浅谈水下灌注桩施工技术的讨论

郭 斌

（甘肃兴陇交通工程监理有限责任公司，甘肃 兰州730070）

0 引言

水下混凝土灌注施工工程具有隐蔽性的特征，主要用在混凝土桩水下灌注与水下混凝土封底之中，该种工作需要在水下进行，为了保证成桩质量，必须保证施工质量，也要对施工前期条件与施工工艺进行严格的把控，对各个环节均要严格的要求，将隐患消除在成桩之前，避免造成一些不必要的损失。 下面就以CZ-30 型冲击钻机为例分析水下灌注桩施工要点。

1 施工机具与施工方法

施工机具使用CZ-30 型冲击钻机、起吊设备、钻机配备钻架、冲击钻头、发电机、泥浆泵等设备组成，钻头采用“+”型。具体施工方法如下（图1）：

1.1 钻机就位与钢护筒的设置

在钻机就位之前，要检查好钻机的准备工作是否到位，检查内容包括水电供应、配套设备、钻机坐落位置是否平整、桩位测定等等，在钻机就位时需要调节好钻机的各项参数，保证悬吊钻头的中心能够对准桩位中心，两点对位偏差需要控制在2cm 之内，对位完成之后需要挖、埋护筒，一般情况下，护筒应该高出地面，埋深控制在1m 以上，桩位中心与护筒中心偏差则控制在50mm。 此外，还要根据桩位地质情况，在有障碍物的位置将护筒加长。

1.2 泥浆护壁

使用普通粘土来制备泥浆，在冲孔时将粘土置于孔中，在钻头冲孔的过程中即可制造出泥浆，泥浆的比重则由地质情况来决定，一般情况下，约为1.2-1.5，若需要调节泥浆比重，在孔中加入清水或者粘土即可。

1.3 冲孔施工

在开孔时使用低锤进行密击，将锤高控制在0.4-0.6m，在其中投入20cm 及以下的粘土与块石，反复的冲击，制造出泥浆，保证初成孔能够竖直、坚实、不坍塌，在钻进深度超过战锤全程之后，才能够进行正常冲击。

1.4 钻进过程中需要注意的问题

在钻进时，需要在钢丝绳中做好标志，控制好椎锤冲程，防止松绳过少发生打空锤的情况，一旦发生该种情况，就可能导致钢丝绳与钻机钻架遭到破坏，同时，也要防止松绳过多，松绳过多会减慢钻进速度，也可能导致钢丝绳缠绕在一起。各种施工经验显示，在坚硬岩层中将冲程控制在5cm，在松软岩层中将冲程控制在10cm 即可。

同时，在钻进时，还需要常常检查钢丝绳磨损情况，看各项装置是否灵活，钻头磨损情况是否在正常标准值内，否则就容易造成钻孔小、梅花孔、卡钻与掉钻等事故。 经验显示，在钻进5-8m 之后，就需要使用检孔器进行检孔， 若检孔器难以达到钻锤位置或者偏离中心位置，就可能出现斜孔、弯孔与缩孔的现象，此时则需要进行重新评估，在必要情况下需要重新钻孔。

此外，在正常钻孔过程中要保证泥浆的循环状态，而为了提升泥浆质量，则需要对沉淀池及时的进行清碴，若钻机发生停止工作的情况，则需要第一时间将钻锤提出，防止埋钻事故的发生。

1.5 抽渣

在冲孔的过程中会产生大量的钻渣，可以利用循环泥浆将其中孔底带出， 也可以采取人工的方法从沉淀池与泥浆沟中将钻渣捞出，如果孔底的钻渣较多，就需要使用抽渣筒进行处理。

1.6 清孔

待钻至设计标高之后，就能够停止钻孔，在验孔完成后，需要第一时间清孔，清空以换浆法为宜，该种方式即用好的泥浆替换桩孔中密度较大的泥浆，操作方式如下：

使用泥浆泵抽取比重为1.2-1.3 的纯泥浆， 使用皮管以及导管将孔中泥浆替换，为清孔时，可以将导管稍微提离，换出泥浆可以通过泥浆沟进入储浆池之中，循环时间以20-24h 为宜，在清孔过程中应该使用高压风射水，在导管与钢筋笼安装完成、进行灌注之前，需要使用空压机通过风管在孔底中高压射风，风压应该控制在0.6MPa 以上，经经常摇动导管与风管，将其位置改变，将沉淀物漂浮起来，并减少沉渣的厚度。 在清孔完成之后，应该保证孔底沉淀物厚度小于5cm、比重大于1.05，小于1、20g/cm3，含砂率小于4%。 在进行灌注之前检查好沉淀的厚度，将铁盒做成取样盒在孔底取样，压风机与泥浆泵需要停机，待测出其厚度之后需要尽快灌注。

1.7 钢筋笼的安装

钢筋笼应该选择分段制作的形式，在吊装时选用钻机配合、吊车吊装的方式处理，为了防止骨架变形，可以使用两点起吊法，选钻机起吊，再同吊车一起同时起吊，离开地面之后即可停止，慢慢放松，直到地面与骨架垂直，去掉钢丝绳，将骨架置入孔中，扶正后缓缓下降，将骨架放置在最后箍筋位置，用钢钎支托，将第二节骨架吊起，使用双面帮条焊，焊好之后将钢钎抽出，下放骨架。

2 施工过程的注意事项

在桩基施工过程中，要控制好泥浆质量，并严格的按照相关的规范进行施工，万一发生梅花孔、缩孔与桩孔倾斜的现象，就需要周密安排，切忌盲目施工；在清空过程中，考虑到泥浆相对体积会对灌注质量造成较大的影响，因此，在清孔完成之后，就要在第一时间进行检查，保证清孔质量。

此外，水下灌注施工会由于环境因素、施工条件、浇筑方法的影响比陆地施工强度低11.5%-20.0%，因此，在设计混凝土配比时，就需要考虑到混凝土的初凝时间、流动性与和易性，保证设计的承载力以及成桩的强度。

目前，大直径深孔灌注桩多使用水下浇筑的形式进行施工，该种浇筑方式难以及时检查到施工的质量，一旦发生缺陷，修补工作是相当困难的，因此，在水下灌注桩施工过程中必须要严格按照相关的规范进行操作，保证成桩的质量，避免断桩情况的发生。 此外，在实际工作过程中，要采取科学有效的措施提升施工人员的专业技能水平与责任意识，定期组织相关的培训，帮助他们了解各个环节的施工要点，让他们明确施工规程的具体要求，同时，加强监督，防止在施工过程中出现违规操作的现象，只有将个管理与技术进行有机的结合， 才能够从根本上提升水下灌注桩的施工质量。

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