能力确定。导管应具有足够的强度和刚度，便于运输、安装和拆卸，其最小直径一般不小于200mm，通常为200～300mm，壁厚不宜小于3mm，直径偏差不得超过±2mm。导管的分节长度应按工艺要求确定，最下一节导管应焊接加强箍。导管的连接可采用法兰或螺纹连接。导管接头处用“o”形橡胶密封或用厚度4～5mm 的橡胶垫圈密封，严防漏水。

导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6～1.0MPa。灌注前应先备好隔水塞或滑阀，用铁丝悬挂在导管水面上，隔水塞或滑阀应紧贴导管水面，两着之间不得留有空隙.

水下混凝土灌注，首灌是至关重要的。首灌前必须看好导管悬空、混凝土坍落度、混凝土和易性、人员机械是否就位、混凝土提供是否连续等。混凝土初灌量应根据导管内外平衡法计算:

式中:Vf——混凝土初灌量(m3)

D——桩孔直径(m)

h——导管底部至孔底或孔底沉渣面的高度(既导管悬空，一般取0.3～0.5m)

t——灌注前沉渣厚度(m)

H——导管埋入混凝土深度(m)

d——导管内径(m)

L——钻孔深度

一切就绪之后方可灌注，当孔深、孔径较大时，为防止首批混凝土在导管中长距离自由移动产生离析，可将滑阀随着混凝土不断灌入，逐渐放松铁丝，直至滑落都一定深度后才剪断铁丝。若孔底沉渣相对过厚，剪断铁丝应尽量早些，利用导管内混凝土的高速冲击管口挤开孔底沉渣。

待第一车混凝土灌注正常后，接着连续灌注混凝土，不得中途停顿。在混凝土灌注过程中，必须控制好灌注工艺和操作，经常用测锤探测混凝土面层上升的高度，并适时提升，逐级拆卸上端导管。抽拔导管要适中，一定要控制好导管的最小最大埋深，埋深过于太小容易渗水，埋深过于大导管容易拔不出来。如果用力抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁坍落，最终造成桩身夹泥。在抽拔导管前后都应探测导管外混凝土面高度，并同时观察返水情况。正确的分析和判断孔内情况。

灌注即将结束时，由于导管内混凝土柱高度变小，压力降低，而这时导管外的泥浆及所含渣土稠度比重会增大，可能会出现混凝土上升困难，这时可以在孔内加水稀释下泥浆，也可以掏出部分的沉淀物，使灌注工作进行顺利。另外在拔出最后一节导管时必须慢提慢拔，避免出现空心桩。

3 灌注中常见问题及原因、预防、处理方法

3.1 卡管

主要原因:(1)机械产生故障或其他原因使混凝土不连续在导管内停留时间过久，或混凝土灌注时间太长、最初灌注的混凝土已经达到初凝，增大了混凝土下落阻力，导致混凝土堵塞在导管里。(2)混凝土坍落度小，和易性差，夹有大卵石，拌合不均匀，或混凝土运输途中产生离析，导管接缝处漏水使混凝土中水泥浆被冲走，粗集料集中而发生卡管。

预防及处理方法:(1)在导管外加焊铁板，利用导管下落时与其他卡座的撞击振动疏通。(2)锤击导管法兰，或吊绳上下快速抖动。(3)用振捣器振捣，使导管中混凝土下落。(4)若卡管位置不深，可采用钢筋冲捣。(5)维修机械，采取措施加快混凝土下落速度。

3.2 钢筋笼上浮

主要原因:(1)混凝土流动性过小，混凝土面接近钢筋笼底端平面时且下料过快，钢筋笼被混凝土托上浮。(2)钢筋笼偏位或导管不对中，在导管提升时易发生倒挂现象。(3)导管提升过程中，混凝土下沉太快，顺时冲击力使钢筋笼上浮。

预防及处理方法:(1)添加混凝土缓凝剂，随时掌握浇注的标高及导管埋深。(2)导管倒挂钢筋笼时，下降导管并转动导管使钢筋笼脱钩。(3)钢筋笼上浮时，停止浇注混凝土，检查导管埋深，拆卸部分导管，再将导管固定住。

3.3 导管进水

主要原因:(1)导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开;或焊缝破裂，水从焊缝中流入。(2)首灌时导管悬空过大或首灌混凝土储存量不足，混凝土下落后不够埋至导管底部，以致泥水从导管涌入。(3)导管提升过猛或探测出错，导管底部超出混凝土面，底部涌入泥水。

预防及处理方法:(1)灌注前应先试压、试水，上导管时应逐个检查接头并上好橡皮垫，保证导管密封。(2)若为导管接头不严密引起导管进水，则应立即拔除导管，然后用反循环钻机的钻杆吸出散落在孔底的混凝土。(3)换拔导管重新下管，灌注混凝土前皆应将导管里内的水和混凝土用吸泥或吸水的方法吸处。

3.4 断桩

主要原因:(1)混凝土浇灌不连续。(2)第一车混凝土多次浇注不成功，然后又灌上层混凝土中间出现夹泥层而造成断桩。(3)混凝土埋深过大，用力拔管时使泥水混入混凝土内。(4)导管接头不严密，泥水渗入导管内。(5)混凝土探测出错，导管提升过大致使导管底部拔出混凝土顶面。(6)导管底端距孔底过远(导管悬空过大)，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩或孔底被不凝固的混凝土充填。

预防及处理方法:(1)在混凝土灌注前应作好一切准备工作，确保混凝土连续、快速。(2)确定混凝土合理的配合比，使其具有良好的和易性及流动性。(3)导管接头用方丝扣连接，并设橡皮圈密封严密。(4)混凝土的初凝时间为正常灌注总时间的两倍，应提高混凝土的浇灌速度。(5)在灌注过程中要随时测量导管埋深，做到及时拆管，防止出现卡管、堵管。(6)控制好导管首灌时的悬空。(7)对已经形成的断桩，可在桩的边上补桩。当断裂位置深度不大时，可对断桩作适当的处理接桩，并支模重新浇筑混凝土。

4 结束语

综上所述，为确保成桩质量，首先要根据钻孔的实际情况选择正确的导管，再对导管进行试压。为防止发生断桩、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。在施工过程中，要控制好灌注的工艺和操作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如果用力抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁坍落，最终造成桩身夹泥。水下混凝土灌注是钻孔灌注桩施工中最重要的环节，我们应该认真的去对待它，不要因为它是属隐蔽工程就以松懈的心态去对待它，必须要加强自己的责任心，消除任何一个工程隐患，提高自己的积极性来保证整个工程上的质量。