水下混凝土灌注桩施工质量分析

孙浩杰

摘 要：在建筑工程施工中水下混凝土灌注桩施工工艺常被广泛采用，但水下混凝土灌注桩的施工质量却受到多方面技术因素影响，本文结合了作者工作经验和实际施工情况，阐述了水下混凝土灌注桩施工的原材料、配制方式、灌注工艺等技术要点，总结分析了施工中需要注意的有关事项，希望对广大施工管理者提高施工质量有一定借鉴作用。

关键词：水下混凝土灌注桩；工艺流程；施工质量

水下混凝土灌注桩的施工工艺，因为适用性广泛、承载力大、施工难度低等优点在越来越多的桥梁施工项目中采用，如何控制水下混凝土灌注桩的施工质量，避免水下混凝土灌注桩产生夹泥、断桩、缩径、离析、桩身混凝土强度不足等工程质量问题，需要我们深入研究水下混凝土灌注桩施工的各项控制因素。

1 原材料的质量控制

1.1 混凝土质量要求

水下混凝土灌注桩的混凝土一般都是在水下浇筑完成，因此对混凝土的配合比，浇灌方法都有严格的要求。混凝土的配合比除了满足设计强度的要求，还应考虑在泥浆中浇灌混凝土的施工特点和水下混凝土的强度影响。所以混凝土的配合比必须与导管灌注水下混凝土相适应，合适的配合比应使混凝土具有足够的可塑性和粘聚性，易于在导管中流动并且不易产生离析。而且一般来说，当水下混凝土的强度高时，其耐久性也好。

2.1混凝土的配比搅拌

混凝土的配比是由水泥标号的选择、水泥用量、骨料的种类和性质及掺用外加剂等几个方面，选用要考虑能保证水下混凝土施工质量的前提，而且要保证混凝土的试配强度应高于设计强度。混凝土搅拌时间要适宜，并搅拌均匀，如混凝土在搅拌和输送过程中出现不均匀或离析泌水现象，流动性差时，就不能使用。

2 水下混凝土灌注施工要点

2.1 钢筋笼和钻孔定位

如果是不放到孔底的钢筋笼，要特别注意吊环、吊钩的强度及牢固性。钢筋笼吊放时要保持轴线顺直，位置居中，严禁碰撞孔壁，以免产生坍孔。钢筋笼安放到位后应立即安设导管。

2.2 灌入首批混凝土

在灌首批混凝土之前最好先配制 0.1m3～0.3m3水泥砂浆放入滑阀以上的导管和漏斗中，然后再放入混凝土，确认初灌量备足后，即可剪断铁丝，借助混凝土重量排除导管内的水，使滑阀留在孔底，灌入首批混凝土。

2.3 混凝土储存数量要充足

注意首批混凝土量必须满足导管埋深不能小于 1.5m，所以漏斗和储料斗及漏斗和输送泵的混凝土储存数量要充足。根据导管内混凝土压力与管外水压力平衡的原则，导管内混凝土必须保持的最小高度为 ：Hd=RwHw/Rc。而管中混凝土的体积就应为 ：Vd=πd2.Hd/4（d 为导管直径）。首批混凝土若埋深不足，混凝土下灌后不能埋没导管底口，会导致泥水从导管底口进入。如果出现这种导管入水现象应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗机清出，然后重新下导管灌注。

2.4 首批混凝土灌注正常后，不得中断

先灌入的混凝土达到初凝，将阻止后灌入的混凝土从导管中流出，造成断桩。同时在灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升、逐级拆卸导管，保持导管的合理埋深。此时要注意，混凝土灌到孔口不再返出泥浆时可以微向上提动导管，而如果要提升导管 0.5m～1m 以上才能灌入混凝土就应该拆除部分导管。

3 水下灌注桩施工注意事项

在接下来的水下混凝土灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的混凝土下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入混凝土，牵动导管有利于后续混凝土的顺利下落，否则混凝土在导管中存留时间越长，其流动性变得越来越差，与导管间摩擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使混凝土与管壁摩擦阻力增强，灌注混凝土时下落困难，从而导致断桩，同时，由于粗骨料间有大量空隙，后续混凝土加入后形成的高压气囊，会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状混凝土，严重的将影响成桩质量。

