钻孔灌注桩基础工程水下砼灌注施工作业要点分析

李永治　赵文广

【摘 要】钻孔灌注桩基础是土木工程中最常见的隐蔽工程之一，现已成为工业民用建筑、市政工程特别是桥梁工程中基础的主要类型。文章根据工程一线施工管理工作的实践经验，分析总结了水下砼灌注施工过程中的作业要点和常用方法，以供参考。

【关键词】水下砼灌注；施工作业；要点分析

钻孔灌注桩是利用桩机成孔后，先下钢筋笼，再将导管逐节连接下至桩孔底部，最后将砼通过导管利用其流动性能在自身的重力作用下从孔底向上充满桩孔同时将孔内泥浆排出，经过地下自然养护后形成钢筋砼桩，以承担上部荷载。

灌注水下砼是桩基础质量控制的关键工序，施工工艺复杂性、过程隐蔽性和连续性较强，受人为因素影响较大，成桩后一旦检测出质量问题就难以修复或返工。因此，我们要认真控制每一个环节，及时科学的分析解决现场出现的问题，才能确保桩基砼的灌注质量。

1.砼

1.1拌制

水下灌注的砼需有较大的流动性和良好的和易性。对骨料的级配应严格要求，骨料过粗则孔隙大，砼会出现塌落度大而流动性差或离析现象。骨料碎石（有条件地区选用卵石更佳）易选用5-25mm小粒径连续级配以减小孔隙率，同时适当增加水泥用量或掺加外加剂来改善和易性。

根据桩基砼设计量估算出灌注所需时间，为防止灌注完毕前砼出现初凝而造成严重后果，选择水泥时除其它指标外，初凝时间必须满足灌注时间，一般应不小于3h，砼方量较大时应不小于3.5h。

为确保砼能连续及时供应，每次灌注作业开始前必须确认以下工作：

（1）确认砼拌和机的工作性能良好且生产能力（即每小时产量）与需用量以及水泥初凝时间相匹配，同时还应做好备用拌和站的准备工作。

（2）确认拌和站备用电路正常或发电机组工作性能良好，油料充足。

（3）确认所需各类原材料充足。

（4）确认拌和机备用操作手正常待岗。

（5）确认拌和站负责人与灌注现场负责人通讯联系正常。

1.2运输

砼必须采用专用罐装运输车进行运输，除了选择最佳运输线路和合理数量的罐车外，还应注意以下几点：

（1）首辆罐车载运量应大于导管埋深3米所需砼的计算用量。

（2）夏季施工应尽可能不在35℃以上的高温时间段内运输作业，以避免因水分过快散失而造成砼的和易性丧失。

（3）每辆罐车应随车配备适量的拌合用水和同型号外加剂，用以维持砼运输中的正常使用性能。

（4）做好备选运输路线调查和备用运输车辆的准备工作，以防不可预见的事故发生。每位司机应对拟定和备选路线熟知，确认每位司机的通讯联系正常。

1.3灌注

水下砼灌注工作必须连续进行，灌注作业的持续时间受水泥初凝时间限制，灌注前应做好一切准备工作，减少作业中辅助时间，加快灌注速度。具体操作要点如下：

（1）做好孔内泥浆溢出引流准备工作，避免因随意漫流致使灌注现场湿滑泥泞，影响罐车就位和工作人员安全。

（2）罐车就位前，现场检查每车砼的均匀性及和易性，特别是罐车仓口部分砼容易产生离析。出现不符合要求的砼，坚决不使用。

（3）灌注前，再次测量孔深确定沉渣厚度，观察桩孔和泥浆有无异常，符合已上报拌和站的砼理论需用量，确认无误后再开始灌注砼。

（4）首辆罐车就位后需待第二辆罐车到达现场并确认无误后方可开始灌注，此后在下辆罐车到达现场前上辆罐车储料不得灌完，应间隔5分钟左右灌注一次等待后车到来，同时要与司机保持联系了解情况以制定相应措施。

（5）首批砼下落后应继续不间断的迅速灌注，灌入量应满足导管正常埋深所需砼的理论计算量后方可暂停灌注，进行首次导管埋深测算。

（6）现场灌注记录和导管埋深的测算工作必须有施工人员和监理人员两方分别独立进行，结果相互校对，确保无误。

（7）测绳使用前应用钢尺校核长度并满足孔深要求，注意校对时应将测绳略带拉力。千斤坠应圆滑，不宜体积过大和表面毛糙，以免测量中与钢筋笼或导管发生钩挂。此外现场也应配有备用测绳以防损坏。

