钻孔桩水下混凝土灌注技术总结

1、K311+424刚构桥钻孔桩水下混凝土灌注技术总结王若文摘要：结合钻孔灌注桩的施工实践，介绍水下混凝土的施工技术要点关键词：钻孔灌注桩 水下混凝土 K311+424特大桥是昆明至曼谷高速公路元江至磨黑段一座（60+106+60）米三跨连续预应力砼箱形刚构桥。 1#墩桩基顶部高程距大弯河仅8米，平面位置距大弯河仅6米。1#墩桩基为6根52米200cm钻孔灌注桩，混凝土施工采用水下灌注。 钻孔灌注桩技术自60年代在我国首次应用以来，历经四十多年的实践，在工程中特别是在公路桥梁工程中愈来愈显示出其巨大的技术优越性和经济效益。钻孔灌注桩施工技术比一般桩要复杂，技术含量较高，施工过程中稍有大意，就会出现

2、断桩或其他质量问题，钻孔灌注桩质量问题主要发生在成孔阶段。成桩阶段易发生质量问题的主要原因在于：钻孔灌注桩质量与水下混凝土灌注工艺控制息息相关，尤其是与混凝土的品质、灌注过程中的压力状态、混凝土的运动状态、设备的提升、边界条件等因素有关，而这些因素有是无法预料、难于控制的。为保证钻孔灌注桩质量，对成桩过程进行全面质量监控是很必要的。结合对K311+424刚构桥1#墩桩基的施工实践，从施工设备、混凝土配制、混凝土灌注这三个方面，总结直升导管法灌注水下混凝土施工技术。直升导管法是：混凝土通过导管下口，进入到初期灌注的混凝土（作为隔水层）下面，顶托着初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆上升。此方法主要

3、特点是浇注混凝土必须连续，而且必须在首批混凝土初凝前的时间内进行。1 灌注设备准备施工设备是公路工程命脉，没有它或它性能不佳就不能保证工程顺利进行。对于钻孔灌注桩，机械设备的完好、配套是保证灌注水下混凝土的质量的基本前提。在施工前，现场技术人员应对施工设备的组织、完好性等进行严格的检查，达到施工条件后方可开仓，以保证施工过程中设备正常运转，确保灌注桩的质量。（1）、钻孔灌注桩水下混凝土施工中，在指定位置应备有性能良好的备用发电机，这点很重要，防止施工过程中出现电网断电或发动机损坏而延误灌注时间，造成断桩事故。（2）、搅拌机械的容量和数量要满足混凝土连续灌注和控制灌注时间的需要。混凝土搅拌机每次

4、使用前应进行认真的检查维修，确保灌注期间的正常使用。K311+424刚构桥1#墩要求使用强制性混凝土搅拌机，其容量不宜小于400L。（3）、混凝土导管的基本要求是满足混凝土灌注量、接头密封不漏水不漏气。导管必须坚固，内壁圆滑、顺直、光洁和无局部凹凸。各节导管内径大小必须一致。导管每次使用前都仔细检查，包括焊接缝、管壁的光滑度、平直度，有无穿孔裂纹等。导管在施工前必须进行必要的水密、承压和接头抗拉试验。各节导管接口应有的垫物，螺栓拧紧，确保导管在施工过程中不漏水。导管吊放时，其位置应居于桩孔轴线上，其轴线顺直，稳步沉放，防止和钢筋骨架碰撞。（4）、导管顶部应设置漏斗，其上方设溜槽、储料斗和工作平

5、台。储料斗和漏斗高度应满足导管的拆除等操作需要外，并应在灌注到最后阶段时，能满足对导管内混凝土柱的高度的需要。漏斗和储料斗的容量（即首批混凝土储备量）应使首批灌注下去的混凝土能满足导管初次埋深的需要（5）、K311+424刚构桥1#墩采用泵送混凝土，混凝土泵管安装采取向上原则，防止混凝土离析、泵管堵塞。混凝土输送泵必须是性能良好的，使用前应进行通水实验，做到输送管接口密实不漏气，在施工场地制定严密的、可行的混凝土堵塞管道的补救方法。（6）、隔水栓、阀门，由于首批混凝土注量大，一般需要拌和多盘混凝土才能满足需求量，需在漏斗下设置栓、阀门，以储存混凝土，待漏斗和储料斗内的混凝土储量够了，才开栓、阀

