浅谈水下砼灌注桩施工技术

　　1 工程概况

　　某平原引水工程引用一座水库的源水，其经过隧洞自流至一座调节水库，再经过有压隧洞自流出口接输水管道至泵站，进行泵站加压分南、北线输水管道，南线输水管道长约8KM送至各水厂：输水管道长约8.5KM，管桥约40座,输水管道经过河道的地质条件较差,其中

　　有一条河道最宽约达100米;该引水管桥分6跨，输水管道管径为1.2米,每跨跨径为16米，桩径为DN600的水下砼灌注桩，钢筋混凝土强度为C25，桩入土深度为25米。

　　2 水下砼灌注桩施工工艺及技术要求

　　2.1 施工准备

　　施工前要做好准备工作：包括场地平整，水、电、路三通一平工作，按成孔灌注制作钢筋笼，砼材料堆放，废水废渣临时存放，材料工具，存放及搭设工地临时设施等多方面的需求进行规划布置，由于在施工过程中会产生大量的废浆污水和含泥浆的钻渣，稍有管理不慎会四处流淌，使施工场地遍地泥泞，影响人员车辆通行和设备器材的搬运，还需布置多条废浆钻渣的清运通道，在通道两旁和场地其它低洼易积水处，设置排水沟和积水池，并经常进行疏设防止污水外溢。

　　2.2 钻孔

　　钻孔成形施工方法有正循环及反循环钻孔，正循环回转钻孔工艺，其设备简单轻便，故障相对较少，工艺技术成熟，操作简单，易于掌握，其缺点桩孔直径大，其钻杆与孔壁之间的环状断面面积大，泥浆上返流速低、排除钻渣能力差，岩土重复破碎现象严重，本工程采用正循环钻孔。

　　2.3 清孔

　　正循环钻进终孔后，将钻具提离孔底20―50cm，采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆维持正循环30分钟以上，直至清除孔底治渣和孔壁泥皮，泥浆含砂量小于4%为止，正循环清孔只适用于直径小于φ600mm的桩孔，当桩孔直径大于φ600mm，一般需风压机清孔，风压机清孔可以在孔内下钢筋或下灌注导管后，实行二次清孔作业，以保证灌注砼前孔底干净。

　　2.4 钢筋笼制作与安放

　　钢筋笼所用钢筋的品种、规格、数量、间距都严格按设计图纸配置，钢筋保护层厚40―50mm，用绑扎在骨架外侧的水泥垫块控制，直径1米以上要桩钢筋骨架，箍筋应与主筋点焊防止变形，如钢筋笼过长，可分段吊放，并宜用钢管加强骨架刚度，需要焊接时可先将下段挂在孔内，吊高第二段进行焊接，逐段接焊逐段放下，吊入后校正位置，勿使扭曲变形。

　　2.5 导筒法水下砼灌注

　　水下砼浇注采用导管法，即将密封连接的钢管作为水下砼的灌注通道，其底部以适当的深度埋在灌入的混凝土拌和物内，在一定的落差压力作用下，形成连续密实的砼桩身，其工艺过程为：首先，将底口敞开的导管下入水中，在管中水位上方悬挂一个砼制做的隔水塞，然后将首批砼拌和物填塞，剪断悬挂隔水塞的铁丝，使隔水塞和砼顺管而下将管内的水挤出，并埋住导管底部一定深度，将孔内冲洗液隔离，随着后续砼的不断灌入，桩孔内的砼不断升高，相应提升并拆卸导管，直至灌入的砼达到设计标高，形成连续的砼桩身。

　　3 水下砼灌注桩常见事故原因分析及处理方法

　　3.1 坍孔壁

　　3.1.1 原因分析

　　提升、下落掏渣筒和放钢筋骨架时碰撞孔壁，护筒周围未用土填封紧密而漏水或埋置太浅，未及时向孔内加清水或泥浆，孔内泥浆面低于孔外水位，或泥浆比重偏低，遇流砂，软淤泥，破碎地层，在松软砂层钻进时，进尺太快。

　　3.1.2 应对措施

　　提升、下落掏渣筒和放钢筋笼时，保持垂直上、下，避免碰撞孔壁清孔之后，立即浇筑砼，轻度坍孔时，加大泥浆比重和提高水位，严重坍孔时，用粘土、泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速重新钻进。

