澆筑水下混凝土灌注樁的質(zhì)量控制要點(diǎn)

張 向 陽

(山西辰誠建設(shè)工程有限公司，山西 陽泉 045000)

澆筑水下混凝土灌注樁的質(zhì)量控制要點(diǎn)

張 向 陽

(山西辰誠建設(shè)工程有限公司，山西 陽泉 045000)

在分析水下混凝土灌注樁施工優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從沖擊成孔、鋼筋籠下放、混凝土灌注等方面探討了水下混凝土灌注樁施工技術(shù)的要點(diǎn)，并對(duì)施工中的不足之處提出了改進(jìn)建議，以保證成樁的質(zhì)量。

混凝土灌注樁，基礎(chǔ)，鋼筋籠，施工

1 水下混凝土灌注樁的施工特點(diǎn)

水下混凝土灌注樁，適用于水下結(jié)構(gòu)部位的混凝土施工，再通過攪拌和直接灌注，即可就地成型和硬化。然而，水下灌注樁所使用的混凝土，本身與普通混凝土工程的材料并無兩樣，關(guān)鍵在于特殊施工工藝的采用，譬如基坑排水、基礎(chǔ)防滲和圍堰施工等。其特性可歸納為優(yōu)缺點(diǎn)兩個(gè)方面研討。

1.1 優(yōu)點(diǎn)分析

水下混凝土灌注樁施工，既不需要制備和運(yùn)輸，同時(shí)可以免去打入的程序，在施工時(shí)，樁基不會(huì)受到彎折和錘擊應(yīng)力影響，僅需考慮軸向壓力布控問題，因此在耗費(fèi)少量鋼筋后，并根據(jù)鋼筋籠工作荷載的性能需求，即可完成施工，相比于普通樁基混凝土工程，表現(xiàn)出節(jié)約材料和設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。水下混凝土灌注樁施工時(shí)，緊扣水文地質(zhì)條件，靈活調(diào)整樁長(zhǎng)和樁徑，可避免地面的隆起和側(cè)移，因此不會(huì)對(duì)環(huán)境造成比較大的影響，尤其是周圍的建筑物和地下設(shè)施，危害性被降至最低狀態(tài)，屬于典型的擠土樁效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)樁端嵌入基巖之后，混凝土一次灌注成型，中間不需要設(shè)置接頭，可有效保證單樁的承載能力。

1.2 缺點(diǎn)分析

在清孔時(shí)，泥漿清除難度大，直接排入水體，容易污染環(huán)境，孔底沉渣物也不容易清除，以致在拔球時(shí)，泥漿和混凝土相互作用，使得樁段承載力大打折扣，甚至可能造成沉降；在成孔時(shí)，選用任何類型的成孔方式，都會(huì)形成較大的噪聲；在灌注時(shí)，必須保證灌注的連續(xù)性，中斷時(shí)僅能停留短時(shí)間，否則會(huì)出現(xiàn)埋管和斷樁等問題。除此之外，由于水下混凝土灌注樁在水底施工，隱蔽的水下結(jié)構(gòu)部位，無法直觀控制和檢驗(yàn)樁身的質(zhì)量，在缺乏必要的監(jiān)測(cè)工作時(shí)，容易由于操作不當(dāng)，而導(dǎo)致各種質(zhì)量事故。

從以上水下混凝土灌注樁施工優(yōu)缺點(diǎn)的分析，可看出水下混凝土灌注樁施工程序并不復(fù)雜，但由于施工環(huán)境的特殊多變，側(cè)面要求我們進(jìn)一步掌握其使用的技術(shù)要點(diǎn)，方可確保施工質(zhì)量的無虞。

2 水下混凝土灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)

以某水下混凝土灌注樁工程為例，該工程選用預(yù)拌好的商品混凝土，在運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，借助攪拌設(shè)備充分?jǐn)嚢?，并在攪?0 min后，要求完成澆筑，以免造成坍落度損失。本工程采用沖擊鉆成孔方式，拌合站包括1臺(tái)拌合樓和2臺(tái)強(qiáng)制式攪拌機(jī)，在預(yù)拌完畢后，由3輛容量8 m3的攪拌車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。攪拌車將混凝土運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，直接倒入導(dǎo)管漏斗。在此之前，成孔、鋼筋籠吊放、混凝土灌注等，都是施工的技術(shù)重點(diǎn)。

