浅谈如何顺利灌注水下混凝土

-PAGE10-浅谈如何顺利灌注水下混凝土内容提要：通过对京沪高速铁路项目九工区的桩基水下混凝土灌注，重点介绍了桩基水下混凝土灌注的基本要求、连续灌注、和二次封底灌注技术。一．工程概况1.1.地理位置由我公司承建的京沪高速铁路一标段九工区,起讫里程为DK101+506.64，终点里程为DK120+929.29(断链14.035km)路线全长5.388km，基础全部采用摩擦桩，桩直径分别为1.0m，1.25m，1.5m三种类型，地处天津市北辰区青光镇和西青区杨柳青镇。1.2.地形地貌地形地貌为近海冲积平原，地势由西向东缓倾。1.3.地质条件地层主要为第四系冲积层、冲洪积层、海积层，一般以黏性土、粉土、砂类土为主。普遍分布松软层，松软层底板埋深在6～18m范围内；地震动峰值加速度≥0.01g，分布有地震可液化层，液化层以饱和的粉、细砂及粉土为主。2.1配合比选定北京到沧州地段沿线地下水和地表水有不同程度（H1、H2、H3、H4）的化学侵涩性，不同程度的侵涩性对桩基础混凝土的性能有不同的要求，桩基混凝土施工前，必须仔细审核图纸，采用设计图中指定的强度等级的混凝土，不得采用通用设计图中通用性混凝土强度等级。2.2初灌量水下混凝土灌注采用导管法，混凝土灌注应在钢筋笼吊放完成，各项检测数据合格后立即开始，储料斗的容量应使首批灌注下去的混凝土能满足导管初次埋置深度的需要。按首批混凝土封底后导管埋深≥1.0m，来计算所需的混凝土方量。2.3导管要求导管的内径一般为250～300mm，长度一般2m，最下端一节导管长应为4.5～6m，不得短于4m，为了配备适合的导管柱长度，上部导管长为1m或0.5m。导管采用游轮螺母连接，橡胶“O”型密封圈密封，严防漏水。导管初次使用时应做水密承压力试验，进行水密试验的水压不小于井孔内水深1.5倍的压力。以保证密封性能可靠和在水下作业时导管不渗漏，以后每次灌注前更换密封圈。导管吊放入孔时，应将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密，确保密封良好。导管在桩孔内的位置应保持居中，防止导管跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管；导管底部距孔底（或孔底沉渣面）高度，以能放出隔水塞和混凝土为度，一般为250～400mm。导管全部入孔后，计算导管柱总长和导管底部位置，并作好记录。2.4复测孔深灌注前用测锤复测孔深，保证其桩底沉淀厚度摩擦桩不大于20cm，若不满足要求则进行二次清孔，直到合格后方可进行水下混凝土灌注。2.5混凝土混凝土采用拌合站集中拌合，混凝土输送车运至桩位,吊车或钻机配合灌注。采用砍球法灌注混凝土，确认初存量备足后，即可剪断隔水塞铁丝，灌入首批混凝土。同时，观察孔内返浆情况，测定埋管深度并作好记录。首批混凝土灌注正常后，要紧凑地、连续不断地进行，严禁中途停工。灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升拆卸导管，保持导管的合理埋深。导管的埋深应不小于2m，但最大埋深不宜超过6m。随着孔内混凝土的上升，需逐节拆除导管，拆下的导管应立即洗刷干净。灌注接近桩顶部位时，为了严格控制桩顶标高，应计算混凝土的需要量，严格控制最后一次混凝土灌入量。混凝土灌注过程中，配备发电机，保证混凝土灌注连续进行，同时应将井孔内溢出的泥浆引至泥浆循环池回收利用，防止污染环境。水下灌注桩的混凝土面应高出设计0.8m～1.2m，以便凿除浮浆与桩头，确保桩身混凝土质量。4.1首封混凝土4.1.1必需准确测量每节导管的长度，并编号记录，复核孔深及导管总长度。也可将拼装好的导管直接下到孔底，相互校核长度。避免计算错误，使导管下口距离孔底太高或太低。太高了使首批混凝土数量不够，埋不了导管下口（1米以上）。太低了使首批混凝土下落困难，造成泥浆与混凝土混合。4.1.2根据孔径、导管直径认真计算和复核首批混凝土数量。避免计算错误，造成首批混凝土数量不够，埋管失败。4.1.3搞好配合比设计，严格控制混凝土和易性。避免首批混凝土和易性太差，翻浆困难。或坍落度太大，造成离析。4.1.4导管必须密封性好，避免在首批混凝土灌注后，由于外部泥浆压力太大，渗入导管内，造成混凝土与泥浆混和。4.1.5首批混凝土封底失败后，应拨出导管，提起钢筋笼，立即清孔。