提高水下混凝土灌注樁施工質(zhì)量
2006-12-25 00:00
摘 要：水下混凝土灌注樁被廣泛的應(yīng)用在建筑工程中，因而提高水下混凝土灌注樁的施工質(zhì)量是一個值得探討的問題。本文較為系統(tǒng)的介紹了水下混凝土灌注樁施工設(shè)備的要求、水下混凝土的配制、水下混凝土的灌注，反映了我國水下混凝土灌注樁工程的當(dāng)前水平和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：水下混凝土灌注樁 施工設(shè)備 配制 灌注
現(xiàn)階段國內(nèi)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。其原理是在一定的落差壓力作用下,將混凝土拌和物通過密封連接的鋼管（或強(qiáng)度較高的硬質(zhì)非金屬管）入口，進(jìn)入到初期灌注的混凝土下面，頂托著初期灌注的混凝土及其上面的泥漿或水上升，形成連續(xù)密實(shí)的混凝土樁身。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、灌注等幾方面加以控制，以提高水下施工質(zhì)量。
1. 對施工設(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：
1.1備用發(fā)電機(jī)數(shù)量充足。要保證工地的備用發(fā)電機(jī)性能良好，足以應(yīng)付施工過程中可能發(fā)生的電網(wǎng)斷電情況，這樣可以防止灌注時間延誤，避免造成斷樁事故。
1.2注意混凝土拌和機(jī)類型的選擇，宜選用大容量拌和機(jī)，在數(shù)量上可以保證混凝土的連續(xù)灌注。對混凝土拌和機(jī)在每次使用前都應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真的檢查維修。
1.3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，無穿孔裂紋，導(dǎo)管接口處應(yīng)有彈性墊圈密封。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)。
1.4儲料斗、漏斗、溜槽以及其他有關(guān)灌注機(jī)具使用前都應(yīng)進(jìn)行檢查，以保證施工安全和施工質(zhì)量。
2. 嚴(yán)格控制混凝土的配合比
水下混凝土的強(qiáng)度、等級和材料應(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。選用骨料要重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：
2.1水泥一般選用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥,初凝時間宜不早于1.5h,宜選用標(biāo)號在325以上的水泥。所選的水泥品種應(yīng)通過初凝時間和抗壓強(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)。
2.2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,同時粒徑在40mm以內(nèi)。粗骨料的級配應(yīng)保證混凝土具有良好的和易性。細(xì)骨料宜采用級配良好的中、粗砂?；炷恋暮奥室话銥?5％～50％,水灰比宜采用0.5～0.6。
2.3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)過實(shí)驗(yàn),以確定外加劑的使用種類、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)管中流動而又不易離析。而且一般來說，當(dāng)水下混凝土的強(qiáng)度高時，其耐久性也好。因而要從水泥標(biāo)號的選擇、水泥及水的用量比例、骨料的種類和性質(zhì)及摻用外加劑等幾個方面考慮來保證混凝土質(zhì)量。而且要保證混凝土的級配強(qiáng)度應(yīng)高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度?；炷翑嚢钑r間要適宜,要攪拌均勻,如混凝土攪拌和輸送過程中，出現(xiàn)不均勻或離析泌水現(xiàn)象,流動性差時,就不能使用。
3. 加強(qiáng)灌注施工工藝
灌注水下混凝土是混凝土樁施工的重要工序。在灌注混凝土過程中，應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：
3.1鋼筋籠和鉆孔的中心要對應(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。
3.2在灌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。
3.3注意首批混凝土量必須滿足導(dǎo)管埋深不能小于1.5M,所以漏斗和儲料斗及漏斗和輸送泵的混凝土儲存數(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導(dǎo)管底口，會導(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。
3.4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。同時在灌注過程中,應(yīng)經(jīng)常用測錘探測混凝土面的上升高度，并適時提升、逐級拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管的合理埋深。此時要注意，混凝土灌到孔口不再返出泥漿時可以微向上提動導(dǎo)管，而如果要提升導(dǎo)管0.5到1M以上才能灌入混凝土就應(yīng)該拆除部分導(dǎo)管。要注意觀察孔口是否返出泥漿。當(dāng)混凝土接近鋼筋籠時,宜使導(dǎo)管埋得較深。要注意正確控制導(dǎo)管埋深,如果導(dǎo)管埋人混凝土過深,易使導(dǎo)管與混凝土間摩擦阻力過大,致使導(dǎo)管無法拔出造成事故。而提管過程中要緩緩上提,如過猛易使導(dǎo)管被拉斷。所以埋管深度一般應(yīng)控制在2到6m,或使用附著式震搗器,使導(dǎo)管周圍的混凝土不致過早的初凝。同時應(yīng)注意灌注速度。
3.5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，將其鑿除。在灌注將近結(jié)束時,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。在拔出最后一段長導(dǎo)管時，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。
參考文獻(xiàn)
[1]趙洪義 《全國水泥及混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)文集》 中國建材工業(yè)出版社 2003年
[2]楊華全 《水工混凝土研究與應(yīng)用》 中國水利水電出版社 2005年2月版
[3]宋功業(yè) 邵界立編 《混凝土工程施工技術(shù)與質(zhì)量控制》中國建材工業(yè)出版社 2003年1月版
