水下混凝土灌注桩施工技术要点

臧云龙

【摘  要】目前，随着设计水平和施工水平的提高，桥梁跨度大大提高，桥梁基础承载力越来越高。因此，水下混凝土钻孔灌注桩的应用也非常普遍。但是，由于这项工作的复杂性，目前的研究深度远远不够。根据我多年的工作经验和国内外材料的回顾，作者简要分析了水下混凝土灌注桩的施工要点，以供参考。

【关键词】水下;混凝土;灌注桩;施工技术

混凝土的水下灌注，通常称为导管式混凝土灌注，主要是通过相应的竖立管道浇筑混凝土并通过混凝土重量进行混凝土浇筑操作的方法和手段，它广泛用于围堰灌注、沉井基础、桩基础等各种水下、地下工程中，应用效果较好。为了保证钻孔灌注桩工程中水下混凝土的有效施工效率和质量，大多数设计技术人员必须结合以往的工作经验，系统化的分析及研究配比设计、施工工艺两方面内容。因此，充分掌握了混合比的设计和施工过程点，以确保钻孔灌注桩工程能够以高标准完成。

1配比设计分析

1.1材料性能

一是水泥材料。应尽量使用普通硅酸盐水泥材料，实际强度等级为42.5及以上;第二，矿物掺合料。适当加入精细研磨的矿渣粉和粉煤灰，确保有效混凝土自身拌和性。对于C50水下混凝土，一般采用s95矿渣或II级粉煤材料作为矿物混合材料;第三，粗骨料和细骨料。细骨料，最好选择中粗砂，粗骨料最好选择连续级配，最大粒径不能超过钢筋的净距及导管内径的1/4范围;第四，外加剂。应选择缓凝型减水剂，确保水下混凝土在初凝过程初期能够连续完成;第五，应选择饮用水作为供水使用。

1.2配比设计基本要求

標准混凝土试件的实际强度等级必须达到总体设计强度要求水平的1.15倍，胶凝材料的实际用量应超过350kg/m3。对于混凝土，混合物的塌落度需要在180mm～220mm的范围内。塌落度在一小时内的保留值应超过160毫米。混凝土的初始凝结时间必须满足整桩的浇筑时间。

1.3配比计算

首先，需要计算配比强度。计算出配比的强度等级，并且必须超过C30普通混凝土比强度。在一定程度上，在计算和分析水下混凝土的实际比例时，大多数设计者不仅要局限于比例设计规范和相关要求，还应结合水下混凝土本身的强度受浇筑的密实度、不分散性和其他方面应导致实体的强度损失。可以说，在不同的条件下，混凝土浇筑量和压力存在很大差异，并且容易具有蜂窝状和离折状态，因此水下混凝土本身缺乏良好的密实性。因此，在计算和分析水下混凝土的实际比例时，设计者必须充分结合水下混凝土和施工的实际施工要求，适当增加混凝土的配比强度;其次，确定水胶比。通常，水胶比通过经验公式计算。如果材料没有显着变化，则可以确定水胶比比与混凝土强度之间的关系。但由于钻孔灌注桩对水下混凝土的整体比例要求较高，且复杂性较为突出，因此有必要根据实际情况合理确定水胶比，以提高水下的混凝土实际配比设计效果;第三，就外加剂和水的实际用量而言，必须结合具体的施工条件使其合理化。它不限于某些设计形式和标准，并且可以遵循合理的设计原则;第四，合理确定砂率。为确保水下混凝土的自身泌水率得到有效降低，砂率必须超过40%，并应根据实际情况进行科学调整;第五，做好试配工作。从经济实用性和合理性两个方面入手，进行三组以上试验配套操作，并结合试配结果，合理的确定最终配比设计参数，从而提高了配比设计的科学性和合理性。

