钻孔桩水下混凝土施工质量控制措施

钻孔桩水下混凝土施工质量控制措施

黄 烨 方甫官

浙江省大成建设集团有限公司，浙江 杭州 310012

摘要：钻孔灌注桩是应用最多、最广的一种桩基施工方法，它作为一项隐蔽工程，容易出现一些质量缺陷，尤其是当发生断桩、露筋及桩身强度不足等质量事故时，处理起来相当困难。因此，在混凝土灌注过程中，必须根据灌注混凝土的基本特点和要求，严格控制各个施工环节，杜绝质量事故的发生，本文主要介绍有关于水下混凝土施工质量控制的关键环节，以及在灌注过程中必须采取一系列质量控制措施等内容。

关键词：钻孔灌注桩；水下混凝土；施工；质量控制

由于水下施工条件的不确定性，受到多种环境因素的制约，致使其具有施工难度大、质量控制难的特点，对施工材料和施工工艺提出了较高的要求。在工程施工过程中，需要施工人员对原材料的质量以及施工过程中的多个环节进行严格控制，施工现场各部门的工作人员要具有明确的分工，并且各个工序之间要紧密衔接，协同配合，提前避免质量事故的发生。

一、水下混凝土配制要求

1、原材料的选用方面

(1)水泥及外掺料。宜选用细度大,泌水性小和收缩率较小的水泥。为了延长混凝土的凝结时间和增加其粘聚度,应掺加缓凝高效减水剂和Ⅱ级以上磨细粉煤灰。

(2)细骨料。对水下灌注混凝土,细骨料的质量除达到有关规范要求之外,还应满足如下要求:细度模数介于2.5～3.0的中粗砂,含泥量不大于3%,其他技术指标均应符合现行国家标准规范的要求。

(3)粗骨料宜采用连续级配的碎石或卵石,其最大粒径应满足规范要求,且针片状含量不多于粗骨料用量的5%。

2、混凝土拌制质量要求方面

(1)试配强度。由于水下混凝土灌注过程中会遇到地表水、地下水等不同地质情况，也是深受地下水流速及水压力的影响，为确保工程质量,配制强度要求应较普通配制强度提高一个标号等级。

(2)流动性。水下灌注混凝土施工不能用振捣器振捣,而是靠自身荷载或外界压力产生流动进行摊平和密实。因此,水下混凝土要求具有比普通混凝土更大的流动性、粘聚性和保水性,坍落度控制在180～220mm。对混凝土的和易性要求较高,做坍落度时要扩散均匀,不得出现堆石现象。且灌入桩1h后坍落度还能保留15cm,保证后续灌入的混凝土能够顺利翻浆。

(3)粘聚性和保水性。水下灌注混凝土必须具有较好的粘聚性和保水性,以防止混凝土在输送过程和浇筑时产生离析和泌水现象,应严格控制混凝土拌和物泌水率。

3、混凝土拌制过程控制方面

(1)混凝土的搅拌质量直接影响成桩的质量和施工进度。当混凝土出现不均匀、离析、泌水等质量问题时易影响正常施工。

(2)混凝土现场灌注前应做开盘鉴定，并测定砂、石的含水率,正确换算施工配合比。外加剂的添加应严格控制计量,确保其准确性,避免多加或少加造成混凝土工作性失控。

(3)保证搅拌时间是影响混凝土质量的重要因素之一。时间过短则易搅拌不均匀,外加剂未产生作用,降低混凝土的强度及和易性;时间过长则影响效率,减缓进度。每盘混凝土的搅拌时间应控制在120～150s为宜。

二、水下混凝土施工质量控制

1、水下混凝土的配制。①水泥可选用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通水泥或硅酸盐水泥,使用矿渣水泥时应采取防离析措施。水泥的初凝时间不宜早于2.5h,水泥的强度等级应≥42.5。②粗集料不宜采用单级配碎石,集料的最大粒径应不大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4,同时应>40mm。泵送混凝土应≤30mm,扁平状含量不应超过规范规定值。③细集料宜采用集配良好的中粗砂。为使混凝土有良好的和易性,混凝土的含砂率宜采用40%～50%。水下混凝土的水灰比宜为0.5～0.6。根据强度要求和选用水泥品种与标号及施工中是否使用外加剂等,可适当增大或减小水灰比。④根据预定的混凝土灌注时间、气温、水泥种类。缓凝剂的性能等试验决定混凝土掺加缓凝剂的品种和比例,同时注意其对钢筋的腐蚀作用。⑤由于水下混凝土的密实度是靠混凝土自重下沉来完成的,因此,水下混凝土应有良好的流动性和黏聚性。一般要求坍落度控制在180～220mm,施工开始时可略小,结束时酌量放大，并严格控制导管插入深度，严禁灌注过程中拔空导管。

