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淺談鉆孔灌注樁水下砼灌注
論文關鍵詞：鉆孔灌注樁；水下砼灌注；水下砼性能指標
論文摘要：文章對影響鉆孔灌注樁水下砼灌注中的砼的性能指標、泥漿性能指標、導管及隔水塞等問題進行了探討，并根據(jù)實際施工經(jīng)驗提出砼、泥漿的合適控制指標，總結(jié)了對灌注前的準備、初期灌注、中期灌注、后期灌注的合理有效的控制措施，以確保水下砼灌注的質(zhì)量。
鉆孔灌注樁因具有承載力高、可以穿越軟硬巖層及施工方便等優(yōu)點，在我國沿海地區(qū)地基基礎工程中被廣泛使用。其中水下砼灌注是鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量控制中的關鍵工序，若施工措施不當就會造成樁缺陷，甚至產(chǎn)生報廢樁，從而給施工單位造成重大損失，因此，在水下砼灌注中運用合理的施工控制措施以確保工程質(zhì)量顯得十分重要。
一、水下砼性能指標的控制
灌注樁砼有其本身的特殊性，要求砼在灌注中具有較好的流動性、和易性，因此需要控制好砼的性能指標。
1．砼原材料。細骨料宜選用中粗砂；粗骨料優(yōu)先選用卵石，其含泥量應小于2%，以確保砼和易性、流動性，防止堵管現(xiàn)象。
2．混凝土的初凝時間。砼初凝時間應大于樁的砼灌注時間，一般砼初凝時間僅3～5小時，只能滿足淺孔小樁徑灌注要求，深樁灌注時間約為5～7小時。因此用于鉆孔灌注樁的水下砼應摻加外加劑，使砼的初凝時間大于8小時，所摻加的外加劑不僅要具有緩凝作用，還應具有減水、改善和易性及節(jié)省水泥等材料作用。
3.坍落度控制。在實際施工中坍落度控制在200~220mm較好，這樣的砼具有良好流動性。在鉆孔灌注樁水下砼灌注中發(fā)生堵管等問題往往砼的坍落度、初凝時間等性能指標有關，所以必須嚴把砼質(zhì)量關。除了控制好砼質(zhì)量外，在水下砼的灌注過程中還要注意其他方面的控制。
二、水下砼的灌注
1．灌注前的準備。（1）孔內(nèi)泥漿性能指標的控制：砼灌注前應調(diào)控好泥漿性能指標，根據(jù)施工經(jīng)驗泥漿比重控制為1.10～1.25、含砂率小于等于8%、粘度小于等于28s。因為泥漿比重過小，泥漿護壁就容易失去了阻擋土體坍塌的作用，如果泥漿的比重過大、過稠會降低泥漿流動性，增加澆注砼的阻力，使的置換砼產(chǎn)生困難，從而影響成樁的質(zhì)量。（2）灌漿導管的選擇：灌漿導管的選擇應根據(jù)樁孔的深度、鋼筋籠的設計直徑及導管的活動范圍等因素來綜合考慮，選擇合適導管直徑。一般大直徑導管可以縮短砼灌注時間。導管每節(jié)長度可視工藝要求、樁深來確定，一般為0.5m、1.0m、2.0m，底管長度不小于4m。導管之間的連接采用高強螺栓，在使用前應試拼裝、試壓，試水壓力為0.6～1.0MPa，使用時將導管內(nèi)壁雜物清除，并檢驗防水膠墊是否完好、有無老化現(xiàn)象，對導管進行量長度、編號，確保導管連接可靠、使用有序、易于裝卸及良好的密封性。（3）設置隔水栓塞：隔水栓塞的選擇直接影響砼的初期灌注。所選用的隔水栓直徑應與導管內(nèi)徑相配，同時具有良好的隔水性能，保證順利排出。隔水栓塞一般有預制砼圓柱塞、球膽及橡膠栓塞，球膽栓塞采用籃球或排球膽。在實際施工中，一般選用球膽栓塞，因為砼活塞極易因?qū)Ч芗毼⒆冃味ㄋ涝趯Ч軆?nèi)，易造成砼灌注的困難，而球膽栓塞卻具有良好的彈性、隔水性、可多次重復使用及排出順利等優(yōu)點。