[4]《建筑施工手冊》中國建筑工業(yè)出版社 1997年4月第三版
（中國混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處）
關(guān)鍵詞：水下混凝土灌注樁 施工設(shè)備 配制 灌注
現(xiàn)階段國內(nèi)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。其原理是在一定的落差壓力作用下,將混凝土拌和物通過密封連接的鋼管（或強(qiáng)度較高的硬質(zhì)非金屬管）入口，進(jìn)入到初期灌注的混凝土下面，頂托著初期灌注的混凝土及其上面的泥漿或水上升，形成連續(xù)密實(shí)的混凝土樁身。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、灌注等幾方面加以控制，以提高水下施工質(zhì)量。
1. 對施工設(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：
1.1備用發(fā)電機(jī)數(shù)量充足。要保證工地的備用發(fā)電機(jī)性能良好，足以應(yīng)付施工過程中可能發(fā)生的電網(wǎng)斷電情況，這樣可以防止灌注時間延誤，避免造成斷樁事故。
1.2注意混凝土拌和機(jī)類型的選擇，宜選用大容量拌和機(jī)，在數(shù)量上可以保證混凝土的連續(xù)灌注。對混凝土拌和機(jī)在每次使用前都應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真的檢查維修。
1.3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，無穿孔裂紋，導(dǎo)管接口處應(yīng)有彈性墊圈密封。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)。
1.4儲料斗、漏斗、溜槽以及其他有關(guān)灌注機(jī)具使用前都應(yīng)進(jìn)行檢查，以保證施工安全和施工質(zhì)量。
2. 嚴(yán)格控制混凝土的配合比
水下混凝土的強(qiáng)度、等級和材料應(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。選用骨料要重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：
2.1水泥一般選用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥,初凝時間宜不早于1.5h,宜選用標(biāo)號在325以上的水泥。所選的水泥品種應(yīng)通過初凝時間和抗壓強(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)。
2.2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,同時粒徑在40mm以內(nèi)。粗骨料的級配應(yīng)保證混凝土具有良好的和易性。細(xì)骨料宜采用級配良好的中、粗砂?；炷恋暮奥室话銥?5％～50％,水灰比宜采用0.5～0.6。
2.3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)過實(shí)驗(yàn),以確定外加劑的使用種類、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)管中流動而又不易離析。而且一般來說，當(dāng)水下混凝土的強(qiáng)度高時，其耐久性也好。因而要從水泥標(biāo)號的選擇、水泥及水的用量比例、骨料的種類和性質(zhì)及摻用外加劑等幾個方面考慮來保證混凝土質(zhì)量。而且要保證混凝土的級配強(qiáng)度應(yīng)高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度?；炷翑嚢钑r間要適宜,要攪拌均勻,如混凝土攪拌和輸送過程中，出現(xiàn)不均勻或離析泌水現(xiàn)象,流動性差時,就不能使用。
3. 加強(qiáng)灌注施工工藝
灌注水下混凝土是混凝土樁施工的重要工序。在灌注混凝土過程中，應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：
3.1鋼筋籠和鉆孔的中心要對應(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。
3.2在灌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。
3.3注意首批混凝土量必須滿足導(dǎo)管埋深不能小于1.5M,所以漏斗和儲料斗及漏斗和輸送泵的混凝土儲存數(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導(dǎo)管底口，會導(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。
3.4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。同時在灌注過程中,應(yīng)經(jīng)常用測錘探測混凝土面的上升高度，并適時提升、逐級拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管的合理埋深。此時要注意，混凝土灌到孔口不再返出泥漿時可以微向上提動導(dǎo)管，而如果要提升導(dǎo)管0.5到1M以上才能灌入混凝土就應(yīng)該拆除部分導(dǎo)管。要注意觀察孔口是否返出泥漿。當(dāng)混凝土接近鋼筋籠時,宜使導(dǎo)管埋得較深。要注意正確控制導(dǎo)管埋深,如果導(dǎo)管埋人混凝土過深,易使導(dǎo)管與混凝土間摩擦阻力過大,致使導(dǎo)管無法拔出造成事故。而提管過程中要緩緩上提,如過猛易使導(dǎo)管被拉斷。所以埋管深度一般應(yīng)控制在2到6m,或使用附著式震搗器,使導(dǎo)管周圍的混凝土不致過早的初凝。同時應(yīng)注意灌注速度。
3.5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，將其鑿除。在灌注將近結(jié)束時,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。在拔出最后一段長導(dǎo)管時，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。
參考文獻(xiàn)
[1]趙洪義 《全國水泥及混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)文集》 中國建材工業(yè)出版社 2003年
[2]楊華全 《水工混凝土研究與應(yīng)用》 中國水利水電出版社 2005年2月版
[3]宋功業(yè) 邵界立編 《混凝土工程施工技術(shù)與質(zhì)量控制》中國建材工業(yè)出版社 2003年1月版
[4]《建筑施工手冊》中國建筑工業(yè)出版社 1997年4月第三版
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