　　3.2钻孔偏移倾斜

　　3.2.1 原因分析

　　a.桩位放线过程中出现错误或误差太大。

　　b.杆导架不垂直，钻机磨损，部件松动土层软硬不匀，埋有探头石，或基岩倾斜未处理。

　　c.桩拉移动或桩机就位不准确。

　　d.钻孔过程中塔架、钻杆不垂直。

　　e.存在地下障碍物。

　　3.2.2 应对措施

　　a.位放线时，必须认真阅读设计图纸，仔细审查轴线和桩间尺寸确保无误;严格按设计图纸放线，轴线间误差不大于0.5cm,桩位误差不大于1.0cm,钉入地下的桩桷应牢固;桩位测放完毕,还应进行验线,验线合格后,清除场内不是桩位的放线桷,保护好向场地外引放的控制点。

　　b.将桩架重新安装牢固，并对导架进行水平和垂直校正，检修钻孔设备，如有探头石，宜用钻机钻透，偏斜过大时，填入石子粘土重新钻进，控制钻速，慢速提升下降往复扫孔纠正。

　　c.移机时安排好线路，避免桩机履带碾压桩位，无法避免时，应对碾压的桩位重新进行复核;钻机就位时，钻头尖必须对准桩位。

　　d.为使钻机塔架及钻机保持垂直，可在操作室内安装水平仪，在塔架上两个方向安装铅锤，调整塔机及钻杆保持垂直状态，并支稳钻机支服，保证钻进过程中不发生倾斜。

　　e.施工前做好场地平整工作，土质松软时应进行压实，对旧基础、大块物等进行挖除，钻进过程中遇到障碍物时，应停止钻进，提钻清除障碍物，再测放桩位进行钻进。

　　3.3 导管漏水

　　3.3.1 原因分析

　　连接部位垫圈挤出损坏法兰螺丝松紧不一，初灌量不足未过到最小埋管高度，冲洗液从导管口侵入，连续灌注时，未将管内空气排出，致使在管内产生高压气囊，将密封圈挤破，导管提升过多，冲洗液随浮浆侵入管内。

　　3.3.2 应对措施

　　如从导管连接处和底口渗入，漏水量不大时，可集中数量较多，坍落度相对较少的砼一次灌入，依靠砼下落压力将水泥砂浆挤入渗漏部位以封住底口，准备足量的砼，重新开始灌注，灌入砼较多使消除困难时，应暂停灌注，下入比原孔径小一级的钻头，钻进至一定深度后起钻，用高压水将砼面冲洗干净，并将沉碴吸出，将导管下至中间的孔内再恢复灌注。

　　3.4 堵管问题

　　堵管现象在钻孔灌注桩施工中较为常见，原因较多，堵管后不但影响工效，还造成浪费，必须有针对性地采取有效措施，避免堵管事故发生。

　　3.4.1 原因分析

　　a.管路有异物或不通畅通

　　b.混凝土配合比不合理，塌落度不合理，流动性差。

　　c.间隔时间太长。

　　3.4.2 应对措施

　　a.连接混凝土输送管路，必须逐根检查每根管内有无异物，发现异物应立即清除,发现管内有起皮现象应立即更换,并对输送泵仓室进行检查,确保无异物;另外，还要在搅拌机出灰槽与输送泵料斗之间设一个过滤筛，辟免大块物进入混凝土泵送入管内。

　　b.合理选混凝土拌和物的坍落度。对于水下导管灌注而言，坍落度宜在18-22cm范围内，必要的时候，可以加入减水剂，以提高拌合物的流动性。

　　c.严格把握搅拌时间。每盘自装料到出料搅拌时间不应少于60s，一般以搅拌90-120s为宜，以保证混凝土搅拌均匀。

　　3.5 钢筋笼偏位问题

　　钢筋笼偏位会造成桩身局部主筋保护层厚度不足，在施工过程中也不容忽视。

　　3.5.1 原因分析

　　a.钢筋笼下放时未对准孔口中心。

　　b.未设置垫块。

　　c.下笼后经机械碾压，钢筋笼顶部变形。

　　3.5.2 应对措施

　　a.下放时，应找准孔口中心，将钢筋笼底部锥尖对准孔口中心，垂直垂直插入孔内，在插入孔内1m左右时，可迅速将钢筋笼转动几圈，更好地对中。

　　b.预制一些中心有孔眼的圆形混凝土垫块，加工钢筋笼时顺便均匀地分组穿在螺旋筋上，也可在钢筋笼上焊加弓形钢筋;钢筋笼顶在地表以下的情况下，笼顶下放至地表以上1m左右时，可迅速将笼顶锚固段均匀地向外扒开后再沉入地下。

　　c.顶高出地面时，机机械碾压也会造成钢筋笼顶部变形。因此，机械行走时应尽量避开。

　　4 结 论

　　在浇灌水下砼灌注桩难免遇到以上事故，针对事故出现及时进行分析，而采用有效措施，从而制止或消除事故的发生，从而保证工程施工质量，巴曹新桥水下砼灌注桩，由于严格按照有关施工工序进行施工，施工方法得当，工程投入运行多年以来，工程运行状况优良，无发现位移现象。

　　参考文献:

　　1周坤.王岩 钻孔灌注桩施中导管堵塞的原因及其预防措施 水利建设与管理 2007.1 :34～35

　　2 桩基工程手册[s]，中国建筑工业出版社，1995 水下浇注混凝土灌注桩灌注事故的预防及处理

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