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【摘要】水下混凝土灌注是桥梁桩基础施工中的重要工程，是直接影响桥梁整体质量的关键因素。根据钻孔桩部分地质钻孔揭示的地质特点，选用旋挖钻机成孔，直升导管法灌注水下混凝土。为使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，坚持连续作业，使灌注工作在首批混凝土初凝以前的时间完成。
【关键词】桥梁；水下混凝土灌注；质量控制
近年来，随着国家经济以及科学技术的快速发展，路桥建设进入了新的发展时期，灌注桩技术也在全国各地路桥建设中得到了广泛应用，作为混凝土灌注桩类型之一的水下混凝土灌注桩也得到了推广使用，然而，我国对桥梁水下混凝土灌注桩基础的研究虽然仍处在起步阶段，但对工程施工质量的要求却在不断提升，所以桥梁水下混凝土灌注桩基础的质量控制问题不断成为困扰路桥建设者的难题。我国的水下混凝土灌注桩工程主要是通过导管法进行施工，其施工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导管，灌入到初期灌注的混凝土下面，使其承载着初期灌注的混凝土及其上面的泥浆或水缓慢的上升，形成连续密实的混凝土桩身。这种桥梁水下混凝土灌注桩工程对施工设备、材料以及工艺技术都有着严格的要求，施工人员必须认真检查施工设备与材料，严格控制各项技术指标，从而保证桥梁水下混凝土灌注桩基础的质量。
1、灌注混凝土表面测深和导管埋深控制
（1）测深。灌注混凝土时，探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制沉淀层厚度、埋导管深度和桩顶高度。如探测不准确，将造成沉淀過厚、导管提漏、埋管过深，因而发生夹层断桩、短桩或导管拔不出的事故。因此测深是一项重要的工作，采用较为准确、快速的方法和探测工具。
（2）导管的埋深控制。当拌和物内掺有缓凝剂、灌注速度较快、导管较坚固并有足够的起重能力时，要适当加大埋深，但最好也不要超过8m。拔管前需仔细探测混凝土面的深度。用测深锤测深时，需有2人用两个测锤测深并相互较对，防止误测。
2、水下混凝土的灌注
（1）灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，要特别注意。钻孔经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。
（2）灌注前，对孔底沉淀层厚度再进行一次测定。如厚度超过规定，可用前述喷射法向孔底喷射3min～5min，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批水下混凝土。
（3）剪球、拔栓或开阀，将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。
（4）灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测深不准确。灌注过程中，注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管提升时保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，徐徐放在地上，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时将起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡皮垫和工具等掉入孔中。
（5）在灌注过程中，导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗的灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。
（6）当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，采取以下措施：①尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小，建议使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性；②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并徐徐灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来或向上的冲击力；③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
（7）为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后将此段混凝土清除，增加的高度，可按孔深、成孔方法和清孔方法确定，一般不小于0.5m，长桩不小于1.0m。混凝土灌注到接近设计标高时，工地值班人员要计算还需要的混凝土数量（计算时将导管内及混凝土输泵管内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。为减少以后凿出桩头的工作量，可在灌注结束后，混凝土凝结前，挖出多余的一段桩头，但保留10cm～20cm，以待随后修凿，接浇墩柱或承台。旱地施工用的钢护筒，如需回收，可在灌注结束、混凝土初凝前拔出。当使用两半式钢护筒或木护筒时，要带混凝土强度达到5MPa后拆除。
（8）在灌注将近结束时，出于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，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。
（9）在灌注混凝土时，每根桩至少留取两组试体，桩长20m以上者不少于3组；桩径大、浇筑时间很长时，不少于4组。如换工作班时，每工作班都应制取试件。试件施加标准养护，强度测试后填试验报告表。强度不合要求时，及时提出报告，采取补救措施。
总结：