2.1 沖擊成孔

在成孔期間，同步借助掏渣筒，將孔內(nèi)破碎狀的土體、石塊等清理干凈。成孔后，檢查成孔質(zhì)量。同時(shí)利用測(cè)繩和測(cè)砣，檢查泥漿的浮力和摩阻力，確保成孔質(zhì)量達(dá)標(biāo)。隨后采用泵吸反循環(huán)清孔的方式，直至泥漿比重降至1.1 g/cm3以內(nèi)，粘度和含砂率范圍分別為16 s～17 s，1.5%～2%，最后再用高壓風(fēng)機(jī)將沉渣吹出孔內(nèi)。

2.2 鋼筋籠下放

加工后的鋼筋籠，放置于長(zhǎng)線胎模之上，每節(jié)都有固定編號(hào)，接頭參照編號(hào)依次焊接，并用加勁骨架強(qiáng)化。焊接后的鋼筋籠，利用專用的吊裝工具下放，其標(biāo)準(zhǔn)是保持上節(jié)與下節(jié)中心線的垂直，吊裝時(shí)可往內(nèi)稍微彎折底部的鋼筋，實(shí)踐證明能夠起到導(dǎo)向效果。在安裝到位后，利用超聲波檢測(cè)管檢查各節(jié)安裝情況。經(jīng)檢查，確定主筋間距、箍筋間距、骨架外徑、骨架傾斜度、骨架保護(hù)層厚度、骨架中心平面位置、骨架頂端高程、骨架地面高程等，都能夠滿足本次水下混凝土灌注樁施工的基本要求。

2.3 混凝土灌注

本工程選用的導(dǎo)管，主材為厚度5 mm的鋼板，以卷制和焊接方法完成。管道直徑25 cm，各節(jié)導(dǎo)管利用絲扣緊固，連接段平均長(zhǎng)度2.5 m，最長(zhǎng)不超過3.76 m，與底部的距離，控制在35 cm～40 cm之間。導(dǎo)管下放時(shí)，要保持與鋼筋籠之間的距離，其長(zhǎng)度根據(jù)編號(hào)順序依次控制。入位之后，進(jìn)行水密和承壓試驗(yàn)，再與漏斗連接，現(xiàn)場(chǎng)選用鋼墊板封住漏斗底部。首次水下混凝土的灌注量，根據(jù)灌注直徑和導(dǎo)管長(zhǎng)度而定，本次直徑標(biāo)準(zhǔn)有1.5 m和1.8 m兩類，分別對(duì)應(yīng)導(dǎo)管的長(zhǎng)度為45 m和35 m，第一類標(biāo)準(zhǔn)的灌注量為4.19 m3；第二類標(biāo)準(zhǔn)的灌注量為5.37 m3，均可利用容量8 m3的攪拌車完成初灌。

灌注時(shí)，為有效控制沉淀層的厚度、樁頂?shù)母叨群吐窆艿纳疃?，可根?jù)泥漿面下孔深的狀態(tài)，靈活調(diào)整混凝土面的高度，以及觀察返水的情況，進(jìn)而準(zhǔn)確分析和判斷孔內(nèi)情況?，F(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取了5個(gè)樁基，統(tǒng)計(jì)其水下混凝土灌注量。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，混凝土超灌量在10%～20%之間，筆者分析了相關(guān)客觀原因，發(fā)現(xiàn)在沖孔時(shí)，孔壁有塌落影響，同時(shí)選用的沖擊鉆，擺動(dòng)幅度太大，導(dǎo)致孔徑的不規(guī)則擴(kuò)大。針對(duì)該問題，筆者提出了控制混凝土自重向下流動(dòng)的平衡，根據(jù)各個(gè)流體點(diǎn)的壓強(qiáng)變化狀態(tài)，尤其是在每次灌注時(shí)，當(dāng)?shù)诙嚮炷镣鹿嘧r(shí)，已灌注的混凝土很容易初凝和堵管，使得導(dǎo)管受力異常。對(duì)此，我們除了需要檢查使用導(dǎo)管是否有嚴(yán)重磨損、銹蝕、焊縫、砂眼等跡象，而且要保持灌注的連續(xù)性，速度既不能太快，也不能太慢，譬如在混凝土達(dá)到鋼筋籠底部下面1 m時(shí)，適當(dāng)減緩灌注的速度，可避免混凝土對(duì)鋼筋籠的沖擊力，這也是規(guī)避鋼筋籠上浮的重要方法，在混凝土達(dá)到鋼筋籠底部上面4 m時(shí)，則要略提導(dǎo)管，保持導(dǎo)管底口和鋼筋籠底部2 m的距離，然后再恢復(fù)正常的灌注速率。

