摘要:鉆孔灌注樁水下混凝土灌注施工是鉆孔灌注樁施工中的關鍵環節之一，它的施工工藝控制是關乎灌注施工成敗和成樁質量的決定因素。本文就鉆孔灌注樁水下混凝土灌注施工中常見的導管進水、卡管、塌孔、埋管、灌短樁頭、樁身夾泥等質量事故的預防處理以及灌注樁補強方法為著眼點結合自己近幾年在水下混凝土灌注施工中的經驗體會對上述問題作了簡要闡述。
　　關鍵詞:水下混凝土灌注，質量事故，預防處理
　　1前言
　　隨著我國交通基礎設施建設的快速發展，鉆孔灌注樁作為一種基礎形式以其適應性強、成本適中、施工簡便等特點廣泛地應用于公路橋梁及其它工程領域中。但灌注樁基礎屬于隱蔽工程，大部分是在水下進行的，因此灌注好水下混凝土是保證灌注樁成樁質量的重中之重。灌注混凝土水下時，混凝土拌和物是通過導管下口進入到初期灌注的混凝土（作為隔水層）下面，頂托著初期灌注的混凝土及其上面的泥漿或水逐步上升而成樁的。為了能夠在施工過程中最大限度的避免質量事故的發生，水下混凝土灌注要做到分工明確，密切配合，統一指揮，力求快速、連續施工。若已出現質量事故時應根據施工現場所發生的具體質量事故狀況結合現場具備的施工條件，冷靜分析原因，并盡快采取合理的技術措施及時設法補救。
　　2鉆孔灌注樁水下混凝土灌注質量事故及預防處理措施。
　　2.1導管進水
　　（1）主要原因：①首批混凝土儲量不足，或雖然混凝土儲量已夠，但導管底口距孔底的間距過大，混凝土下落后不能埋沒導管底口，以致泥水從底口進入。②導管接頭不嚴，接頭間橡皮墊被導管內高壓氣囊擠開，或焊縫破裂，水從接頭或焊縫中流入。③導管提升過猛，或測深出錯，導管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。
　　（2）預防和處理方法
　　為避免發生導管進水，灌注前要根據樁徑準確計算首批混凝土儲量并對拼接好的導管做水密試驗。試驗方法是：在拼裝好的導管內先灌入70%的水，兩端封閉，一端焊接風管接頭輸入計算的風壓力，然后滾動導管數次，經15分鐘不漏水即為合格。萬一發生導管進水，要當即查明事故原因，采取以下處理方法：
　　①若是上述第一種原因引起的，應立即將導管提出，將散落在孔底的混凝土拌和物用抓斗清除，不得已時需要將鋼筋籠拔出采取復鉆清除。然后重新下放鋼筋骨架、導管并投入足夠儲量的首批混凝土，重新灌注。
　　②若是第二、三種原因引起的，應視具體情況，拔換原管重下新管；或將原導管插入續灌，但灌注前均應將時進入導管內的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管，必須用潛水泵將管內水抽干，才可繼續灌注混凝土。為防止抽水后導管內的泥水穿透原灌注混凝土從導管底口翻入，導管插入混凝土內應有足夠深度，一般宜大于200㎝。
　　2.2卡管
　　在灌注過程中，混凝土在管中不下去，稱為卡管。卡管有以下兩種情況：
　　（1）初灌時隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度小、流動性差、夾有大卵石、拌和不均勻，以及運輸途中產生離析、粗集料集中而造成導管堵塞。
　　處理方法可用長桿沖搗管內混凝土，用吊繩抖動導管，或在導管上安裝附著式振搗器等使隔水栓下落。
