提高水下混凝土灌注樁施工質(zhì)量的幾點(diǎn)措施
2008-08-27 00:00
一 、水下混凝土灌注樁導(dǎo)管施工法的工作原理
目前，水下混凝土灌注樁工程的施工通常采用導(dǎo)管法進(jìn)行施工。其工作原理是在一定的落差壓力作用下,將混凝土通過(guò)密封連接的導(dǎo)管（鋼管或強(qiáng)度較高的硬質(zhì)非金屬管）入口，進(jìn)入到上次灌注的混凝土下面，頂托著上部的混凝土及泥漿或水上升，形成連續(xù)密實(shí)的混凝土樁身。
二、提高水下混凝土施工質(zhì)量的幾點(diǎn)措施：
導(dǎo)管法施工技術(shù)要求非常嚴(yán)格，為使水下混凝土灌注樁施工質(zhì)量得以保證，必須要從施工設(shè)備、混凝土配制、灌注等幾方面嚴(yán)格控制，才能提高水下施工質(zhì)量。
第一、對(duì)施工設(shè)備質(zhì)量要嚴(yán)格要求
混凝土灌注所需施工設(shè)備要求配套并且完好。這是保證灌注水下混凝土質(zhì)量的基本前提。要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以下施工設(shè)備的質(zhì)量：
1）要有足夠的備用電源。要保證工地的備用發(fā)電機(jī)性能良好，足以應(yīng)付施工過(guò)程中極可能發(fā)生的施工電網(wǎng)斷電情況，這樣可以防止灌注時(shí)間延誤，避免造成斷樁事故。
2）注意混凝土拌和機(jī)類(lèi)型的選擇，在綜合考慮施工具體情況的前提下，盡量選用大容量強(qiáng)制式拌和機(jī)，在時(shí)間上可以盡量縮短混凝土的灌注時(shí)間，在數(shù)量上可以保證混凝土灌注的連續(xù)性。注意：對(duì)混凝土拌和機(jī)在每次使用前都應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真的檢查維修。
3）導(dǎo)管是灌注水下混凝土的重要工具，其直徑大小要根據(jù)灌注強(qiáng)度要求進(jìn)行選擇。要求導(dǎo)管應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度、且密封性良好，管壁光滑、導(dǎo)管平直，無(wú)穿孔裂紋。如果導(dǎo)管接頭密封不嚴(yán)，焊縫破裂，水從接頭或焊縫中浸入會(huì)引起事故，因此施工之前必須要進(jìn)行水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)。目前，常用的導(dǎo)管有螺栓對(duì)接式和螺旋連接式，建議優(yōu)先選用螺旋對(duì)接式，其優(yōu)點(diǎn)是密封性能良好，還可有效地避免導(dǎo)管掛鋼筋籠的現(xiàn)象，增強(qiáng)灌注安全系數(shù)。
第二、科學(xué)的制定混凝土配合比
水下混凝土的強(qiáng)度、等級(jí)和材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T5144-2001)的規(guī)定。選用材料要重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：
1）水泥一般選用普通硅酸鹽水泥，初凝時(shí)間不宜過(guò)早。所選的水泥品種應(yīng)通過(guò)初凝時(shí)間和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。要注意水泥的用量要達(dá)到規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
2）粗骨料宜選用堅(jiān)硬的卵礫石和碎石，應(yīng)優(yōu)先采用符合要求的卵石。骨料最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管直徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時(shí)粒徑在40mm以內(nèi)。粗骨料的級(jí)配應(yīng)保證混凝土具有良好的和易性。細(xì)骨料宜采用級(jí)配良好的中、粗砂?；炷恋暮奥室话銥?5%～50%，水灰比宜采用0.5～0.6。
3）為提高和易性，混凝土中宜摻入外加劑，水下混凝土常用的外加劑有減水劑、緩凝劑和早強(qiáng)劑等，摻入外加劑前，必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，以確定外加劑的使用種類(lèi)、摻入量和摻入程序。
總之，混凝土的配合比必須與導(dǎo)管灌注水下混凝土相適應(yīng)。合適的配合比應(yīng)使混凝土具有足夠的可塑性和粘聚性，易于在導(dǎo)管中流動(dòng)而又不易離析。而且一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)水下混凝土的強(qiáng)度高時(shí)，其耐久性也好。因而要從水泥標(biāo)號(hào)的選擇、水泥及水的用量比例、骨料的種類(lèi)和性質(zhì)及摻用外加劑等幾個(gè)方面考慮來(lái)保證混凝土質(zhì)量。而且要保證混凝土的級(jí)配強(qiáng)度應(yīng)高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度?；炷翑嚢钑r(shí)間要適宜，要攪拌均勻，如混凝土攪拌和輸送過(guò)程中，出現(xiàn)不均勻或離析泌水現(xiàn)象，流動(dòng)性差時(shí)，就不能使用。