2、设备检修。①水下灌注混凝土施工中,工地应备有性能良好的备用发电机,防止断电而延误灌注时间,甚至造成质量事故。②搅拌要满足混凝土连续灌注和控制灌注时间的需要。③水下混凝土一般用钢导管灌注,导管内径为200～350mm,可根据桩径大小而定。④钻孔机带爬斗或起重机配吊斗提灌混凝土,以及其他有关灌注机具,用前都要进行检查,确认可靠后方可进行混凝土灌注。

3、成孔检测。钻孔深度达到设计标高后,应根据钻进方法对孔深、孔径、孔位及倾斜度等项目进行检查,符合设计及施工规范要求后方可进行清孔;清孔方法有换浆、抽浆、淘渣、空压机喷射、砂浆置换等多种,不论采用何种方法,必须保证孔内水头,避免坍孔。清孔后应从孔底提取泥浆试样,进行性能指标试验,试验结果应符合规范的相关规定。灌注水下混凝土前,要严格控制孔底沉渣厚度,保证其满足设计及规范要求。

4、水下混凝土的灌注。①钢筋笼加工及安装要准确、坚固,下孔时分节焊接要满足焊接长度要求,笼和桩孔的中心要对应,并设置定位筋和钢筋笼保护块,牢固定位。②灌注混凝土前,应再次测量孔底沉渣厚度、泥浆含砂率和泥浆比重,做到符合设计及施工规范要求。③严格控制混凝土初灌，可在导管中下入球塞,球塞初始位置应是其顶面与导管内的泥浆液面平齐,低于液面,则倒入的混凝土会有泥浆,高于液面,会产生气阻或形成高压气囊而破坏导管接头的密封圈造成泥浆泄漏。然后倒入少量水泥砂浆,数量视桩径而定,缓缓下放球塞使砂浆全部进入导管内,停止下放球塞并向孔口料斗内倒满混凝土,待吊运料斗也装满并吊至孔口料斗上方后,剪断固定球塞的铁丝,开始灌注首批混凝土。吊运料斗内的混凝土放完后, 继续装料、向孔口料斗内倒料,倒料过程中,要控制倒料速度,避免满管下放,而在导管内形成气囊。④为了正确控制导管埋深,必须不断测量混凝土面的上升位置,草率拆管可能导致导管下口拔出混凝土面或是埋深过浅,再次灌注时易冲翻混凝土面,造成夹泥甚至断桩。埋深应控制在2～6m。在掺缓凝剂、灌注速度快、起重能力足够的条件下,可酌情加大埋深减少拆管次数。拆除导管的时间要短,一般控制在15min以内。⑤在灌注将结束时,由于导管内混凝土柱高度小,管内压力降低,而导管外的泥浆及所含的渣土稠度增加,相对密度增大。若在此时出现混凝土顶升困难,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使灌注顺利进行。拔除最后一截导管时,应缓慢进行,以防桩顶沉淀的泥浆沿导管外壁挤入混凝土内形成夹泥。

水下混凝土灌注时影响成桩质量的关键环节，其施工的过程中不仅受到多种因素的影响，而且对过程管理要求较高，一旦控制不到位容易引发质量事故，因此在施工的过程中要对其进行严格控制，保证施工过程的准确性。只有对工程项目的质量进行严格控制，才能节省不必要的质量问题处理成本，为工程项目创造实实在在的经济效益。

参考文献：

[1]沈文,韦港荣. 钻孔桩水下混凝土施工质量控制[J].企业科技与发展,2017,13.

[2]王宏源.钻孔桩基础的施工技术和水下混凝土质量的全面控制[J].城市道桥与防洪,2016,10.

[3]周国钧.牛青山.浅谈钻孔灌注桩水下混凝土施工技术[J].广西建筑,2017,25:24.

[4]张国宏.浅谈钻孔桩基础的施工技术和水下混凝土质量控制探讨[J].城市道桥与防洪,2018,19.