钻孔灌注桩水下混凝土浇筑质量控制分析

析

摘要：近年来，在各类地下基础工程中，钻孔灌注桩施工得到了广泛的应用，为了确保桩的质量符合要求，施工过程中各个环节的质量控制便显得至关重要。据统计，钻孔灌注桩的质量出现问题，80%的情况都与混凝土质量有关，那么在混凝土材料自身满足要求的情况下，混凝土浇筑过程的质量控制便是施工的关键环节。本文对钻孔灌注桩水下混凝土浇筑的前、中、末期相关问题进行阐述分析。

关键词：钻孔管灌注桩；水下混凝土；质量控制

钻孔灌注桩，由于其能穿越各种复杂地层，可形成较大的单桩承载力，适应各种不同地质条件和不同规模的建筑物，同时随着机械设备及施工技术的日趋成熟，钻孔灌注桩施工作业得到了大力发展。特别是在城市建设中，钻孔灌注桩以其施工噪音小、震动小，对周围环境及邻近的建筑物影响小的优点，而被大量采用。但是，由于钻孔灌注桩的施工过程大部分是在地面以下进行，无法直接观察，成桩后也不能直接开挖验收，所以混凝土灌注桩的混凝土质量要求便极高，水下混凝土施工则是整个成桩质量的关键。

一、水下混凝土浇筑前的质量控制 （一）导管的检查与安装

导管是灌注水下混凝土的重要工具，其直径大小要根据桩径大小及灌注强度进行选择，直径一般为250—300mm，标准节长3m，配备0.5m、1m、1.5m的短节各两节，同时应当具备足够的强度和刚度，管壁光滑，导管平直，无穿孔或裂纹现象，导管接口处应有弹性垫圈密封，确保连接成整体后的密封性良好。如果导管接头密封不严实，焊缝破裂，水从接头或焊缝中浸入管内，便会引起质量问题。因此，在施工之前，要对导管进行外观检查，变形和磨损严重的不得使用，同时还必须进行水密性承压和接头抗拉试验，发现有缺陷的导管，应当及时更换。另

外，漏斗、吊钩、挂绳等其他灌注用具在使用前均应进行检查，确保无损坏，保证浇筑过程顺利进行。

（二）混凝土的调配

不论是使用商品混凝土还是现场拌制混凝土，每根桩在浇筑前均应计算混凝土的理论用量，做好配送调度工作，保证混凝土的浇筑能够连续进行。同时，现场吊车、钻机等施工机械的站位布置应当合理，确保整个施工过程的质量和安全符合要求。混凝土到达现场后，及时测定现场实际坍落度，不符合灌注要求的及时处理，一般要求范围为180—220mm，确保浇筑灌注的顺利进行。

（三）沉渣清理

钢筋笼安装完毕后，再次测定孔深，确定沉渣厚度，摩擦桩≤150mm、端承桩≤50mm、支护桩≤300mm，沉渣过厚不符合要求的，应当立即进行二次清孔处理，符合要求后，及时灌注混凝土。

（四）混凝土初灌量的计算

在确定导管长度和节数后，根据孔底沉渣厚度以及导管距孔底距离，同时在保证初灌混凝土后，导管埋深不小于1.5m的基础上，计算混凝土初灌量，并选择合适大小的漏斗，使其满足灌注要求。首批混凝土灌注量不足，混凝土将不能埋没导管底部或导管埋深过浅，会导致泥浆进入导管中，使混凝土与泥浆混合，影响桩身质量。如果出现泥浆涌入导管的现象，应立即停止浇筑，将导管提出，把散落在孔底的混凝土和泥浆混合物用空气吸泥机或抓斗清出，然后再次下放导管。所以，混凝土初灌量计算不准确，将使整个浇筑过程滞后甚至直接造成桩身质量问题。

二、水下混凝土浇筑过程中的质量控制

在首批混凝土正常灌注完成后，应当继续连续浇筑，不得中断，保证总的浇筑时间不超过混凝土的初凝时间。同时，在灌注的过程中，经常用测绳测量混凝土面的高度位置，适时提升、拆卸导管，保持导管的埋深控制在2-6m。此外，还可以通过计算混凝土面上升的高度和混凝土一段时间过程中的用量，确定浇筑过

程是否正常，及时发现可能出现的溶洞、串孔以及其他不正常的混凝土流失现象。在浇筑过程中，还应当再次随机抽查混凝土坍落度，确保坍落度满足要求，同时进行混凝土试块的制作和留置，以备混凝土抗压和抗折强度检测。下面将水下混凝土浇筑工程中可能出现的问题作简要分析：

（一）导管堵塞

1.主要原因分析。（1）初灌时导管离孔底太近，混凝土下落速度快，无法流入孔内，孔内混凝土面不上升，致使导管堵塞。（2）混凝土坍落度不合要求，和易性、流动性差，拌合不均匀，产生离析或粗骨料粒径过大，出现卡管现象。（3）导管连接部位和焊缝不密封，发生漏水，管内形成水塞堵管。