6、门以使首批混凝土在很短的时间内一次降落到导管底。（7）、采用钻孔机带爬斗或起重机配料斗提灌混凝土，使用前应进行严密检查以防出现事故发生。以上各项准备就绪 、确认可靠后才可以开始灌注混凝土。2 混凝土配制水下混凝土质量的关键是混凝土配制。配制混凝土的材料除应符合公路桥涵施工技术规范的规定外，应满足下列要求： （1）、水泥可采用硅酸盐水泥、普通水泥、火山灰质水泥或矿渣水泥。水泥初凝时间不宜早于2.5小时，水泥用量不得少于350Kg，采用525水泥时，其用量不能减少。混凝土实际配制标号宜比设计标号提高1015%，确保混凝土质量符合要求。元江至磨黑高速公路上K311+424刚构桥1#墩桩基砼标号为C3

7、0，采用525水泥，混凝土实际配制标号为C40。灌注混凝土时适当加入缓凝剂，桩基全部为A类桩基。 （2）、集料的选用，水下灌注桩一般采用2级配碎石，不宜采用单级配碎石，单级配碎石难于保证混凝土强度。集料最大粒径不宜大于导管内径的1/61/8 和钢筋最小径距的1/4，粒径不得大于40mm，泵送时不得大于30mm，扁平状含量不应超过规范规定值。K311+424刚构桥1#墩灌注桩基采用两级配碎石，碎石粒径为520厘米，混凝土坍落度为19cm，混凝土质量良好。细集料一般采用级配良好的中砂，为使混凝土有较好的和易性，混凝土的含砂率采用40%50%，水灰比宜采用0.50.6。根据施工实际情况，如砂的含水量

8、、水泥的品种可适当调整水灰比，但实验人员必须现场实验，达到要求后方可使用该水灰比。 （3）、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的掺加缓凝剂的品种和比例，以作到真正达到延长混凝土初凝时间和保证混凝土强度的目的。混凝土的强度是和混凝土的密实程度有密切相关的，而水下混凝土的密实是靠混凝土的自重下沉来完成的，因此，水下混凝土应有良好的流动性和粘性。为使混凝土的和易性满足施工工艺技术的要求，一般要求混凝土坍落度为1822cm。水下混凝土的强度一般比空气中混凝土强度低为50%90%。钻心取样证明，水下混凝土的抗压强度是混凝土标准强度的80%左右。因此，水下混凝土的试配强

9、度应高于混凝土强度的20%30%。这是保证水下混凝土质量的有效措施。3 混凝土灌注水下混凝土灌注是钻孔灌注桩的关键工序。（1）、灌注水下混凝土前，应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，控制好沉淀层厚度，埋导管的深度和桩顶高度，避免造成沉淀过厚，导管提漏、埋管过深拔不出或断桩事故。（2）、准备就绪后可以放下导管，栓球初始位置和管内的泥浆液面平齐或高出13cm，如低于液面会产生气阻或形成高压而损坏导管接头的密封带，造成泥浆渗入。第二步是倒入少量的水泥砂浆，数量因桩径而定，放下球塞使砂浆全部进入导管内。在停止下放球塞同时可以向孔口储料斗倒满混凝土，待吊运料斗也装满并吊至孔口上方，剪断固

10、定球塞的铁丝，开始灌注混凝土。第三步是提升和拆导管，当混凝土灌注达到孔口不再返出泥浆时，说明混凝土压力已经等于或小于其在桩孔内顶升力的阻力，此时稍稍向上提动导管混凝土还能灌入孔内，如果要提升导管0.51.0m以上才能灌入混凝土,说明动力已经大大小于阻力，此时可以拆除导管，以减少导管在混凝土中的埋深，使动力重新大于阻力。此时应先测量孔内混凝土面的实际深度，然后再决定拆除多少导管。（3）、为正确控制导管埋深，必须不断实测混凝土面的上升位置，然后和混凝土灌注量对进行核对，如果混凝土面上升值少于预升值，说明该段有扩径，如果上升值比预计值多得多，不是测量错误就是发生缩径或坍孔，此时应进行重新换位置测量，弄清原因，不能草率拔导管或拆导管，避免再灌注造成夹砂甚至断桩。埋管应控制在26m,拆除导管时动作要快,时间一般不宜超过15min。（4）、灌注快结束时，由于导管内混凝土柱高度减少，超压力降低，而导管外的泥浆及所含的渣土粘度增加，相对密度增大，提升有点困难，可以在孔内加水稀解泥浆。在拔出最后一段导管时，速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管形成泥心