第三、加強(qiáng)對(duì)水下混凝體灌注施工工序的控制
灌注水下混凝土是混凝土樁施工的重要工序。在灌注混凝土過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：
1）鋼筋籠和鉆孔的中心要對(duì)應(yīng)，定位要準(zhǔn)確。如果是不放到孔底的鋼筋籠，要特別注意吊環(huán)、吊鉤的強(qiáng)度及牢固性。鋼筋籠吊放時(shí)要保持軸線順直，位置居中，嚴(yán)禁碰撞孔壁，以免產(chǎn)生坍孔。鋼筋籠安放到位后應(yīng)立即安設(shè)導(dǎo)管。
2）在灌注首批混凝土之前最好先配制0.1～0.3m3水泥砂漿放入滑閥以上的導(dǎo)管和漏斗中，然后再放入混凝土，確認(rèn)初灌量備足后，即可剪斷鐵絲，借助混凝土重量排除導(dǎo)管內(nèi)的水，使滑閥留在孔底，灌入首批混凝土。
3）注意首批混凝土量必須滿足導(dǎo)管埋深不能小于1.5M，所以漏斗和儲(chǔ)料斗及漏斗和預(yù)備的混凝土儲(chǔ)存數(shù)量要充足。根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)混凝土壓力與管外水壓力平衡的原則,導(dǎo)管內(nèi)混凝土必須保持的最小高度為:Hd=RwHw/Rc。而管中混凝土的體積就應(yīng)為Vd=πd2.Hd/4（d為導(dǎo)管直徑）。首批混凝土若埋深不足，混凝土下灌后不能埋沒(méi)導(dǎo)管底口，會(huì)導(dǎo)致泥水從導(dǎo)管底口進(jìn)入。如果出現(xiàn)這種導(dǎo)管入水現(xiàn)象應(yīng)立即將導(dǎo)管提出，將散落在孔底的混凝土拌合物用空氣吸泥機(jī)或抓斗機(jī)清出，然后重新下導(dǎo)管灌注。
4）首批混凝土灌注正常后，必須連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。否則先灌入的混凝土達(dá)到初凝，將阻止后灌入的混凝土從導(dǎo)管中流出，造成斷樁。同時(shí)在灌注過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常用測(cè)錘探測(cè)混凝土面的上升高度，并適時(shí)提升、逐級(jí)拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管的合理埋深。當(dāng)混凝土接近鋼筋籠時(shí)，宜使導(dǎo)管埋得較深，盡量避免鋼筋上浮現(xiàn)象。要注意正確控制導(dǎo)管埋深，如果導(dǎo)管埋人混凝土過(guò)深，易使導(dǎo)管與混凝土間摩擦阻力過(guò)大，致使導(dǎo)管無(wú)法拔出造成事故。而提管過(guò)程中要緩緩上提，如過(guò)猛易使導(dǎo)管被拉斷。所以埋管深度一般應(yīng)控制在2到6m，同時(shí)應(yīng)注意灌注速度。
5）為確保樁頂質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上應(yīng)加灌0.5～0.8m高度，待樁頂混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70％時(shí)，將其鑿除。在灌注將近結(jié)束時(shí)，如出現(xiàn)混凝土頂升困難，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，將部分沉淀土掏出，使灌注工作順利進(jìn)行。在拔出最后一段長(zhǎng)導(dǎo)管時(shí)，拔管速度要慢，以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導(dǎo)管下形成泥心。
三、結(jié)論和建議
水下混凝土灌注時(shí)要快速、連續(xù)施工，一氣呵成，快速灌注成功的樁往往質(zhì)量比較好，而灌灌停停的樁則容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。因此，水下混凝土灌注樁質(zhì)量的提高，需要施工、監(jiān)理、驗(yàn)收各個(gè)環(huán)節(jié)共同協(xié)作來(lái)保證。不僅要在設(shè)計(jì)上提出科學(xué)方案，灌注時(shí)提高水下施工質(zhì)量，驗(yàn)收時(shí)也要認(rèn)真對(duì)待。對(duì)于質(zhì)量差、無(wú)法利用的樁要提出補(bǔ)樁或其它措施。成樁的質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量，絕對(duì)不能忽視。