2.相应解决措施。（1）控制导管底与桩孔底的间距，一般为20—50cm，距离不能太近，以免初灌混凝土快速下降堆积而卡管堵塞。（2）加强对水下混凝土质量的控制，选用级配良好的中砂，控制粗骨料的最大粒径，不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且小于40mm；控制水灰比符合设计要求，或适当掺加外加剂，保证水下混凝土良好的流动性和和易性。（3）导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，防止因导管进水导致离析及卡管。

（二）钢筋笼上浮

1.主要原因分析。（1）钢筋笼制作质量不佳，内侧壁有钢筋凸出，形成倒钩，或导管安装时偏离钢筋笼中心，过于靠近钢筋笼侧壁，上提时被挂住。（2）由于导管埋深较大，并且其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。（3）钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大，钢筋笼被混凝土拖顶上升。（4）导管提升速度快，致使混凝土下沉太快，瞬时反冲力使钢筋笼上浮。

2.相应解决措施。（1）钢筋笼制作时，要求纵向钢筋搭接或对接方式正确，加工精准，不留容易形成挂钩的部位。同时，安装下放导管时，其中心与桩孔中心保持一致，避免出现过大偏差，导管钩挂钢筋笼时，要下降导管，转动移位脱

钩后再上提。（2）导管正常埋置深度一般控制在2—6m，最大不超过而6m，加快浇灌速度，缩短浇灌时间，或添加缓凝剂，防止混凝土顶层流动性变小，钢筋笼上升时，停止浇灌混凝土，检查计算导管埋深和已浇混凝土面标高，提升拆除部分导管，再进行浇筑。（3）确保钢筋笼初始位置放置准确无误，并与孔口固定牢固。（4）提升导管时，缓慢上升，让混凝土匀速缓缓下落，随时观察钢筋笼和混凝土面状态，保证导管埋深符合要求。

（三）断桩

1.主要原因分析。（1）导管底端距孔底过远，初灌混凝土与泥浆混合稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。（2）在浇注混凝土时，由于导管提升和起拔过多，露出混凝土面，桩身中中间夹杂泥浆砂石，将混凝土桩上下分开，造成灌注桩断开。（3）混凝土浇筑时，没有从导管内灌入，而是从孔口直接倒入孔中，使混凝土离析，造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。（4）由于突发状况造成停电、待料等情况，致使灌注桩的浇筑无法连续进行，混凝土到达初凝时间，造成断桩。

2.相应解决措施。（1）桩孔钻成后，必须认真清孔，控制沉渣厚度，并及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范要求。同时，灌注混凝土前，仔细测量孔深和孔径，准确计算导管长度和混凝土初灌量，控制导管底与孔底距离符合要求。（2）及时进行测量，控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，严格遵守操作规程。（3）灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，避免留下质量事故隐患。（4）混凝土浇注过程中，一旦开始浇筑工作，一定要连续完成该作业，确保在混凝土初凝时间内连续浇注，在灌注混凝土过程中应避免停电，以免泥浆泵无法正常，影响泥浆的抽排，致使浇筑工作无法进行。若出现突发情况，立即启动补救措施，保证灌注工作继续连续进行。

三、水下混凝土浇筑收尾阶段的质量控制

浇筑最后阶段，主要是保证桩顶段的质量符合要求。桩顶段可能出现的质量问题有混凝土疏松、夹泥、断裂等。上部桩身由于缺乏压力，与桩周土接触应力低，而受荷时桩身上部荷载应力最大，因此桩身破坏最易在上部发生。在水下混凝土浇筑的末期，泥浆逐渐溢出孔口，混凝土面渐渐接近设计标高，此时，应减慢浇筑速度，不断测量混凝土面高度，控制混凝土的最后用量，根据沉渣和泥浆情况，确定混凝土的超灌量。

造成桩顶出现质量问题的原因分析：1.没有及时量测混疑土面高度，超灌的混凝土高度不足，上部压力小，混凝土密度低，泥浆与混凝土混合。2.导管内混凝土高度减少，压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大，混凝土升顶困难，甚至与泥浆、浮浆接触混合，出现夹泥、疏松、离析等质量问题。3.拔护筒时，起拔过猛，或起拔护筒不垂直，使护筒粘带未初凝的混凝土，导致混凝土抗拉强度低而掺入泥浆，形成夹泥或断裂面。因此，在浇筑工作的末期，勤测混凝土面，并在桩顶设计标高以上超灌一定高度的混凝土，以保证设计标高以下的混凝土符合设计要求。导管重量减轻时，可以改为人工左右转动导管，加压使混凝土密实。最后，拔护筒的吊绳要周正，起拔护筒要稳、慢，将护筒垂直缓慢拔出。

四、结语

水下混凝土灌注是钻孔灌注桩成桩的关键环节,但往往由于施工工艺不当,断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题时有发生。因此正确的进行水下混凝土的浇筑施工，同时合理的处理施工过程中遇到的各种问题，是保证灌注桩成桩质量的关键和保障。

参考文献：

[1]《钢筋混凝土灌注桩》（10SG813）.

[2]《钻孔灌注桩施工技术规程》（DB42/T 831-2012）.

【作者简介】 夏顺卓（1994.01-），男，汉族，湖北武汉市人，本科学历，中冶南方武汉工程咨询管理有限公司工程师，主要研究方向：工程监理。