钻孔桩水下砼灌注施工技术要点

1、 钻孔桩水下砼灌注施工质量控制要点及事故处理对策2012-8-3钻孔桩水下砼灌注施工质量控制要点及事故处理对策目前，钻孔灌注桩在桥梁基础工程中广泛使用，工艺日趋完善。钻孔灌注桩的水下砼灌注是成桩的关键环节，但往往由于施工工艺不当，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生。因此，运用科学、实用的砼灌注工艺以确保工程质量显得极为重要。本技术通知从质量控制要点及事故处理对策两个方面对钻孔桩成桩施工工艺进行阐明：一、钻孔桩成桩质量控制要点：1、钻孔桩基础中心测量放样质量控制要点：（1）测量人员应熟练测量仪器操作要点，对控制桩每次使用前进行复核无误后方可使用，对桩位坐标用三种方法复核无误后才能使用，桩位放样后要进行拉尺、穿线复核；测量工作坚持勤复核、多量测的原则，测量人员科学严谨、认真细致是测量工作成败的首要和重要条件。（2）护筒开挖前必须对桩位进行引桩保护，引桩设在护筒四周不易破坏处，护筒下放后对护筒中心进行检核，引导钻机进尺，护桩应一直保护到钢筋笼下放完毕。（3）护筒顶高程应精确测量并做好标记，施工过程中护筒容易沉陷、塌陷，测量及施工人员必须清醒地认识到这一点，采取相应措施及对策保证

2、桩底、桩顶、钢筋笼顶高程符合设计要求。2、成孔检查质量控制要点：钻孔桩成孔后施工班组应立即上报工区技术人员，技术人员到场后钻机方可提钻，成孔后必须检查孔径、孔型、孔深、中线偏位，具体检查方法如下：（1）利用旋挖钻的智能控制系统，在提钻过程中保持钻杆竖直状态下对孔径、孔型、竖直度进行检查。（2）提钻后立即检查成孔深度，做好记录，符合设计要求后，进行下道工序施工。（3）利用探孔器对成孔中心位置进行复核。成孔质量检查是保证桩基质量的重要步骤，必须按照要求逐步进行，并做好相关记录。3、水下灌注砼的性能参数 （1）砼原料：粗骨料宜选用卵石，石子含泥量小于2，以提高砼的流动性，防止堵管。 （2）砼初凝时间 一般砼初凝时间仅35小时，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为57小时，因此应加缓凝剂，使砼初凝时间大于8小时。 (3)砼搅拌方法和搅拌时间 为使砼具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥（胶凝材料）、石子、砂子倒入料斗后，搅拌时间要求达到90S。 (4)坍落度选择 坍落度应控制在180220毫米之间，砼灌注距桩顶约5米处时，坍落度控制在180毫米，以确保桩顶浮浆不过高。气温高

3、，成孔深，导管直径在250毫米之内，取高值，反之取低值。 4、水下砼灌注施工质量控制要点（1）导管配置：导管接头采用丝扣连接形式（现场禁止带法兰盘栓扣连接形式），导管内径250-300mm，管节配置要求：调整节长度0.5m、1m，标准节长度2m（最多不超过3m），最下一节4m（底口做成斜口型）。每节导管试拼打压合格后进行编号，导管使用过程中尽量保持编号顺序。每次成孔后按照孔深配置导管，按照下管顺序做好详细记录。浇注过程中，应及时掌握孔内混凝土面上升的高度及导管插入深度，测定每个混凝土面位置应取两个以上的测点，测绳受拉伸、湿度等因素影响，所标长度变化较大，须经常校正。（2）清孔：导管安装完成后，按照规定进行清孔，保证孔底沉渣厚度不大于10cm。 （3）首批砼灌注：由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼，此时应迅速向漏斗加砼，然后再稍拉导管晃动，这样能使砼顺利下滑至孔底，下灌后，继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。 （4）后续砼灌注 后续砼灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导

4、管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼，牵动导管的作用如下。 a.有利于后续砼的顺利下落，否则砼在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间磨擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使砼与管壁摩擦阻力增强，灌注砼下落困难，导致断桩，同时，由于粗骨料间有大量空隙，后续砼加入后形成的高压气囊，会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状砼，严重影响成桩质量。 b.牵动导管增强砼向周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦阻力，同时加大砼与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力 (5)后期砼的灌注 在砼灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。二、钻孔桩水下砼灌注事故处理对策对于诱发灌注事故的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。水下浇注混凝土经常遇到的几个工程事故原因预防及处理：（1）初灌未封底：桩底沉渣量过大，使初灌不能正常反浆，或导管距孔底太远，初灌量不够没有埋住导管。造成这种原因是检查不够认真，清孔不干净或没有

5、进行二次清孔。认真检查，采用正确的测绳与测锤；一次清孔后，不符合要求时，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类、大小而定，最高不超过0.5m.（2）导管堵塞：灌注时间过长，而上部砼已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注极为困难，造成堵管，尽可能提高混凝土浇注速度，开始浇砼时尽量积累大量砼，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。快速连续浇注，使砼和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；浇注混凝土过程中，应匀速向导管料斗内灌注，如突然灌注大量的混凝土导管内空气不能马上排出，可能导致堵管，若管内空气从导管底端排出，可能带动导管拔出混凝土面。混凝土的质量是堵塞导管的主要原因，必须把好质量，混凝土和易性不好或离析使石子聚集在一起流动性差，导致堵管。导管使用后应及时冲洗，保证导管内壁干净光滑。如发生堵管在导管上部可用钢筋疏通，在下部提取导管上下振击，（3）导管漏水：导管使用前须做密封试验，灌注前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷

