巖土工程師輔導:水下澆注混凝土灌注樁灌注
發布時間：2011-08-30 共1頁
灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質量的因素很多，對其施工過程每一環節都必須要嚴格要求，對各種影響因素都必須有詳細的考慮，如地質因素、鉆孔工藝、護壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不嚴，就會在灌注中發生質量事故，小到塌孔、縮頸，大到斷樁報廢，給國家財產造成重大損失，以致影響工期并對整個工程質量產生不利影響。所以，必須高度重視并嚴格控制鉆孔灌注樁的施工質量，盡量避免發生事故及減少事故造成的損失，以利于工程的順利進行。
水下澆注混凝土施工是灌注樁質量控制中最重要的一個環節。
水下澆注混凝土是用混凝土從孔底開始灌注，將孔內泥漿置換出來，成為混凝土樁;澆注過程中，應及時掌握孔內混凝土面上升的高度及導管插入深度，測定每個混凝土面位置應取兩個以上的測點，測繩受拉伸、濕度等因素影響，所標長度變化較大，須經常校正。
澆注混凝土必須連續進行，否則先澆灌進去的混凝土達到初凝，將阻止后澆灌的混凝土從導管中流出。施工中，混凝土澆注速度應盡可能地快一些，終止澆注混凝土前，須確定混凝土面真實高度，以見混凝土中粗骨料為準。
對于誘發灌注事故的因素，必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時又必須準備相應的對策，預防事故的發生或一旦發生事故及時采取補救措施。水下澆注混凝土經常遇到的幾個工程事故原因預防及處理：
(1) 初灌未封底：樁底沉渣量過大，使初灌不能正常反漿，或導管距孔底太遠，初灌量不夠沒有埋住導管。造成這種原因是檢查不夠認真，清孔不干凈或沒有進行二次清孔。認真檢查，采用正確的測繩與測錘;一次清孔后，不符合要求時，要采取措施：如改善泥漿性能，延長清孔時間等進行清孔。在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過規范要求，應進行二次清孔。導管底端距孔底高度依據樁徑、隔水閥種類、大小而定，最高不超過0.5m。
(2)導管堵塞：灌注時間過長，而上部砼已接近初凝，形成硬殼，而且隨時間增長，泥漿中殘渣將不斷沉淀，從而加厚了積聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注極為困難，造成堵管，盡可能提高混凝土澆注速度，開始澆砼時盡量積累大量砼，產生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。快速連續澆注，使砼和泥漿一直保持流動狀態，可防導管堵塞;澆注混凝土過程中，應勻速向導管料斗內灌注，如突然灌注大量的混凝土導管內空氣不能馬上排出，可能導致堵管，若管內空氣從導管底端排出，可能帶動導管拔出混凝土面。混凝土的質量是堵塞導管的主要原因，必須把好質量，混凝土和易性不好或離析使石子聚集在一起流動性差，導致堵管。導管使用后應及時沖洗，保證導管內壁干凈光滑。如發生堵管在導管上部可用鋼筋疏通，在下部提取導管上下振擊
(3)導管漏水：導管使用前須做密封試驗，灌注前檢查導管是否漏水、彎曲等缺陷，發現問題要及時更換。在灌注過程中發現漏水應加快灌注速度，并加大混凝土埋深，使管內混凝土超出漏水處。
(4)導管拔出混凝土面：導管提漏有兩種原因：a.當導管堵塞時，一般采用上下提振法，使混凝土強行流出，但如果此時導管埋深很少，極易提漏。b.因泥漿過稠，在測量導管埋深時，對砼澆注高度判斷錯誤，而在卸管時多提，使導管提離砼面，也就產生提漏。灌注混凝土過程中，測定已灌混凝土表面標高出現錯誤，導致導管埋深過小，出現拔脫提漏。特別是灌注后期，易將泥漿中混合的坍土層誤為混凝土表面。因此，必須嚴格按照規程用規定的測身錘測量孔內混凝土表面高度，并認真核對，保證提升導管不出現失誤。如誤將導管拔出混凝土面，必須及時處理。孔內混凝土面高度較小時，終止澆注，重新成孔;
