浅析水下混凝土灌注施工技术

浅析水下混凝土灌注施工技术

摘 要: 归纳总结水下混凝土灌注施工技术中的常见问题，分析其原因，并针对性地提出混凝土灌注施工技术的处理措施。

关 键 词: 混凝土灌注、灌注设备、钢筋笼、质量

中图分类号：TV543+.7

水下灌注的混凝土有如下三个施工要点：①和易性;②坍落度；③缓凝剂的应用

一、和易性问题

和易性是对混凝土状态既骨料级配，水灰比择定的一种要求，这种要求要使搅拌后的混凝土具备好的能流动状态，园润、园滑，使粗细骨科全部悬浮，否则在灌注过程中要导至堵管。达到上述要求的搅拌混凝土对于保证坍落18cm－ 22cm一般不会成问题，而对于缓凝剂的要求规范要求不小于6 小时，其目的在于防止灌注过程中因停电、机械故障导致的混凝土灌注中断，因为一般水泥的初凝只有45分钟，45分后就有可能导致堵管，造成断桩及离析；有些施工单位为了省料用过大径粗骨料，以少放砂子，水泥，坍落度虽也能达到1 8 c m - 2 2cm，可能此时混凝土的强度也能达到要求，但有可能堵导管，造成离析及断桩；当混凝土和易性不好，又不加缓凝剂时，还出现钢筋笼上浮，桩位偏侈，使得保护层厚度不够，影响成桩质量。

二、泥浆问题

水下混凝土灌注除上述三点外，另一个不容忽视的问题是泥浆。在灌注水下混凝土时，对泥浆主要有以下几点要求：①比重1.01-1.1；②砂率5%以下；③稠度17秒-20秒；④PH值；⑤胶体率；⑥孔底残渣（沉垫）厚度。事实上我们认为比重可以适当放大一些，当然严格控制在1.01－1.1最好。但根据现场施工情况，只要泥浆比重不超过1.2，全孔上下泥浆均匀，混凝土和易性良好的情况下，灌注根本不是主要问题。孔底残渣关系到桩的承载力及位移，一是严格遵守规范；二是严格遵守设计不可马虎，而对其它几点除在碱性环境下外，只要泥浆不呈酸性，迅速灌注，保证孔不坍埸是首要的。

三、水下灌注混凝土的运动规律

一般情况下，水下混凝土只要和易性好，坍落度适当，缓凝在6小时左在，混凝土沿导管下至导管底口，由于先进入的混凝土已趋于稳定，并开始进入胶结状态，而导管低口上部和水泥接触的导管外表面此时之间的胶结最弱，当导管底口有始向上涌动，它同时带动周围混凝土向上涌动，又由于砼粘滞系数较大是非牛顿流，在导管周围出现不同层速的向上涌动，致使我们看到的在桩头中间高四

周底的状态。

四、混凝土灌注中的测量

水下混凝土灌注离不开时时监测砼面高度，监测砼面高度最简单最容易的办法是测量砼面到导管顶口的距离，只要这个距离测量准确，导管的埋深可立即算出，是拔还是不拔立即可算出,比如导管20m，砼面至导管上端口18.5m,埋深立刻得出埋深1.5m，不能拔导管。砼面致导管上端口13m，埋深7m，导管底管一般是4m，我们可以立即做出判断，立即拨一节2.6m，埋深还有4.4 m 或拔两节埋深还有1 .8 m。过样即不易拔出砼面也不易使导管埋深不多，在不使用缓凝剂或缓凝时间较短的情况下，导管内和导管底口外上部分混凝土开始初凝。之所以出现钢筋笼上浮，除去混凝土灌注不及时的情况外，导管拔不及时导管埋得太深也是一个不容忽视的问题。所以在水下混凝土灌注时，对导管长度一定要搞清楚，对导管的长度可隐去十几公分到二十几公分，以防算不清时拔漏，边灌边拔，埋深够的灌注是最保险的。

五、水下混凝土的灌注设备

（一）导管灌注水下混凝土，目前多使用Φ273 和Φ300，这种导管底管长4m，单节长2.6m，导管除底管外，还分公头、母头。公头长约8cm，放置两导密封胶圈，它插入母头后，通过公头母扣盖帽与母头公扣丝扣连接，母扣盖帽连接后只要导管不幌动，就可以，无须象别的导管须校紧。但公头母头在连接之处，要用机油和黄油涂抹，以防砼和泥浆残留。用来配长的导管，还有两节1m、500mm。（二）漏料，洛阳生产的这套导管有两个漏斗，大漏斗与导管丝扣连接，小漏斗底口坐入导管35cm左右。大漏斗用于首灌，小漏用于首灌后的灌注。但有些工地设计上不允许用这两个漏斗进行灌注，要求用一次埋深导管不少于700mm大漏斗，我们设计使用了一个4m3的漏斗，这个漏斗与导管上口也是丝扣连接，在漏斗口上安装两根同样长的钢丝绳，四个头牢固的固放在四个角上，吊车可以随时吊起放下。

