桥梁桩基础水下混凝土的灌注

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　　摘要：桩基础水下混凝土的灌注是一道繁琐而重要的工作，本文主要围绕灌注水下混凝土这一工作的准备工作、施工注意事项等发表一些看法和心得。

　　关键词：水下混凝土,灌注,细心准备,精心施工

　　引言

　　桩基础是桥梁的根，桩基础的质量直接影响到大桥是否能够屹立于大江大河中，经狂风大浪而不到，变天堑为通途。灌注桥梁桩基础水下混凝土是一道非常重要的工作，它直接并最终影响到桩基础的质量和整个桥梁工程的最终质量和施工进度。水下混凝土的灌注主要有施工前的准备，混凝土灌注的全过程监控与灌注后的检查清理等工作。

　　1水下混凝土的灌注前的准备工作

　　水下混凝土的灌注是一项连续的工作，一般整个灌注施工过程必须在首灌混凝土终凝前(一般不超过4小时)完成。为此，必须根据实际灌注工程的大小做好充分的准备工作，确保人员和材料全部到位，确保所有机械设备运转正常并有足够的备用材料和设备。

　　(1)根据成孔孔底标高与混凝土灌注顶标高(设计桩顶标高加0.5~1m)计算实际灌注深度H,测量得到实际孔径D，则实际灌注混凝土方量V为：

　　V=0.785D2H。

　　(2)检查到场水泥、砂、石等材料数量及质量是否满足要求，并根据材料含水量调整现场配合比。

　　(3)计算首批混凝土的用量，也就是导管上端漏斗的容量。灌注水下混凝土时，首批混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度(≥1m)的需要。其计算可参考下式：

　　V0≥0.785d2h1+0.785D2Hc

　　h1=γwHw/γC

　　Hc = h2+ h3

　　式中：V0——首批混凝土所需方量，m3;

　　d——导管内径，m;

　　D——成孔直径，m;

　　h1——首批混凝土下注后，导管内外混凝土高差，m;

　　Hc——首批混凝土下注后，导管外混凝土高度，m;

　　γw——孔内水或泥浆的容重，kN/ m3;

　　Hw——首批混凝土下注后，混凝土面以上水或泥浆的深度，m;

　　γC——混凝土的容重，kN/ m3;

　　h2——导管初次埋置深度，m;

　　h3——导管底端至孔底距离，取0.4米。

　　(4)检查孔内泥浆比重是否符合指标，并检查下沉钢筋笼的孔底沉淀层厚度，对不能满足要求的要重新清孔，直至满足要求。开始灌注前，从孔底取出一桶泥浆，检测其含砂率及泥浆比重。含砂率<4%，泥浆比重1.05~1.20g/cm3,含砂量过大时，应使泥浆比重接近上限，以防砂子沉淀过快，反之，应接近下限。同时，要注意坍孔。

　　(5)核定搅拌和输送设备的性能和工作容量，必须保证能够在规定的时间内灌注完毕。同时要有备用的设备和发电机组，并组织足够的劳动力，以保证灌注的连续性。

　　(6)对有外加剂的混凝土要提前分袋称量好每次拌和混凝土所需外加剂的重量，以保证施工时的准确、及时，进一步保证了混凝土的质量。

　　(7)导管采用25cm至30cm的钢管，最下端一节导管长度不宜小于4米，中间节为2到3米，另配2到3节50cm短管作为调整节。导管内部应光滑、平顺、无明显凹凸。导管使用前水密承压和接头抗拉试验。下导管前对导管进行编号，对法兰盘、橡胶垫圈、连接螺栓、阀门做认真检查，确保导管拼装后密封。下导管时应顺序下放，并记录好每一节导管的长度，以便适时拆管。

　　2水下混凝土的灌注

　　只有在充分的准备之后，才能开始水下混凝土的灌注。为保证灌注质量，在灌注的全过程中应有专人指挥和负责。

　　(1) 到场混凝土，应检查其均匀性和坍落度。混凝土在运输过程中应无显著离析、泌水现象。灌注时应保持足够的流动性，其坍落度宜为180~220mm。过干的混凝土流动性差，容易造成塞管，影响灌注的顺利进行。过稀的混凝土将导致成品桩的强度偏底。