桥梁水下灌注桩基础的质量控制对施工人员有较高的要求。施工人员必须对施工设备进行严格检查，避免出现设备问题，同时，还要严格控制混凝土等原料的选择，对原料的质量、规格严格把控。最后，在实际灌注操作过程中，施工人员还需要保持认真负责态度，监控整个灌注过程，做好灌注过程的每一个环节，及早发现问题，甚至做到避免问题的出现。与此同时，对桥梁水下灌注桩基础的质量控制还应该与最新技术、设备相结合，不断调整提高当前灌注水平，从而获得优质灌注工程。
【关键词】桥梁；水下混凝土灌注；质量控制
近年来，随着国家经济以及科学技术的快速发展，路桥建设进入了新的发展时期，灌注桩技术也在全国各地路桥建设中得到了广泛应用，作为混凝土灌注桩类型之一的水下混凝土灌注桩也得到了推广使用，然而，我国对桥梁水下混凝土灌注桩基础的研究虽然仍处在起步阶段，但对工程施工质量的要求却在不断提升，所以桥梁水下混凝土灌注桩基础的质量控制问题不断成为困扰路桥建设者的难题。我国的水下混凝土灌注桩工程主要是通过导管法进行施工，其施工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导管，灌入到初期灌注的混凝土下面，使其承载着初期灌注的混凝土及其上面的泥浆或水缓慢的上升，形成连续密实的混凝土桩身。这种桥梁水下混凝土灌注桩工程对施工设备、材料以及工艺技术都有着严格的要求，施工人员必须认真检查施工设备与材料，严格控制各项技术指标，从而保证桥梁水下混凝土灌注桩基础的质量。
1、灌注混凝土表面测深和导管埋深控制
（1）测深。灌注混凝土时，探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制沉淀层厚度、埋导管深度和桩顶高度。如探测不准确，将造成沉淀過厚、导管提漏、埋管过深，因而发生夹层断桩、短桩或导管拔不出的事故。因此测深是一项重要的工作，采用较为准确、快速的方法和探测工具。
（2）导管的埋深控制。当拌和物内掺有缓凝剂、灌注速度较快、导管较坚固并有足够的起重能力时，要适当加大埋深，但最好也不要超过8m。拔管前需仔细探测混凝土面的深度。用测深锤测深时，需有2人用两个测锤测深并相互较对，防止误测。
2、水下混凝土的灌注
（1）灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，要特别注意。钻孔经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。
（2）灌注前，对孔底沉淀层厚度再进行一次测定。如厚度超过规定，可用前述喷射法向孔底喷射3min～5min，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批水下混凝土。
（3）剪球、拔栓或开阀，将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。
（4）灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测深不准确。灌注过程中，注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管提升时保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，徐徐放在地上，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时将起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡皮垫和工具等掉入孔中。
（5）在灌注过程中，导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗的灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。
（6）当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，采取以下措施：①尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小，建议使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性；②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并徐徐灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来或向上的冲击力；③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
（7）为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后将此段混凝土清除，增加的高度，可按孔深、成孔方法和清孔方法确定，一般不小于0.5m，长桩不小于1.0m。混凝土灌注到接近设计标高时，工地值班人员要计算还需要的混凝土数量（计算时将导管内及混凝土输泵管内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。为减少以后凿出桩头的工作量，可在灌注结束后，混凝土凝结前，挖出多余的一段桩头，但保留10cm～20cm，以待随后修凿，接浇墩柱或承台。旱地施工用的钢护筒，如需回收，可在灌注结束、混凝土初凝前拔出。当使用两半式钢护筒或木护筒时，要带混凝土强度达到5MPa后拆除。
（8）在灌注将近结束时，出于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，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。
（9）在灌注混凝土时，每根桩至少留取两组试体，桩长20m以上者不少于3组；桩径大、浇筑时间很长时，不少于4组。如换工作班时，每工作班都应制取试件。试件施加标准养护，强度测试后填试验报告表。强度不合要求时，及时提出报告，采取补救措施。
总结：
桥梁水下灌注桩基础的质量控制对施工人员有较高的要求。施工人员必须对施工设备进行严格检查，避免出现设备问题，同时，还要严格控制混凝土等原料的选择，对原料的质量、规格严格把控。最后，在实际灌注操作过程中，施工人员还需要保持认真负责态度，监控整个灌注过程，做好灌注过程的每一个环节，及早发现问题，甚至做到避免问题的出现。与此同时，对桥梁水下灌注桩基础的质量控制还应该与最新技术、设备相结合，不断调整提高当前灌注水平，从而获得优质灌注工程。