钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工要点及质量控制

钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工要点及质量控制

摘要：当地基的弱土层较厚（一般指4m以上），建筑物的荷载较大，采用浅埋基础不能满足强度和变形限制要求，做人工地基又没有条件或不经济时，常常采用桩基础，钻孔灌注桩基因其造价低、节省等优点，在沿海地区工程中广泛使用，工艺日趋完善。钻孔灌注桩的水下混凝土灌注是成桩的关键环节，但往往由于施工工艺不当，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生。因此，运用科学、实用的混凝土灌注工艺以确保工程质量显得极为重要。

关键词：钻孔灌注桩 施工 质量问题 控制方法

一、水下灌注混凝土的性能参数

（一）混凝土原材料

粗骨料宜选用卵石，石子含泥量小于2％，以提高混凝土的流动性，防止堵管。

（二）混凝土初凝时间

一般混凝土初凝时间仅（3～5）h，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为（5～7）h，因此应加缓凝剂，使混凝土初凝时间大于8h。

（三）混凝土搅拌方法和搅拌时间

为使混凝土具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后，先开动搅拌机并加入30％的水，然后与拌合料一起均匀加入60％的水，最后再加入10％的水（如砂、石含水率较大时，可适当控制此部分水量），最后加水到出料时间控制在（60～90）s内。

（四）坍落度选择

坍落度应控制在180±20mm之间，混凝土灌注距桩顶约5m处时，坍落度控制在（160～170）mm，以确保桩顶浮浆不过高。气温高，成孔深，导管直径在250mm之内，取高值，反之取低值。

二、混凝土灌注操作技术

混凝土灌注量与泥浆至混凝土面高度、混凝土面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关。孔径越大，首批灌注的混凝土量越多，由于混凝土量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批混凝土在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满混凝土，甚至漏斗内还有部分混凝土，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加混凝土，然后再稍拉导管，若起

重能力不足，则应用卷扬机拉紧漏斗晃动，这样能使混凝土顺利下滑至孔底，下灌后，继续向漏斗加入混凝土，进行后续灌注。

后续混凝土灌注中，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。

在混凝土灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部混凝土不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。

在控制混凝土初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这对提高混凝土的灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。

三、钻孔灌注桩水下混凝土施工质量问题及控制方法

（一）钻孔灌注桩水下混凝土施工质量问题

1、导管接送严重漏水，造成断桩。发生这种故障的后果非常严重，进水，使混凝土形成松散层次或囊体，出现浮浆夹层造成断桩，严重影响混凝土质量，导致废桩重做。

2、导管轻微漏水、导管埋入混凝土太深，混凝土含砂率偏小、和易性欠佳等因素，可能造成导管的堵塞，导致浇注中断，若重新浇注时，则混凝土内存在浮浆夹层，造成断桩。

3、护筒外壁冒水，引起地基下沉，护筒倾斜和位移，使桩孔偏斜，无法施工。

4、孔壁坍塌。施工中发生孔壁坍塌，往往都有前兆。有时是排出的泥浆中不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下隆，这都是塌孔的迹象。

如果上述问题出现，势必增加工程投资，又拖延工期，工程质量也很难达到预期的目标。

（二）钻孔灌注桩水下混凝土施工中的质量控制措施及方法

1、导管具有足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满混凝土的重量；各节的安装接头所用的胶热及法兰的对接位置，预先试拼并作好标记，安放时须对正放平，拧紧螺栓，严防漏水；导管内径应一致，其误差应小于±2mm，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验；最下端一节导管长度要长一些，一般为4m，其底端不得带法兰盘，以便在混凝土内。每节导管的长度要整齐统一，便于丈量长度，并作出标记和记录；导管使用前做好水密性试验。导管不要埋入混凝土过深，严格控制混凝土配合比、和易性等技术指标。

2、为预防孔壁坍塌，我们采用了维持护筒水位简外水位高出（1.3~1.4）m，操作中避免碰撞孔壁，并随时注意控制泥浆的和比重。

3、为保证施工质量，水下混凝土的配合比选用要比设计强度高20%左右，坍塌度宜采用（18~22）cm。

4、注意灌注所需混凝土数量，一般较成孔桩径计算的大，约为设计桩径体积的1.2倍左右。在正常钻孔作业时，中途不要随便停钻，以避免扩孔导致混凝土超灌量。浇注标高就高出桩顶设计标高（0.5-1.0）m，以便清除浮浆和消除测量误差。务必注意，不要因误测而造成短桩。导管埋入混凝土的尝试取决于浇注速度和混凝土的性质，任何时候不得小于1m，一般控制在(2－4)m内。

四、结论

综上所述，为了不断提高建设工程钻孔灌注桩的质量，施工单位应从以下几个方面进行严格控制并不断进行研究、改进和提高：

1、对钻孔设备钻头的切削性能、泥浆的处理设备等与施工效率和质量有关的机具、仪器等都应进行检查。

2、不同的施工方法其效率和质量有很大差异，应从施工方法着手进行预先控制。

3、认真研究质量检测设备的准确性和可靠性，如大小应变动测的适用范围等。检测结果不准确易引起纠纷，处理不当会降低安全度，留下工程隐患。

4、提高和完善管理水平，应以工序控制和事前控制为主，建立系统化的动态管理制度和方法。