现阶段国内⽔下混凝⼟灌注桩⼯程的施⼯通常采⽤导管法进⾏施⼯。其原理是在⼀定的落差压⼒作⽤下,将混凝⼟拌和物通过密封连接的钢管(或强度较⾼的硬质⾮⾦属管)⼊⼝,进⼊到初期灌注的混凝⼟下⾯,顶托着初期灌注的混凝⼟及其上⾯的泥浆或⽔上升,形成连续密实的混凝⼟桩⾝。导管法施⼯技术要求⾮常严格,为使⽔下混凝⼟灌注桩施⼯质量得以保证,必须要从施⼯设备、混凝⼟配制、灌注等⼏⽅⾯加以控制,以提⾼⽔下施⼯质量。 第⼀、对施⼯设备质量要严格要求
混凝⼟灌注所需施⼯设备要求配套并且完好。这是保证灌注⽔下混凝⼟质量的基本前提。要重点强调以下施⼯设备的质量:
1)备⽤发电机数量充⾜。要保证⼯地的备⽤发电机性能良好,⾜以应付施⼯过程中可能发⽣的电断电情况,这样可以防⽌灌注时间延误,避免造成断桩事故。
2)注意混凝⼟拌和机类型的选择,宜选⽤⼤容量拌和机,在数量上可以保证混凝⼟的连续灌注。对混凝⼟拌|来源|考试|⼤|和机在每次使⽤前都应进⾏认真的检查维修。
3)导管是灌注⽔下混凝⼟的重要⼯具,其直径⼤⼩要根据灌注强度要求进⾏选择。要求导管应具备⾜够的强度和刚度、且密封性良好,管壁光滑、导管平直,⽆穿孔裂纹,导管接⼝处应有弹性垫圈密封。如果导管接头密封不严,焊缝破裂,⽔从接头或焊缝中浸⼊会引起事故,因此施⼯之前必须要进⾏⽔密、承压和接头抗拉试验。
4)储料⽃、漏⽃、溜槽以及其他有关灌注机具使⽤前都应进⾏检查,以保证施⼯安全和施⼯质量。 第⼆、严格控制混凝⼟的配合⽐
⽔下混凝⼟的强度、等级和材料应符合设计要求和《⽔⼯混凝⼟施⼯规范》(DL/T5144-2001)的规定。选⽤⾻料要重点注意以下⼏点:
1)⽔泥⼀般选⽤普通硅酸盐⽔泥或硅酸盐⽔泥,初凝时间宜不早于1.5h,宜选⽤标号在325以上的⽔泥。所选的⽔泥品种应通过初凝时间和抗压强度试验。要注意⽔泥的⽤量要达到规范规定的标准。
2)粗⾻料宜选⽤坚硬的卵砾⽯和碎⽯,应优先采⽤符合要求的卵⽯。⾻料粒径不应⼤于导管直径的1/6~1/8和钢筋最⼩净距的1/4,同时粒径在40mm以内。粗⾻料的级配应保证混凝⼟具有良好的和易性。细⾻料宜采⽤级配良好的中、粗砂。混凝⼟的含砂率⼀般为45%~50%,⽔灰⽐宜采⽤0.5~0.6。
3)为提⾼和易性,混凝⼟中宜掺⼊外加剂,⽔下混凝⼟常⽤的外加剂有减⽔剂、缓凝剂和早强剂等,掺⼊外加剂前,必须经过实验,以确定外加剂的使⽤种类、掺⼊量和掺⼊程序。
总之,混凝⼟的配合⽐必须与导管灌注⽔下混凝⼟相适应。合适的配合⽐应使混凝⼟具有⾜够的可塑性和粘聚性,易于在导管中流动⽽⼜不易|来源|考试|⼤|离析。⽽且⼀般来说,当⽔下混凝⼟的强度⾼时,其耐久性也好。因⽽要从⽔泥标号的选择、⽔泥及⽔的⽤量⽐例、⾻料的种类和性质及掺⽤外加剂等⼏个⽅⾯考虑来保证混凝⼟质量。⽽且要保证混凝⼟的级配强度应⾼于设计强度。混凝⼟搅拌时间要适宜,要搅拌均匀,如混凝⼟搅拌和输送过程中,出现不均匀或离析泌⽔现象,流动性差时,就不能使⽤。
⽔下混凝⼟质量对于整个⽔下施⼯质量⼗分重要,⽽⽔下混凝⼟技术也不断出新。采⽤先进的混凝⼟配制技术也是提⾼⽔下施⼯质量的有效途径。⽔下不分散混凝⼟技术就是这样⼀门新的技术。我国⼋⼗年代研制成功,其原理是在搅拌混凝⼟时加⼊⾼分⼦外加剂,使混凝⼟拌合物在⽔下不离析,采⽤这种技术可以实现不排⽔施⼯,也可进⾏⽔下振捣和砌筑。同时由于其⽆害⽆污染也可⽤于饮⽔⼯程。 第三、加强灌注施⼯⼯艺