孔內混凝土面高度較高時，可以用二次導管插入法，其一是導管底端加底蓋閥，插入混凝土面1.0m左右，導管料斗內注滿混凝土時，將導管提起約0.5m，底蓋閥脫掉，即可繼續進行水下澆注混凝土施工。由于要克服泥漿對導管的浮力，混凝土面較深時，不宜采用;
此方法使用時，必須由有經驗的工程師現場指導，導管長度、吊預制混凝土球閥鐵絲長度、鐵絲抗拉強度、混凝土面實際位置等數據，必須在事先正確確定。
提升導管要準確可靠，灌注砼過程中隨時測量導管埋深，并嚴格遵守操作規程;
(5)導管被混凝土埋住、卡死：在灌注過程中，導管的埋置深度是一個重要的施工指標。導管埋深過大，以及灌注時間過長，導致已灌混凝土流動性降低，從而增大混凝土與導管壁的摩擦力，加上導管采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤連接的導管，在提升時連接螺栓拉斷或導管破裂而產生斷樁。導管插入混凝土中的深度應根據攪拌混凝土的質量、供應速度、澆注速度、孔內護壁泥漿狀態來決定，一般情況下，以2～6m為宜。
如果導管插入混凝土中的深度較大，供應混凝土間隔時間較長，且混凝土和易性稍差，極易發生"埋管"事故。
如果預料到不能及時供應混凝土(超過1h)，混凝土運輸距離遠，交通堵塞等因素時，除混凝土中加緩凝劑外，導管插入混凝土中的深度不宜太小，據已往經驗，以5～6m為宜，每隔15min左右，將導管上下活動幾次，幅度以2.0m左右為宜，以免使混凝土產生初凝假象。澆注混凝土中斷超過2h，應判為斷樁。卡管現象是混凝土配合比在執行過程中的誤差大，使坍落度波動大，拌出混合料時稀時干。坍落度過大時會產生離析現象，使粗骨料相互擠壓阻塞導管;坍落度過小或灌注時間過長，使混凝土的初凝時間縮短，加大混凝土下落阻力而阻塞導管，都會導致卡管事故。所以嚴格控制混凝土配合比，縮短灌注時間，是減少和避免此類事故的重要措施。導管插入混凝土中拔不起來或被拔斷，如果樁徑較大，可以采用二次導管插入法處理，否則只能補樁、接樁。接樁一般用人工孔的辦法處理，清除樁頂殘渣，接鋼筋籠，澆注混凝土至設計標高。
(6)鋼筋籠上浮：當灌注到鋼筋籠底部時，應緩慢放料，盡量減小埋深，減小對導管的沖力。
(7)混凝土拌制不符合要求：混凝土配合比中水灰比控制在0.5～0.6，砂率應在40%～50%，粗骨料最大粒徑應小于40mm，混凝土坍落度控制在18～20cm，要有良好的流動性、和易性，用料上優先采用中粗沙，級配較好的卵石，礦渣硅酸鹽水泥，避免使用普通硅酸鹽水泥。
混凝土和易性與水泥品種、砂率有極大的關系，砂率小、粗骨料級配不好，攪拌出的混凝土極易離析，影響水下澆注混凝土質量。
在灌注中出現的種種事故有很多都和混凝土質量有關，所以一定要把好混凝土的質量關。
(8)樁頂空心：產生樁頂空心的因素有：導管插入混凝土中的深度較大，混凝土坍落度小，樁頂空心呈不規則漏斗形，其深度、位置與導管拔出時的位置、樁頂混凝土狀態有關。導管埋得太深，拔出時底部已接近初凝，導管拔上后砼不能及時沖填，造成泥漿填入。
防止樁頂空心灌注結束前導管插入混凝土中深度不超過6.0m;灌注結束后，導管拔出混凝土之前，導管上下活動幾次，幅度不超過50cm，或者用機械、人工振搗樁頂混凝土，時間不超過20s。盡可能縮短灌注時間，避免使樁頂混凝土產生假凝現象、降低樁頂混凝土的流動性。
(9)樁身有夾渣、夾泥、蜂窩：澆注過程中，須不斷測定混凝土面上升高度，并根據混凝土供應情況來確定拆卸導管的時間、長度，以免發生樁身夾渣、夾泥、蜂窩事故。
泥漿過稠，如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，增加了澆注砼的阻力，因此，在施工中經常發生導管堵塞、流動不暢等現象，有時甚至灌滿導管還是不行，最后只好提取導管上下振擊，由于導管內儲存大量砼，一旦流出其勢甚猛，在砼流出導管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內，造成夾泥層;
灌注砼過程中，因導管漏水或導管提漏而二次下球也是造成夾泥層的原因。
使砼面處于垂直頂升狀，不使浮漿、泥漿卷入砼是防治夾渣、夾泥、蜂窩的關鍵。