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目前，水下混凝土灌注樁工程的施工通常采用導(dǎo)管法進(jìn)行施工。其工作原理是在一定的落差壓力作用下,將混凝土通過(guò)密封連接的導(dǎo)管（鋼管或強(qiáng)度較高的硬質(zhì)非金屬管）入口，進(jìn)入到上次灌注的混凝土下面，頂托著上部的混凝土及泥漿或水上升，形成連續(xù)密實(shí)的混凝土樁身。
二、提高水下混凝土施工質(zhì)量的幾點(diǎn)措施：
導(dǎo)管法施工技術(shù)要求非常嚴(yán)格，為使水下混凝土灌注樁施工質(zhì)量得以保證，必須要從施工設(shè)備、混凝土配制、灌注等幾方面嚴(yán)格控制，才能提高水下施工質(zhì)量。
第一、對(duì)施工設(shè)備質(zhì)量要嚴(yán)格要求
混凝土灌注所需施工設(shè)備要求配套并且完好。這是保證灌注水下混凝土質(zhì)量的基本前提。要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以下施工設(shè)備的質(zhì)量：
1）要有足夠的備用電源。要保證工地的備用發(fā)電機(jī)性能良好，足以應(yīng)付施工過(guò)程中極可能發(fā)生的施工電網(wǎng)斷電情況，這樣可以防止灌注時(shí)間延誤，避免造成斷樁事故。
2）注意混凝土拌和機(jī)類(lèi)型的選擇，在綜合考慮施工具體情況的前提下，盡量選用大容量強(qiáng)制式拌和機(jī)，在時(shí)間上可以盡量縮短混凝土的灌注時(shí)間，在數(shù)量上可以保證混凝土灌注的連續(xù)性。注意：對(duì)混凝土拌和機(jī)在每次使用前都應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真的檢查維修。
3）導(dǎo)管是灌注水下混凝土的重要工具，其直徑大小要根據(jù)灌注強(qiáng)度要求進(jìn)行選擇。要求導(dǎo)管應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度、且密封性良好，管壁光滑、導(dǎo)管平直，無(wú)穿孔裂紋。如果導(dǎo)管接頭密封不嚴(yán)，焊縫破裂，水從接頭或焊縫中浸入會(huì)引起事故，因此施工之前必須要進(jìn)行水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)。目前，常用的導(dǎo)管有螺栓對(duì)接式和螺旋連接式，建議優(yōu)先選用螺旋對(duì)接式，其優(yōu)點(diǎn)是密封性能良好，還可有效地避免導(dǎo)管掛鋼筋籠的現(xiàn)象，增強(qiáng)灌注安全系數(shù)。
第二、科學(xué)的制定混凝土配合比
水下混凝土的強(qiáng)度、等級(jí)和材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T5144-2001)的規(guī)定。選用材料要重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：
1）水泥一般選用普通硅酸鹽水泥，初凝時(shí)間不宜過(guò)早。所選的水泥品種應(yīng)通過(guò)初凝時(shí)間和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。要注意水泥的用量要達(dá)到規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
2）粗骨料宜選用堅(jiān)硬的卵礫石和碎石，應(yīng)優(yōu)先采用符合要求的卵石。骨料最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管直徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時(shí)粒徑在40mm以內(nèi)。粗骨料的級(jí)配應(yīng)保證混凝土具有良好的和易性。細(xì)骨料宜采用級(jí)配良好的中、粗砂?；炷恋暮奥室话銥?5%～50%，水灰比宜采用0.5～0.6。
3）為提高和易性，混凝土中宜摻入外加劑，水下混凝土常用的外加劑有減水劑、緩凝劑和早強(qiáng)劑等，摻入外加劑前，必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，以確定外加劑的使用種類(lèi)、摻入量和摻入程序。
總之，混凝土的配合比必須與導(dǎo)管灌注水下混凝土相適應(yīng)。合適的配合比應(yīng)使混凝土具有足夠的可塑性和粘聚性，易于在導(dǎo)管中流動(dòng)而又不易離析。而且一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)水下混凝土的強(qiáng)度高時(shí)，其耐久性也好。因而要從水泥標(biāo)號(hào)的選擇、水泥及水的用量比例、骨料的種類(lèi)和性質(zhì)及摻用外加劑等幾個(gè)方面考慮來(lái)保證混凝土質(zhì)量。而且要保證混凝土的級(jí)配強(qiáng)度應(yīng)高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度?；炷翑嚢钑r(shí)間要適宜，要攪拌均勻，如混凝土攪拌和輸送過(guò)程中，出現(xiàn)不均勻或離析泌水現(xiàn)象，流動(dòng)性差時(shí)，就不能使用。