3.1 灌注混凝土时导管进水

首先应保证导管接头严密不漏水。以下原因也可能导致灌注混凝土时导管进水 ，首批混凝土储量不足，不能把导管底口封住 ；混凝土下落时导管提升过猛，底口距孔底间隙过大，使混凝土流出导管底口时流速过快，甚至全部流出导管。在灌注过程中，当导管内混凝土不满含有空气时，后续混凝土宜通过滑槽徐徐流入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入管内，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水。

3.2 卡管

由于初灌时隔水栓卡管或混凝土本身质量问题，以及混凝土运输过程产生离析，导管接缝处漏水等原因，使混凝土中水泥浆流失、粗集料集中而造成导管堵塞。此时应抖动导管或在导管上安装附着式振捣器使隔水栓下落。还有由于机械故障原因，而使混凝土在导管中停留过久发生卡管，此时应立即调换机械。如由于没有及时拆除并提升导管，且首批混凝土已初凝时发生导管内混凝土堵塞，则应拔出导管重新安设钻机，用小钻头将混凝土钻挖吸出，并将钢筋笼架拔出，以黏土掺砂砾填孔待密实后重新钻孔成桩。

3.3 灌注混凝土时坍孔

发生坍孔轻微时，可用吸泥机吸出坍入孔中的泥土即可恢复正常灌注。严重坍孔时宜拔出导管保存孔位回填黏土，待坍孔稳定后，掏出或吸出回填土重下导管重新灌注。

3.4 埋孔

导管埋入混凝土过深，导管内外混凝土已初凝，使导管无法拔出。此时宜用起重机拔出导管。如仍拔不出且已灌的表层混凝土未初凝时，可另外下一根导管进行相应处理。如果表层混凝土也已经初凝，新导管无法插下时，则按断桩处理。

3.5 钢筋笼上浮

钢筋笼上浮是混凝土灌注过程中常有现象，常发生在首批灌注的混凝土面接近钢筋笼底部或更下方或混凝土埋管深度较小时。此时靠钢筋笼自重及与孔壁向下摩擦力来抵抗混凝土上升顶力、向上摩擦力及泥浆浮力。一旦灌注过快，可能失去平衡，导致钢筋笼上浮。施工中防止措施是放慢浇筑速度，且接长钢筋笼顶部并焊牢在钢护筒顶上，同时在灌注过程中随时观注钢筋笼是否上浮，如果钢筋笼有上浮迹象，则立刻停止灌注，待钢筋笼停止上浮等 30min 后，再继续缓慢灌注混凝土。

3.6 混凝土灌注速度及最后拔导管速度

在控制混凝土初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，這对提高混凝土的灌注质量十分重要，另外在桩基最后快速灌注完成的时候，技术人员往往快速拔出导管，这样容易造成桩头混凝土含泥渣太多，影响桩头质量，所以在最后拔导管时要缓慢拔出，确保桩基质量。

4 混凝土灌注桩的检验标准

水下混凝土灌注桩的检验标准包括了，成孔质量、钢筋笼质量和整体质量三个部分的质量检验标准，各个环节需要分阶段验收完成。在国家《建筑地基基础工程质量验收规范》中分别制定了详细的验收标准和整体质量验收标准。

5 结语

综上所述要想全面提高水下混凝土灌注桩的施工质量，就必须通过施工过程中从原材料、施工流程、施工工艺要点等均按照标准规范来严格控制，加强施工各个环节检验等方面来实现。还有我们施工管理人员也要重视关键因素，精心管理，科学施工，只有这样才能保证水下混凝土灌注桩的施工质量和安全的全面提升。

参考文献

[1] 刘吉士等，公路桥涵施工技术规范实施手册 . 北京：人民交通出版社，2014.3.

[2] 秦瑞祥，桩基础水下混凝土灌注施工工艺与质量控制 . 中国新技术产品 2014.7.

[3] 肖建平，桥梁工程施工桩基技术 [M]. 北京：机械工业出版社，2014.9.