（8）砼放料速度不应过快过猛，罐车流槽应对准导管漏斗并应有专人把扶，尽量避免砼洒落在导管外而沉入孔内，以及周边其它杂物落入孔内，落入较多将严重影响灌注砼的正常上升。

（9）实际灌注顶面高度应根据已测定标高的护筒顶面进行控制，同时还要以砼的用量推算理论灌注高度予以符合。灌注高度应高出设计桩顶标高1m左右，确保凿除桩头后的砼强度满足要求。

2.导管

导管以及与其配套的料斗、漏斗、卡环、卡盘是灌注水下砼的重要工具，缺一不可。

2.1导管

导管应为内壁直顺、圆滑，连接简单、牢固且接口密封，内径与节长的尺寸精细一致，制作坚固的钢制管。常见管节接头形式有齿口连接、丝口箍连接和法兰连接，其中齿口连接形式简单便捷易于清理保养，使用最为广泛。导管使用过程中除了做好常规的试拼、闭水、测压、居中、清洗、保养等工作外，还要注意以下要点：

（1）管节长度宜选用2-3m（底节不宜小于4m），过短会增加拆装作业时间和漏水概率，过长会造成提拆管前的埋深过大且不便拆装清洗和倒运。每套导管应配有0.5m和0.75m短节，使不同的孔深能准确配备。试拼后应测量多节的实际长度，计算误差量，以便更为准确的测算砼埋深量。

（2）导管使用中宜逐节拆装不能长期多节连用，以免接头处因长期不做保养而产生锈蚀、变形、渗漏等问题。

（3）灌注现场需备清水、压力水枪、钢丝刷、黄油等物品，及时认真的做好每节导管的清洗保养工作。

（4）导管内径根据桩径和砼骨料最大粒径选择，一般不宜小于最大粒径的10倍且不宜小于25cm。

（5）灌注到距顶面4m内之后不宜再提拆导管，待灌注完成后一次提管。此时因高差不大管内砼压力较小，应缓慢提升导管以保证桩心砼密实，避免沉淀物挤入管内。

（6）灌注中应使砼经流槽徐徐不断流入漏斗，不可急速倾入，避免在导管中形成高压气团而破坏接头密封材料导致漏水。

（7）控制导管在砼中的埋深是灌注质量的关键，过浅易出现导管拔脱，也可能发生砼冲顶而造成夹泥甚至断桩事故。过深使砼出管阻力增大、上部砼的流动度损失、拔拆导管阻力过大从而造成灌注不顺、堵管、埋管等事故。埋深应控制在拔拆导管前不大于9m，拔拆导管后不小于3m的范围内。

2.2料斗与漏斗

料斗是在灌注首批砼时使用，漏斗是在后续灌注全程使用，它们除具有一定强度、内面光滑、下口与导管相匹配等基本特性外，还需注意以下要点：

（1）斗下口需配间距8cm左右的网格用以筛除超大粒径的石料、泥块或其它杂物。网格应表面圆滑且具有一定强度，避免在砼冲击下变形落入导管内造成堵塞，一般选用?16左右的圆钢焊接制作。（下转第328页）

（上接第247页）（2）料斗所需容量是与桩径的大小成正比的，应尽可能选择大一些，至少需满足首批封底砼的需要量。

（3）灌注前应用清水将斗内润湿，避免砼与斗面粘连降低流动性能。灌注后及时用清水冲洗保养，特别应将网格冲刷干净保持其表面光滑。切勿使用孔内的泥浆进行润湿和冲洗。

2.3卡环与卡盘

卡环是导管拆装时用在导管与卡盘间的支垫物，卡盘安置在孔口处用于固定导管位置同时承载导管及管中砼的重量。使用时应注意以下要点：

（1）它们都是承重工具，必须具有足够的强度和抗变形能力。每次使用前认真检查其完好性，确保灌注作业安全。

（2）卡盘不得直接安置在护筒上使其受力，应采用枕木或工字钢等支垫架空在孔口上，支垫物应牢固安全，注意支垫物放置位置不得影响孔内泥浆溢流外排。

（3）卡盘安置后应进行测量校核，确认卡盘水平且中心与桩孔中心对应，之后必须采用地锚或限位桩将卡盘固定牢固，确保灌注的全过程卡盘不移位，导管总居中。

（4）卡盘还是拆装导管的作业平台，要求表面应防滑且站立面不宜过窄，保证灌注作业人员安全。

3.结束语

实践经验告诉我们，钻孔桩水下砼灌注施工前必须充分细致的做好各项准备工作。施工作业中要分工明确各负其责、统一指挥密切配合、细心操作认真测算、连续作业一气呵成，这样才能高质量的完成水下砼的灌注施工。 [科]