2．初期灌注。導管底端距孔底高度可根據(jù)樁徑大小、隔水栓塞大小加以確定，一般控制在30～50cm，樁徑小時取大值。漏斗內(nèi)砼的初灌注量必須滿足初灌時導管底部一次性埋入砼中1.0～1.5m。初灌量過小會造成脫管現(xiàn)象、底管口砼離析，造成斷樁等事故，影響成樁質(zhì)量。開始灌注時盡量準備足夠的砼，砼下降產(chǎn)生的巨大沖擊力可將孔底泥漿泛起，從而帶動孔底沉渣返出，減少樁底沉渣厚度，提高樁的承載力。因為根據(jù)巖土有關理論說明：孔底的沉渣厚度少許的減少，則樁承載力將大幅度的增加。在灌首批砼之前先在料斗內(nèi)放入0.1～0.3m3與砼標號的水泥砂漿，然后再放入砼，水泥砂漿起潤滑導管作用。在首批砼順利下滑至孔底后，立即檢測導管內(nèi)外的砼高度，檢查導管是否埋入砼中，合格后應繼續(xù)向漏斗加入砼，轉(zhuǎn)入中期灌注，要確保砼灌注的連續(xù)作業(yè)，使砼和泥漿一直保持流動狀態(tài)。
3．中期灌注。在中期灌注過程中，應勻速向漏斗內(nèi)灌注砼，若突然灌注大量的砼，導管內(nèi)空氣將不能立即排出，會導致堵管。在灌注時需適當提升串動導管，串動導管時嚴禁碰撞鋼筋籠，以防鋼筋籠有上浮或下沉。串動導管作用：有利于后續(xù)砼的灌注。因為砼在導管內(nèi)停留時間長，骨料滯留在導管中，使砼與管壁摩擦阻力增強，其流動性將變差，易造成上部砼下落困難，從而發(fā)生堵管；有利于提高砼密實度，保證成樁質(zhì)量。串動導管可將砼擠入樁周圍孔壁中，起到提高樁側(cè)阻力的作用，另外也加大了砼與鋼筋籠的握裹力。
在灌注中若發(fā)生堵管，在埋管深度不大時，可采用適當增加導管的上下串動高度及速度，使管內(nèi)砼受力排出。如無效，可用大錘錘擊導管或用鋼管插入管內(nèi)上下串動，仍無效應提出導管做事故處理，并做好記錄備案。
在灌注過程中要及時拆卸導管。因為若導管埋深過大，將導致已灌注砼流動性降低，導管外砼對導管內(nèi)砼的負壓力增高，灌注超壓力降低，使砼在導管內(nèi)不易下落，若埋管過淺易造成斷樁。據(jù)實際經(jīng)驗導管插入砼面深度以5.0～6.0m為宜，導管串動幅度以1.0m左右為宜。在灌注過程中，應經(jīng)常用測錘探測砼面的上升高度，以正確判斷砼的埋管深度，從而準確拆卸相應長度的導管，保持導管的合理埋深，以降低導管外砼對導管內(nèi)砼的負壓力，提高其超壓力，使砼在導管內(nèi)順利排出。拆卸導管時應盡量縮短作業(yè)時間及砼在導管內(nèi)的停留時間，以防堵管。拆卸下的導管應立即清洗干凈。
4．后期灌注。在灌注砼的后期，由于導管內(nèi)砼柱高度減少，超壓力降低，而導管外泥漿的稠度、比重卻增大，容易出現(xiàn)砼上升困難，因為砼必須以大大超過泥漿的反作用壓力才能將孔內(nèi)的泥漿擠壓出孔口，在實際施工時，可采取在孔內(nèi)加水稀釋泥漿或人工扒撥部分沉淀物等方法，使砼灌注順利。要控制好最后一次砼灌注量，避免浪費砼材料。砼超灌高度應符合設計要求，確保鑿除浮漿后樁頂砼達到設計強度，實際施工可制作簡易打撈工具撈取砼樣以控制好砼超過高度，為防止樁頂空心，在灌注結(jié)束后，導管拔出砼之前應串動導管，幅度不超過50cm，并且導管提升速度要慢。
在鉆孔灌注樁水下砼灌注時，要合理控制好灌注速度，確保砼灌注時間不超過砼的初凝時間，這對于保證樁的灌注質(zhì)量十分重要。只要工程技術(shù)人員在實際施工中做好準備，不斷總結(jié)經(jīng)驗，加強對砼灌注的各環(huán)節(jié)的科學管理及控制，就可確保鉆孔灌注樁水下砼的質(zhì)量。
參考文獻
[1]中國建筑科學研究院．建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-94）[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995．
[2]樁基工程手冊編寫委員會．樁基工程手冊[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995．
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