第三、加強(qiáng)對(duì)水下混凝體灌注施工工序的控制
灌注水下混凝土是混凝土樁施工的重要工序。在灌注混凝土過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：
1）鋼筋籠和鉆孔的中心要對(duì)應(yīng)，定位要準(zhǔn)確。如果是不放到孔底的鋼筋籠，要特別注意吊環(huán)、吊鉤的強(qiáng)度及牢固性。鋼筋籠吊放時(shí)要保持軸線順直，位置居中，嚴(yán)禁碰撞孔壁，以免產(chǎn)生坍孔。鋼筋籠安放到位后應(yīng)立即安設(shè)導(dǎo)管。
2）在灌注首批混凝土之前最好先配制0.1～0.3m3水泥砂漿放入滑閥以上的導(dǎo)管和漏斗中，然后再放入混凝土，確認(rèn)初灌量備足后，即可剪斷鐵絲，借助混凝土重量排除導(dǎo)管內(nèi)的水，使滑閥留在孔底，灌入首批混凝土。
3）注意首批混凝土量必須滿足導(dǎo)管埋深不能小于1.5M，所以漏斗和儲(chǔ)料斗及漏斗和預(yù)備的混凝土儲(chǔ)存數(shù)量要充足。根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)混凝土壓力與管外水壓力平衡的原則,導(dǎo)管內(nèi)混凝土必須保持的最小高度為:Hd=RwHw/Rc。而管中混凝土的體積就應(yīng)為Vd=πd2.Hd/4（d為導(dǎo)管直徑）。首批混凝土若埋深不足，混凝土下灌后不能埋沒(méi)導(dǎo)管底口，會(huì)導(dǎo)致泥水從導(dǎo)管底口進(jìn)入。如果出現(xiàn)這種導(dǎo)管入水現(xiàn)象應(yīng)立即將導(dǎo)管提出，將散落在孔底的混凝土拌合物用空氣吸泥機(jī)或抓斗機(jī)清出，然后重新下導(dǎo)管灌注。
4）首批混凝土灌注正常后，必須連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。否則先灌入的混凝土達(dá)到初凝，將阻止后灌入的混凝土從導(dǎo)管中流出，造成斷樁。同時(shí)在灌注過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常用測(cè)錘探測(cè)混凝土面的上升高度，并適時(shí)提升、逐級(jí)拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管的合理埋深。當(dāng)混凝土接近鋼筋籠時(shí)，宜使導(dǎo)管埋得較深，盡量避免鋼筋上浮現(xiàn)象。要注意正確控制導(dǎo)管埋深，如果導(dǎo)管埋人混凝土過(guò)深，易使導(dǎo)管與混凝土間摩擦阻力過(guò)大，致使導(dǎo)管無(wú)法拔出造成事故。而提管過(guò)程中要緩緩上提，如過(guò)猛易使導(dǎo)管被拉斷。所以埋管深度一般應(yīng)控制在2到6m，同時(shí)應(yīng)注意灌注速度。
5）為確保樁頂質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上應(yīng)加灌0.5～0.8m高度，待樁頂混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70％時(shí)，將其鑿除。在灌注將近結(jié)束時(shí)，如出現(xiàn)混凝土頂升困難，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，將部分沉淀土掏出，使灌注工作順利進(jìn)行。在拔出最后一段長(zhǎng)導(dǎo)管時(shí)，拔管速度要慢，以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導(dǎo)管下形成泥心。
三、結(jié)論和建議
水下混凝土灌注時(shí)要快速、連續(xù)施工，一氣呵成，快速灌注成功的樁往往質(zhì)量比較好，而灌灌停停的樁則容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。因此，水下混凝土灌注樁質(zhì)量的提高，需要施工、監(jiān)理、驗(yàn)收各個(gè)環(huán)節(jié)共同協(xié)作來(lái)保證。不僅要在設(shè)計(jì)上提出科學(xué)方案，灌注時(shí)提高水下施工質(zhì)量，驗(yàn)收時(shí)也要認(rèn)真對(duì)待。對(duì)于質(zhì)量差、無(wú)法利用的樁要提出補(bǔ)樁或其它措施。成樁的質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量，絕對(duì)不能忽視。
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