　　（2）機械發生故障或其它原因使混凝土在導管內停留時間過久，或灌注時間持續過長，到致混凝土已在管內初凝。增大了導管內混凝土下落的阻力，混凝土堵在管內。其預防的方法是灌注前仔細檢修灌注機械，并準備備用機械，同時采取措施，加速混凝土灌注速度，必要時摻入緩凝劑。當灌注時間已久，孔內首批混凝土已初凝，導管內又堵塞有混凝土，此時只有將導管拔出，重新安設鉆機，重新鉆孔成樁。
　　在甘肅已竣工通車的某高速公路主線大橋左幅2號墩1#樁在水下混凝土灌注施工中，由于拌和的混凝土流動性差加上運輸中產生離析，原設計25m深的樁，灌注到離樁頂設計位置15.4m處時產生了嚴重卡管。當時使用吊車提拔抖動導管，并在導管外側安裝附著式振搗器配合人工用大錘敲擊導管外壁試圖疏通導管內混凝土都沒有成功。在此情況下采用了將兩根Φ32螺紋鋼筋首尾焊接在一起，將一頭伸入導管內混凝土表面，另一頭連接到吊車吊鉤上，吊車起吊鋼筋后讓其自由下落沖搗導管內混凝土，經過多次反復沖搗，終于疏通導管內的混凝土恢復了正常灌注。在對卡管質量事故的具體處理過程中要根據卡管的位置、時間的長短要盡快采取措施疏通管內混凝土，避免時間過長首批混凝土初凝導致返工重鉆，造成較大的經濟損失。
　　2.3坍孔
　　混凝土灌注過程中塌孔的表征是孔內水位突然下降，孔口冒出大量的細密水泡。究其原因重要有：護筒底腳周圍漏水，孔內水位降低，或在潮汐河流中漲潮時，孔內外水位差減小，不能保持原有靜水壓力，以及由于護筒周圍堆放重物或機械振動等。
　　發生坍孔后，應查明原因，采取相應的措施，如保持或加大水頭、移開重物、排除振動等，防止繼續坍孔。然后用吸泥機吸出孔內的泥土；如不繼續坍孔。可恢復正常灌注。如坍孔仍不停止，坍塌部位較深，宜將導管拔出，將混凝土鉆開抓出，并將鋼筋籠提出，只保存孔位，再以粘土摻砂礫回填，重新鉆孔成樁。
　　2.4埋管
　　導管無法拔出稱為埋管，其原因是：導管埋入混凝土過深，或導管內外混凝土已初凝使導管與混凝土間摩阻力過大。或因提管過猛將導管拉斷。
　　預防辦法：控制埋管深度一般不得超過6m～8m，在導管上端安裝附著式振搗器，拔管前或停灌時間較長時，均應適當振搗，使導管周圍的混凝土不致過早初凝；首批混凝土摻入緩凝劑，加快灌注速度；拔管時用力不可過猛。
　　若埋管事故已發生，初時可用鏈滑車、千斤頂試拔。如仍拔不出，凡屬并非因混凝土初凝流動性損失過大的情況，可插入一直徑稍小的護筒至已灌混凝土中，用吸泥機配合小護筒，重新下導管灌注。
　　2.5灌短樁頭
　　灌短樁頭亦稱短樁。產生的原因：灌注接近結束時，由于泥漿過稠或測深錘太輕到致測深錯誤，拔出導管終止混凝土灌注而造成短樁頭事故。還有些是由于孔壁坍方，未被發覺，測深錘或測深儀探頭達不到混凝土表面，這種情況最危險，有時會灌短數米。
　　預防辦法是：
　　（1）在灌注過程中必須注意是否發生坍孔征象，如有坍孔，應立即用吸泥機吸出孔內泥土后方可再續灌。
　　（2）測深錘的重量形狀必須符合規范規定。由此避免由于測深不準而造成的人為斷樁情況。
　　（3）灌注將近結束時加清水稀釋泥漿并掏出部分沉淀土。
　　（4）處理辦法可在原護筒里面或外面加設護筒，壓入已灌注的混凝土內，然后抽水、除渣，接澆普通混凝土；或用高壓水將泥渣和松軟層沖松，再用吸泥機將混凝土表面上的泥漿沉渣吸除干凈，重新下導管灌注水下混凝土。
　　2.6樁身夾泥斷樁