2水下混凝土灌注桩施工技术要点

2.1钻孔

水下灌注桩工程完成后，钻孔深度测量应准确，钻孔深度应控制在略大于设计孔深的位置，因为钻孔的下端一般在钻孔之后形成一个比设计所需的孔径小约30cm的部分，因此，钻头应比设计孔深20cm～40cm，以确保设计所需的孔径的孔深。钻孔完成后，应立即清空，以免造成间隔过长，孔底部的沉积物增加。孔底沉积物量增加，清孔时间就会增加。另外，从理论上讲，增加清孔的时间，可能会增加造成塌孔的可能性。

2.2清孔

清孔可降低泥浆相对密度、粘度、砂含量等指标，减少井底沉积物厚度，防止桩底沉积物堆积过厚，降低桩基承载力，有正循环换浆法和反循环抽浆法两种方法：通常采用正循环换浆法进行冲击钻井施工，即通过泥浆泵将较大比重的泥浆通过泥浆管注入孔底并通过泥浆自孔底向孔口的流动将钻渣排出孔外。反循环抽浆法是通过空压机和风管混合排渣管中的泥浆形成气、水混合物，从而与管道外的孔中的泥浆形成负压下向风管口流动，在导管底部产生的吸力泥浆再循环到孔中，同时补充新泥浆。应根据设计要求、钻井方法、设备条件和土壤条件选择清孔。目的应是降低泥浆的相对密度，去除钻渣、沉积层或进一步减少其厚度。清孔时要时刻保护孔口的水头高度，谨防坍孔。清空后，应从孔洞，孔洞中部及孔洞底部抽出泥浆，测量要求的各项指标，三项指标平均值应满足质量标准的要求，浇筑混凝土前要特别注意二次清洁。

2.3吊装钢筋笼

吊装钢筋笼时一定要注意保证钢筋笼的垂直度，钢筋笼下放及连接要采取逐节吊装逐节下放的方法，将已下放的钢筋笼利用钢管穿过钢筋笼主体卡在钢筋笼主筋圆形架立筋下将该段托住并固定其位置保证不晃动后，吊车抬起钢筋笼的另一部分并缓慢移动到竖立的钢筋笼顶部，调整上下钢筋笼，确保轴线直线对齐，然后进行临时焊接固定，各焊接口要相错不在同一平面，此后多个人可以同时对称焊接，不会发生漏焊或虚焊;每个部分的钢筋笼按照这种方法吊装和焊接;钢筋笼主筋的搭接长度和焊接质量是最重要的，必须符合相应规范的要求;钢笼的外周每2m左右焊接一次，4个的耳朵筋非常重要。要严格按照设计图纸的数量，确保钢筋笼钢筋保护层的厚度，并对保证钢筋笼的垂直度起到一定的作用。

2.4混凝土浇筑

在灌注桩混凝土灌注过程中，每罐混凝土灌注完成后，浇筑混凝土顶面的标高和浇筑混凝土中导管埋深的深度应进行测量，以准确掌握待提升管道的长度，并确定是否存在坍塌等情况;混凝土中导管埋设深度最好在2米至3米左右，避免导管暴露在混凝土表面或深度过深影响混凝土的浇筑质量，拆除后应立即用水冲洗以免影响下次使用，混凝土浇灌过程需要多台混凝土罐车随时待命，保证混凝土浇灌过程快速、连续，施工中混凝土浇灌中断时间超过30min时，导管应上下移动，防止混凝土流动性下降，造成拔升导管困难，当在管道上下移动时，还应注意必须使用小范围活动导管以避免导管拔出混凝土面，整个灌注桩在施工过程中的浇筑时间不宜过长，应在4h～5h内尽可能控制浇筑;在施工过程中，应做好施工日志和监理日记的数据记录，应检查混凝土配合比，并根据规格制作混凝土试件。

3结语

总之，为了保证钻孔灌注桩工程的顺利完工，项目单位应该越来越重视水下混凝土配合比设计和实际施工过程，结合钻孔灌注桩工程的实际情况和各种需要，确保水下混凝土配合比科学合理，有效控制整个工程的施工过程。通过科学的配合比和施工工艺设计，全面提高钻孔灌注桩工程施工水平，保证钻孔灌注桩工程高质量的完成。

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（作者单位：中交第三公路工程局有限公司第四工程分公司）