灌注⽔下混凝⼟是混凝⼟桩施⼯的重要⼯序。在灌注混凝⼟过程中,应重点注意以下⼏点:
1)钢筋笼和钻孔的中⼼要对应,定位要准确。如果是不放到孔底的钢筋笼,要特别注意吊环、吊钩的强度及牢固性。钢筋笼吊放时要保持轴线顺直,位置居中,严禁碰撞孔壁,以免产⽣坍孔。钢筋笼安放到位后应⽴即安设导管。
2)在灌⾸批混凝⼟之前先配制0.1~0.3m3⽔泥砂浆放⼊滑阀以上的导管和漏⽃中,然后再放⼊混凝⼟,确认初灌量备⾜后,即可剪断铁丝,借助混凝⼟重量排除导管内的⽔,使滑阀留在孔底,灌⼊⾸批混凝⼟。
3)注意⾸批混凝⼟量必须满⾜导管埋深不能⼩于1.5M,所以漏⽃和储料⽃及漏⽃和输送泵的混凝⼟储存数量要充⾜。根据导管内混凝⼟压⼒与管外⽔压⼒平衡的原则,导管内混凝⼟必须保持的最⼩⾼度为:Hd=RwHw/Rc。⽽管中混凝⼟的体积就应为Vd=πd2·Hd/4(d为导管直径)。⾸批混凝⼟若埋深不⾜,混凝⼟下灌后不能埋没导管底⼝,会导致泥⽔从导管底⼝进⼊。如果出现这种导管⼊⽔现象应⽴即将导管提出,将散落在孔底的混凝⼟拌合物⽤空⽓吸泥机或抓⽃机清出,然后重新下导管灌注。
4)⾸批混凝⼟灌注正常后,必须连续进⾏,不得中断。否则先灌⼊的混凝⼟达到初凝,将阻⽌后灌⼊的混凝⼟从导管中流出,造成断桩。同时在灌注过程中,应经常⽤测锤探测混凝⼟⾯的上升⾼度,并适时提升、逐级拆卸导管,保持导管的合理埋深。此时要注意,混凝⼟灌到孔⼝不再返出泥浆时可以微向上提动导管,⽽如果要提升导管0.5到1M以上才能灌⼊混凝⼟就应该拆除部分导管。要注意观察孔⼝是否返出泥浆。当混凝⼟接近钢筋笼时,宜使导管埋得较深。要注意正确控制导管埋深,如果导管埋⼈混凝⼟过深,易使导管与混凝⼟间摩擦阻⼒过⼤,致使导管⽆法拔出造成事故。⽽提管过程中要缓缓上提,如过猛易使导管被拉断。所以埋管深度⼀般应控制在2到6m,或使⽤附着式震捣器,使导管周围的混凝⼟不致过早的初凝。同时应注意灌注速度。
5)为确保桩顶质量,在桩顶设计标⾼以上应加灌0.5~0.8m⾼度,待桩顶混凝⼟强度达到设计强度70%时,将其凿除。在灌注将近结束时,如出现混凝⼟顶升困难,可在孔内加⽔稀释泥浆,将部分沉淀⼟掏出,使灌注⼯作顺利进⾏。在拔出最后⼀段长导管时,拔管速度要慢,以防⽌桩顶沉淀的泥浆挤⼊导管下形成泥⼼。
以上是灌注混凝⼟时易出现问题的各个基本步骤,同时要注意其他⼀些事项。⽐如混凝⼟拌制后,应在1.5h之内尽量灌注完毕。再如清孔须彻底,如果清孔不彻底会造成混凝⼟中夹泥;⼜如在灌注过程中,当导管内混凝⼟不满含有空⽓时,后续混凝⼟宜通过滑槽徐徐流⼊漏⽃和导管,不得将混凝⼟整⽃从上⾯倾⼊管内,以免在导管内形成⾼压⽓囊,挤出|来源|考试|⼤|管节间的橡胶垫⽽使导管漏⽔。
实验经验告诉我们,混凝⼟灌注时要分⼯明确,密切配合,统⼀指挥,快速、连续施⼯。⼀⽓呵成、快速灌注成功的桩往往质量⽐较好,⽽灌灌停停的桩则容易出现质量问题。因此,⽔下混凝⼟灌注桩质量的提⾼,需要建筑施⼯、监理、验收各个
环节共同协作来保证。不仅要在设计上提出科学⽅案,灌注时提⾼⽔下施⼯质量,验收时也要认真对待。对于质量差、⽆法利⽤的桩要提出补桩或其它措施。成桩的质量关系到整个⼯程的质量,绝对不能忽视。