　　該質量事故大都是以上各種事故引起的次生結果。此外，由于清孔不徹底，或灌注時間過長，首批混凝土已初凝，流動性降低，而續灌的混凝土沖破頂層而上升，因而也會在兩層混凝土中間夾有泥漿渣土，甚至全樁夾有泥漿渣土形成斷樁。
　　對已發生或估計可能發生夾泥斷樁的樁，應采用地質鉆機、鉆芯取樣，作深入深查，判明情況。有下列情況之一時，應采取壓漿補強方法處理。
　　（1）對于柱樁，樁底與基巖之間的夾泥大于設計規定值。
　　（2）樁身混凝土有夾泥斷樁或局部混凝土松散。
　　（3）樁身有蜂窩、松散、裹漿等情況。
　　在建的陜西省境內某高速公路特大橋右幅29號墩1#樁成樁后用超聲波檢測完整性時發現離樁頂設計位置2.2m至樁頂部分存在薄弱環節（屬于B類樁），好在次樁位置處于旱地上，經組織人工開挖后發現離樁頂2.2m處至樁頂部分一側約有四分之一斷面存在樁身夾泥現象。經分析其原因是由于清孔不徹底加之灌注將近結束時沒有加清水稀釋泥漿，導致泥漿過稠侵占了樁身截面位置造成樁身一側夾泥。對于次樁夾泥部分的處理，首先將樁身夾泥部分用風鎬清除干凈，并鑿出樁身混凝土的新鮮表面，然后在原樁體上安裝同直徑的圓柱鋼模板補澆高標號混凝土成樁。為了確保該樁的施工質量，對該樁進行了第二次超聲波完整性檢測，檢測結果顯示該樁已成了質量較好的A類樁。
　　3灌注樁補強方法
　　灌注樁的各種質量事故，其后果均會導致樁身強度的降低，不能滿足設計的受力要求，因此需要作補強處理。事前，應會同主管部門、設計單位、工程監理以及施工單位的上級領導單位共同研究，提出切實可行的處理辦法。據以往的施工經驗，一般采用壓入水泥漿補強方法，其施工要點如下：
　　（1）對需要補強的樁，除用地質鉆機已鉆一個取芯孔外，應再鉆一個孔，一個用做進漿孔，另一個用做出漿孔。孔深要求達到補強位置以下1m，柱樁則應達到基巖。
　　（2）用高壓水泵向一個孔內壓入清水，壓力不宜小于0.5MPa～0.7MPa，將夾泥和松散的混凝土碎渣從另一個孔沖洗出來，直到排出清水為止。
　　（3）用壓漿泵壓漿，第一次壓入水灰比為0.8的純水泥稀漿（宜用425號水泥），進漿管應插入鉆孔1.0m以上，用麻絮填塞進漿管周圍，防止水泥漿從進漿口冒出。待孔內原有清水從出漿口壓出來以后，再用水灰比0.5的濃水泥漿壓入。
　　（4）為使漿漿得到充分擴散。應壓一陣停一陣，當濃漿從出漿口冒出后，停止壓漿，用碎石將出漿口封填，并用麻袋堵實。
　　（5）最后用水灰比0.4的水泥漿壓入，并增大灌漿壓力至0.7MPa～0.8MPa，并關閉進漿閘，穩壓悶漿20min～25min，壓漿工作即可結束。
　　壓漿工作結束，水泥漿硬化以后，應再做一鉆芯，檢查補強效果：如斷樁夾泥情況已排除，認為合格后，可交付使用；否則，應重鉆補樁或合同有關單位研究其它補救措施。
　　4結束語
　　水下混凝土灌注施工是在原地面以下進行的，屬隱蔽工程，地下地質結構復雜多變且不可見，故實際施工中出現的情況也千差萬別，應視具體情況分別對待。鉆孔灌注樁在施工過程中，如已發生短樁、樁身夾泥或其他質量缺陷應盡可能設法補強，不宜輕易放棄，造成不必要的經濟損失。
　　參考文獻：
　　（1） 中華人民共和國行業標準，公路橋涵施工技術規范（JTJ041—2000），人民交通出版社。
　　（2） 楊理準、武吉中、余軍，公路施工手冊，基本作業，人民交通出版社，1990。