维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年１０月 Ｎｏ．５ 港工技 术 ・ ３９ ・ 钻孔灌注桩水下混凝土灌注的施工控制 金石嵩 （广东省基础工程公司，广州 ５１０６２０） 摘要：灌注水下混凝土是钻孔灌注桩成桩的关键工序，运用科学、实用的水下混凝土灌注工艺，以确保工程质量显得极为 重要。 关键词：钻孔灌注桩；水下混凝土灌注；施工控制 中图分类号：ＴＵ７５５．６８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—９５９２（２００７）０５—００３９—０２ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｃａｉｓｓｏｎ Ｐｉｌｉｎｇ ｉｎ Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｓｐｒｉｎｋｌｅ Ｊｉｎ Ｓｈｉｓｏｎｇ （Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｆｏｕｄａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６２０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｐｒｉｎｋｌｅ ｉｓ ａ ｋｅｙ ｗｏｒｋ ｔｏ ｃａｉｓｓｏｎ ｐｉｌｅ，ｓｃｉｅｎｃｅ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｐｒｉｎｋｌｅ ｃｒａｆｔ ｔｏ ｉｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｓｅｅｍｓ ｔＯ ｂｅ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃａｉｓｓｏｎ ｐｉｌｅ；ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｐｒｉｎｋｌｅ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ １概述 动，而又不易离析。 国内采用钻孔灌注桩基础以来，先是用人工转 ２．１混凝土的配合比 动钻头钻孔工艺，后发展到冲抓锥、冲击锥、正反循 为了使混凝土易于流动，与碎石比较，粗骨料宜 环钻与潜水钻等钻孔工艺，应用规模不断扩大，目前 选用卵石或砂砾，石子或砂砾含泥量小于２ 。通 在国内的基础工程领域中已占据重要地位，在沿海 常砂率多为４５ 左右，水泥用量不小于３７０ ｋｇ／ｍ。， 地区工程中广泛使用，工艺日趋完善。 水灰比小于０．５。而日本建筑学会则规定该种混凝 灌注水下混凝土是钻孔灌注桩成桩的关键工 土中水泥用量要大于３００ ｋｇ／ｍ。，水灰比小于０．６。 序，灌注过程应准备充分，分工明确，紧密配合，统一 ２．２混凝土初凝时间 指挥，做到快速连续施工，否则稍有疏忽，极易发生 一般混凝土初凝时间仅３～５ ｈ，只能满足浅孔 质量事故，造成损失。在工程实践中，由于施工工艺 小桩径灌注要求，而大桩径深桩灌注时间约为５～７ 不当，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时 ｈ，因导管法灌注时初灌的混凝土一直浮上桩顶，为 有发生，因此，运用科学、实用的水下混凝土灌注工 预防成桩过程中断桩或夹泥，应选用缓凝型水泥（如 艺，以确保工程质量显得极为重要。 粉煤灰水泥等）或掺加缓凝剂，使混凝土初凝时间大 ２水下灌注混凝土的性能参数 于８ ｈ。 钻孔灌注桩需采用水下混凝土的灌注方法，该 ２．３混凝土搅拌方法和搅拌时间 方法原则上是用导管，因此要求混凝土的配合比必 为使混凝土具有良好的保水性和流动性，应按 须与这种施工方法相适应。所谓合适的配合比是指 合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后，先开 这种混凝土有足够的可塑性、粘性，易于在导管中流 动搅拌机并加入３０ 的水，与拌合料一起再均匀加 入６０ 的水，最后加入１０ ９／６的水（如砂、石含水率较 收稿日期：２００５—０７—２０ 作者简介：金石嵩（１９７０一），男，工程师，从事基础与路桥工程施工管 大时，可适当控制此部分水量），最后加水到出料时 理。 间控制在６０￣９０ Ｓ。 维普资讯 http://www.cqvip.com ・４０・ ２．４坍落度选择 港 工技术 ２００７年１Ｏ月 Ｎｏ．５ 果浇灌速度过快，桩孔中的混凝土又有可能冲刷孔 壁或卷进一些土块。因此，比较合适的浇灌速度宜 为０．６ ｍ。／ｍｉｎ左右，对大直径和超长的钻孔灌注 桩，可适当加大一些。 坍落度应控制在１８０±２０ ｍｍ，混凝土灌注距 桩顶约５ ｍ处时，坍落度控制在１７０～１８０ ｍｍ，以 确保桩顶浮浆不过高。气温高，成孔深，导管直径在 ２５０ ｍｍ之内，取高值，反之取低值。 ４对导管的使用 ４．１导管的形式 水下灌注混凝土必须使用导管。桩径１ ｍ左 右时，导管内径为２５ ｃｍ左右；桩径大于１．２ ｍ时， 选用导管内径一般为３０ ｃｍ。导管长度有３ ｍ、２ ３混凝土灌注操作技术 ３．１首批混凝土灌注 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，以便快速向 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，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。 ３．２后续混凝土灌注 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，牵动导管的作用如下： １）有利于后续混凝土的顺利下落，否则混凝土 在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，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 混凝土下落困难，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，严重影响成桩质量。 ２）牵动导管增强混凝土向周边扩散，加强桩身 与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦阻力，同时加 大混凝土与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。 ３．３后期混凝土的灌注 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。 ３．４混凝土灌注速度 从施工角度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。但是，如 ｍ、１．５ ｍ与１ ｍ等多种，要保证其接长后比桩长大 １ ｍ左右。 浇灌混凝土时，为了使导管底部有一定的水密 性，要安装底阀。导管底阀分底盖式和滑阀式２种。 前者在浇灌混凝土的同时将底盖残留在孔底，后者 导管呈敞开状。为了便于操作及施工，通常使用滑 阀式。但目前很多工地上，有用篮球堵住导管口，漏 斗上装够混凝土后，开始灌注混凝土时采用人工拉 动篮球的方法，这样简单经济，但操作过程中必须非 常小心。 导管的连接也应保持一定的水密性，在构造上 有锥式与法兰式连接２种。锥式连接的特点是，当 上下导管连接后，只要拧几下就可安上，连接迅速。 法兰式连接面之间可夹上橡胶密封圈，上下法兰盘 用４根螺栓及螺帽拧紧，止水性好，外形简单，易于 清理和维修。 ４．２导管的插入深度 在浇灌混凝土过程中，为了防止混凝土由导管 底部流出后可能裹入混凝土上面的浮浆皮、土块等 物，要求导管底部插入混凝土中不得小于２ ｍ。然 而，如果导管插入混凝土中太深，比如超过９ ｍ，经 导管底部的混凝土流动就不畅，或者会发生导管上 部漏斗中的混凝土外溢等问题。 混凝土上升面与导管插入混凝土深度是相互关 连的，并且是决定导管搭接长度的重要因素，因此施 工过程中，必须专人做好检测工作，以掌握分寸。通 常，导管插入混凝土深度以２～６ ｍ为宜。对于大 直径超长混凝土灌注桩，有时采用双导管的水下灌 注方法，除了满足导管插入混凝土深度２～６ ｍ的 要求之外，两导管底部须有一定的高差，一般高差以 ０．５～１ ｍ为宜。 另外，当混凝土浇灌接近地表时，因导管内外落 差小，最后的混凝土比较难于浇灌进去，有时应将导 管的插入深度控制在最小程度。一般可在导管系统 的顶部接一段短管。