4.2供料和设备故障使灌注停工4.2.1施工前应做好过程能力鉴定，对于部分设备考虑备用；对于发生的事故应有应急预案。避免设备故障，混凝土材料供应问题造成停工较长时间，使混凝土凝结而断桩。4.2.2处理方法⑴如断桩距离地面较深，考虑提起钢筋笼后重新成孔。⑵如断桩距离地面较浅，可采用接桩。⑶如原孔无法利用，则回填后采取补桩的办法。4.3灌注过程中发生坍孔4.3.1避免由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。4.3.2处理办法⑴如坍孔并不严重，可继续灌注，并适当加快进度。⑵如无法继续灌注，应及时回填重新成孔。4.4导管拨空、掉管4.4.1应认真测量和复核孔深、导管长度；应对导管埋深适当取保守数值。避免测量和计算错误，致使灌注混凝土时导管拨空，对管内充满泥浆；或导管埋深过少，泥浆涌入导管。4.4.2每次拆管后应仔细重新连接导管接头；导管埋深较大时应及时拆管。避免导管挂住钢筋笼，强拉拉脱导管等。4.4.3处理办法⑴混凝土面距离地面较深时应重新成孔。⑵混凝土面距离地面较浅可采取接桩办法。4.5灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆4.5.1混凝土供料间隔时间太长，灌注停顿，混凝土流动性变小。4.5.2混凝土和易性太差。4.5.3导管埋深过大。4.5.4在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低。4.5.5导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大。4.5.6补救措施：⑴提起导管，减少导管埋深。⑵接长导管，提高导管内混凝土柱高。⑶可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。4.6灌注高度不够可采用多种方法测量，确保准确；桩头超灌预留量可适当加大。避免桩头预留量太少,重新接桩。5.1定义由于某种原因不得不中断混凝土灌注，为了混凝土的连续性灌注而采取的再次封底技术，从而保证了桩基质量的完整性，这一过程称为水下混凝土灌注二次封底技术。5.2所出现的工况在水下混凝土灌注过程中，虽然我们也是处处小心，但是仍有操作疏忽发生诸如：混凝土坍落度太大，造成离析堵管；灌车清洗不干净，车内有混凝土结块而不慎堵管；导管密封性不好，在混凝土灌注中，由于外部泥浆压力太大，渗入导管内，造成混凝土与泥浆混和；由于测量和计算失误，致使灌注混凝土时导管拨空；导管埋深过少，泥浆涌入导管；导管接头连接不符合要求，导管挂住钢筋笼，强拉拉脱等等。5.3操作过程⑴初测：拔管之前先测知h1，h2，h4。其中h1为导管口至导管内混凝土面的高度；h2为护筒顶面至孔内混凝土面的高度；h4为管口至管底的高度。（见示意图一）示意图一：拔管前初测示意图二：拔管后复测=2\*GB2⑵拔管：在导管拔出混凝土面之前，拔管须缓慢进行；导管拔出混凝土面后，拔管需迅速进行，并快速将导管拆除清洗干净，堆放整齐。=3\*GB2⑶复测：准确测量h3。h3为拔完导管后护筒至孔内混凝土面的高度。（见示意图二）=4\*GB2⑷下管：下管需快速，准确悬空混凝土面10～15cm。=5\*GB2⑸封底：在大料斗放满混凝土，将料斗抬高不少于1米，且保证导管悬空在10～15cm；备足了二次封底混凝土，开始砍断球线，在计算好混凝土抵达管底的时刻予以压力迅速将料斗压下，使管埋入混凝土至少1米左右；此后可换小料斗进入正常的混凝土连续灌注。（见示意图三）示意图三：二次封底整个过程5.4要点事项⑴拔管先慢后快，慢是在导管未拔空前防止泥浆沿导管涌进混凝土中，快是要争取时间，以防已灌混凝土凝固致使导管插不进去而无法进行二次封底。=2\*GB2⑵下管要迅速，为二次封底赢得时间。=3\*GB2⑶大料斗须抬高，保证新混凝土接触到旧混凝土后，导管能插入旧混凝土1米以上且可以连续灌注。=4\*GB2⑷插管要迅速，准确计算时间，在料斗混凝土将管内的泥浆全部压出后，以此刻瞬时之速把导管插入旧混凝土中1米左右，继而连续灌注。七、小结水下混凝土灌注技术是桥梁施工中的一项重要工作，现今质量要求桩基全为一类桩，所以存在相当的难度。本文结合我公司担负施工的京沪高铁一标段九工区，介绍了桩基水下混凝土灌注的一些基本要求，混凝土连续灌注的要求，以及，和重点推