6、，发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水应加快灌注速度，并加大混凝土埋深，使管内混凝土超出漏水处。（4）导管拔出混凝土面：导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，一般采用上下提振法，使混凝土强行流出，但如果此时导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，在测量导管埋深时，对砼浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离砼面，也就产生提漏。灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏。特别是灌注后期，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出混凝土面，必须及时处理。孔内混凝土面高度较小时，终止浇注，重新成孔；孔内混凝土面高度较高时，可以用二次导管插入法，其一是导管底端加底盖阀，插入混凝土面1.0m左右，导管料斗内注满混凝土时，将导管提起约0.5m，底盖阀脱掉，即可继续进行水下浇注混凝土施工。由于要克服泥浆对导管的浮力，混凝土面较深时，不宜采用；此方法使用时，必须由有经验的工程师现场指导，导管长度、吊预制混凝土球阀铁丝长度、铁丝抗拉强度、混凝土面实际位置

7、等数据，必须在事先正确确定。提升导管要准确可靠，灌注砼过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程；（5）导管被混凝土埋住、卡死：在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。导管插入混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速度、浇注速度、孔内护壁泥浆状态来决定，一般情况下，以13m为宜。如果导管插入混凝土中的深度较大，供应混凝土间隔时间较长，且混凝土和易性稍差，极易发生“埋管”事故。如果预料到不能及时供应混凝土（超过1h），混凝土运输距离远，交通堵塞等因素时，除混凝土中加缓凝剂外，导管插入混凝土中的深度不宜太小，据已往经验，以56m为宜，每隔15min左右，将导管上下活动几次，幅度以2.0m左右为宜，以免使混凝土产生初凝假象。浇注混凝土中断超过2h，应判为断桩。卡管现象是混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍

8、落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，是减少和避免此类事故的重要措施。导管插入混凝土中拔不起来或被拔断，如果桩径较大，可以采用二次导管插入法处理，否则只能补桩、接桩。接桩一般用人工孔的办法处理，清除桩顶残渣，接钢筋笼，浇注混凝土至设计标高。（6）钢筋笼上浮：当砼面灌注到钢筋笼底部时，应缓慢放料，防止速度过快顶托力增大造成浮笼，灌注过程中导管底口距钢筋笼底不小于2m，当混凝土面超过钢筋笼底3m后，拔除一节导管，使导管底口高过钢筋笼底1m以上。（7）混凝土拌制不符合要求：混凝土配合比中水灰比控制在0.50.6，砂率应在40%50%，粗骨料最大粒径应小于40mm，混凝土坍落度控制在1820cm，要有良好的流动性、和易性，用料上优先采用中粗沙，级配较好的卵石，矿渣硅酸盐水泥，避免使用普通硅酸盐水泥。混凝土和易性与水泥品种、砂率有极大的关系，砂率小、粗骨料级配不好，搅拌出的混凝土极易离析，影响水下浇注混凝土质量。在灌注中出现的种种事故有很多都和混凝土质量有关，所以一定要把好混凝土的质量关。（8）桩顶

9、空心：产生桩顶空心的因素有：导管插入混凝土中的深度较大，混凝土坍落度小，桩顶空心呈不规则漏斗形，其深度、位置与导管拔出时的位置、桩顶混凝土状态有关。导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后砼不能及时冲填，造成泥浆填入。最后一节导管拔出速度较快，也是形成泥心的重要因素。防止桩顶空心灌注结束前导管插入混凝土中深度不超过6.0m；灌注结束后，导管拔出混凝土之前，导管上下活动几次，幅度不超过50cm，或者用机械、人工振捣桩顶混凝土，时间不超过20s.尽可能缩短灌注时间，避免使桩顶混凝土产生假凝现象、降低桩顶混凝土的流动性。（9）桩身有夹渣、夹泥、蜂窝：浇注过程中，须不断测定混凝土面上升高度，并根据混凝土供应情况来确定拆卸导管的时间、长度，以免发生桩身夹渣、夹泥、蜂窝事故。泥浆过稠，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，增加了浇注砼的阻力，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量砼，一旦流出其势甚猛，在砼流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层；灌注砼过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层的原因。使砼面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入砼是防治夹渣、夹泥、蜂窝的关键。（10）短桩头：水下砼灌注到最后阶段时，由于孔内泥渣厚度增大，甚至出现泥块，除导致灌注困难外，还可能造成测锤测深不准，造成最后砼需求方量不准，致使桩头未达到设计高程。砼灌注快结束时，应加强换浆工作，条件允许时要人工清渣，同时提高准确量测水平也是必不可少的条件。（11）缩颈：通常发生在地层条件变化明显处，以优质泥浆进行护壁可以降低缩颈发生的机率，当缩颈现象发生后，利用旋挖钻在缩颈处进行扫孔处理。声测管分两节下放时要将下一节先下放至孔

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