3 施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

本次工程共完成100根水下樁，其中規(guī)格φ150 cm的有80根，規(guī)格φ180 cm的有20根。在施工后，采用鉆孔取芯的檢驗(yàn)方法，確定樁基的沉渣和混凝土強(qiáng)度均達(dá)標(biāo)。同時(shí)采用超聲檢測(cè)方法，檢查混凝土的均勻性，確定90%以上的樁基沒有缺陷，完整性合格，僅有10%的樁基存在局部小缺陷。由此說明采用以上的施工方法，整體施工成效良好，僅有少量的不足之處需要彌補(bǔ)，對(duì)此筆者歸納總結(jié)了幾點(diǎn)施工經(jīng)驗(yàn)：

1)在灌注混凝土之前，認(rèn)真檢查樁孔的孔位、孔徑、孔深、孔底沉渣厚度、垂度度等，其選用導(dǎo)管厚度至少3 mm，直徑則在20 cm～25 cm之間，其偏差至多±2 mm，并在使用之前，按照0.6 MPa～1 MPa的標(biāo)準(zhǔn)試壓。

2)工程所使用的隔水栓，使用灌注混凝土相同強(qiáng)度等級(jí)的細(xì)石混凝土制作，既要保證隔水性能良好，同時(shí)要滿足順利排水的需求。然后在灌注混凝土之前，快速攪拌混凝土1 min，確保待澆筑混凝土均勻。

3)灌注混凝土過程中，把控好導(dǎo)管底口和孔底之間的距離，要求滿足混凝土足夠的儲(chǔ)備數(shù)量，每次灌注混凝土后，導(dǎo)管埋入平均深度4 m，即每次提起管道時(shí)，都要控制在該深度左右，期間可安排專人現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。

4)在灌注時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)超灌，務(wù)必將泛漿的高度鑿除，將其超出的高度，控制在0.8 m～1 m范圍內(nèi)，并確保不會(huì)影響樁頂混凝土暴露面的強(qiáng)度。

4 結(jié)語

水下混凝土灌注樁的施工，具有施工流程簡(jiǎn)便和節(jié)省成本的優(yōu)勢(shì)，但由于施工位置特殊，在施工期間難免會(huì)出現(xiàn)各種施工問題，對(duì)此文章提出了一系列的施工技術(shù)建議，可供相關(guān)水下混凝土灌注樁工程參考借鑒，但考慮到不同水下混凝土灌注樁工程施工要求和條件的差異性，筆者建議在實(shí)際工程中，應(yīng)緊扣施工主客觀詳情，因地制宜地利用以上施工技術(shù)，方可確保這些技術(shù)的適用性。

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[3] 李玉鵬.水下混凝土灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)[J].江西建材,2015(3):110.

The quality control key points of pouring underwater concrete pouring pile

Zhang Xiangyang

(ShanxiChenchengConstructionEngineeringLimitedCompany,Yangquan045000,China)

Based on the analysis on advantages and disadvantages of underwater concrete pouring pile, this paper discussed the underwater concrete pouring pile construction technology key points from the impact holing, reinforcement cage decentralization, concrete pouring and other aspects, and proposed improvement recommendations for deficiencies in construction, so as to ensure the piling quality.

concrete pouring pile, foundation, reinforcement cage, construction

2015-06-07

張向陽(1975- )，男，工程師

1009-6825(2015)23-0057-02

TU473.14

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