六、水下混凝土灌注设备及方式

（一）导管底口的放置高度，成孔并清孔合格后，首先把导管台板水平按放在井口中间，迅速将导管下入孔内，如孔深25m，上台板高度20c m，孔深度为25.2 m那么导需导管长24.8m，4m+2.6m×8节＝24.8m就可以了，有时不那么合适，如孔深25.5m，配长一节0.5m 短导管就可以了，但此时不可掉以轻心，应直接把导管底口放到孔底，再提升导管直接确定导管顶口至台板的高度，即稳且准，可以防止导管口距孔底太近，也可以防止导管底口距孔底的距离不够。（二）混凝土首灌方式；1、灌车直放混凝土，以某工程为例，一条桩径2m，净桩长48m，导管下完后，将场地进行平整垫高，垫高部位是靠孔口的地方使这个垫高的地方能放置两台盛6m3 砼的砼车。当灌车到达现场后，两台车并排，放砼口对准导接装好的大漏斗。在未放混凝土前，先放一些混凝土盛入小编织袋内，用8＃线将装混凝土的编织袋做成小于导管内径球，然后将球通过漏斗放入导管中，并拴在漏斗上沿或拉着但要在泥浆以上。这样以后先在大漏斗中放满砼，尔后将

两台车同时开动放混凝土，开动车的同时将拴在漏斗上的水泥球的钢丝剪断，漏斗内砼迅速下落，两台车内砼迅速跟补，这样不到8分钟时首灌就可以完成。但有时在首灌时出现堵管现象，这时不用着急，这多半是底部泥浆变最厚，或导管口距孔底较小导至，只要吊车把漏斗吊起一些（漏斗上的钢丝绳始终被吊车吊着）看到混凝土开始向下运动，停止向吊，灌注一两分钟。导管放回原位接着再灌此时泥浆被冲起，不会产生夹泥，离析及断桩和桩底不清等，但孔底清不好不在此范围。2、大漏斗直放式，由于场地的原因或甲方的要求，首灌一次性必须埋深够规范要求，必须用大漏抖灌注。针对这样的情况，大漏斗的结构必须做到即安全又稳妥。这个大漏斗在地上时可以平放，一端较宽敞既可放入混凝这端又可以吊起，另一端做成四棱台，下接一个上下无盖的小立体方盒，将小立方体焊接在四棱台小口上，在接近四棱台小底口附近按放一小翻板，翻板的大小在方形盒内自由上下翻即可。它位置在方盒内上方（即靠四棱台小底）靠一个方盒内侧面，翻板一端焊在一根Φ3cm的钢柱上。在另外两面的上角处打两个眼，而后焊翻板，翻板的大小以能自由转动又不漏砼即可。在翻板下垂直对面和两个侧面打眼的位置一样高地方中心位置打一眼，并焊接一个螺母扭，螺母内放置一个全扣，但一头的丝全部切掉，长度约1.5cm-2cm。而对于翻板的轴的一端要焊接一直角弯Φ30mm的钢柱以便在外面翻动翻板。同时这个方盒的高度大于翻板转动的半径，当放砼时，翻板能够垂直地面直立。在小方盒底部焊Φ273的钢管插入导管，此时可采用丝接接，也可以采用钢丝绳连接。钢丝绳连接，是钢丝穿在半园形宽不少于2.5cm的铁板上。在这个铁板上的两端打两个眼，穿过一根钢丝绳，即导管自带的上下导管卡，俗称橹子。但纲丝绳的长度要足够长，它的两端对称的挂在漏斗的两个对称面上，并使之安全，当吊起漏斗时，Φ273的钢管不能露出导管口。当砼灌满漏抖由吊起并送入导管上端口内，此时已在导管内放入一个球，把撸子挂在漏斗上，转动用于固定翻板的螺丝，砼迅速下落，直接到孔底，剪球成功。但有时也会出现因孔底泥浆变厚翻动现象，也如1 、处理方法一样稍加窜动即可。（三）剪球后的灌注，剪球后或用小漏斗灌，还是一漏斗一漏斗灌只要砼和易好，坍落度够，砼量供给好，导管该拆即拆，拆后导管埋深不少于1m，一般不会出现问题。

七、灌注中出现的问题

（一）管拔多，出现导管拔出混凝土面。可参考如下处理方法：一，导管重新插放混凝土，将导管内的泥浆抽出，重新灌注砼；二，在没有抽出泥浆时立即重新剪球。采用这两种方法尚未出现离析及断桩。（二）中间水泥供应不上。处理这类问题更为简单，适时上下窜动导管就不会造成离折等问题，时间不宜太长。

八、结束语

水下砼灌注出现离析、断桩，钢筋外露，钢筋笼上浮，我们认为砼的和易性，坍落度及级配是最直接，最根本的原因，也有粗骨料过大级配不合理，水泥量偏少的原因。随着砼的商品化，专业生产化，我国的混凝土水下灌注桩质量将迅速提高。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。