　　(2) 当孔底沉渣、泥浆性能等都满足规范要求时，可以进行混凝土的灌注。首先用塞子将灌浆斗底部封住(注意确保拔塞钢丝绳外露)，将混凝土卸入灌浆斗中直至装满浆斗，迅速拔掉塞子，确保混凝土充满导管连续稳定下灌，并及时补充浆斗内混凝土，注意不要让导管内形成真空，影响混凝土下灌。首批混凝土下落后，应保证灌注的连续性。

　　(3) 在灌注过程中，特别是潮汐地区和有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头。

　　(4) 在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在2~6m。必须经常探测孔内混凝土的位置，及时调整导管埋置深度，及时迅速拆除多余导管。拆管后，可以适度抖动提升导管，以防发生埋管事故。拆管时，应注意检查导管有无漏水，并根据具体情况及时处理。

　　(5) 灌注的桩顶标高应比设计标高高出0.5~1m，以保证混凝土的强度。对清水桩，取下限。对于泥浆含砂率较大的，应取上限，并注意区分测量所探测到的是混凝土还是浮渣，以避免发生短桩。灌注将近结束时，应核对混凝土的灌注数量，以确定所测的灌注高度是否正确。

　　(6) 使用全护筒灌注水下混凝土时，当混凝土面进入护筒后，护筒底部始终应在混凝土面以下，随导管的提升，逐步上拔护筒，护筒内混凝土的高度，不仅要考虑导管和护筒将提升的高度，还要考虑因上拔护筒而引起的混凝土面的降低，以保证导管的埋置深度和护筒地面低于混凝土面。要边灌注、边排水，保持护筒内水位稳定，不致过高，造成反穿孔。

　　(7) 桩身混凝土灌注结束后，处于地面及桩顶以下井孔口的整体式钢护筒应立即拔出;处于地面以上并能拆卸的护筒，应待混凝土强度达到5Mpa后方可拆除。

　　3常见事故处理

　　在灌注水下混凝土的过程中，难免会发生一些意外，如卡管、堵管、坍孔、埋管、浮笼等现象。

　　(1)卡管

　　灌注中出现导管卡住的情况，主要是由于导管埋置过深，被钢筋笼挂住、灌注时间过长等原因造成。针对上述原因,在灌注过程中应注意一下几点:

　　a、灌注过程中导管埋深宜控制在2m-6m,做到勤量测，勤拆管。不能盲目以为埋管越深越好，当导管埋置深度超过9米时，导管基本就拔不动了。另外，埋管太深也不利于混凝土的下注。

　　b、下钢筋笼时要保持轴线竖直，确保钢筋笼不变形，避免导管挂到钢筋笼。对于在钢筋笼制作过程中为加固钢筋笼而另加的一些辅助钢筋，在下钢筋笼时最好予以拆除。

　　c、缩短混凝土灌注时间，在灌注过程中导管宜勤上下活动。混凝土灌注必须在首灌混凝土终凝前结束。另外，在灌注过程中，特别是因为特殊原因暂时中断要多抖动导管。导管埋在混凝土中长时间不动时，导管与混凝土之间的附着力迅速增大，最后导致导管被混凝土“咬死”。

　　(2)堵管

　　灌注过程中堵管,主要由于混凝土和易性太差、离析;石子粒径过大或有大异物(如受潮水泥结块等);埋管太深;导管直径过小;灌注时间过长所致。当导管堵塞时,一般采用上下抖动导管,使混凝土强行流出。但如果此时导管埋深很少,导管很容易提出水面，导致断桩。故现场要勤量测，避免导管提升幅度过大。

　　(3)钢筋笼上浮

　　当灌注混凝土到钢筋笼底部时,应尽量减慢放料速度,同时减小埋管深度,从而终降低混凝土对钢筋笼的冲力。