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【摘要】水下灌注是灌注桩经常采用的成桩方式。本文笔者探讨了保证水下混凝土灌注桩质量的几项措施，具有很大的现实意义。
【关键词】水下灌注 混凝土 质量 措施
Abstract] underwater cast-in-place pile is often used pile method. In this paper, the author discusses several measures of quality assurance of underwater concrete pile, it has great practical significance.
[keyword] underwater concrete pouring quality measures
中图分类号：TU473.1+4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
水下灌注是灌注桩经常采用的成桩方式。桩的质量主要决定于混凝土水下灌注时所采用的技术措施。实践证明，以下技术措施可以减少水下混凝土灌注事故，保证灌注桩的质量。
一、利用简单方便的柔性隔水塞
隔水塞的作用就是使导管中下落的混凝土与水分离。其目的是在混凝土的重力作用下，隔水塞将水向下推动，直至导管中和的水完全让位于混凝土，从而完成首批混凝土的灌注。如果导管中没有隔水塞，导管中下落的混凝土将呈劈楔形式与水混合，致使混凝土离析。
为达以上目的，传统的隔水塞多用混凝土柱塞，或钢筋、钢板等刚性材料加橡胶垫预制而成，采用剪塞法完成混凝土的初灌。但刚性隔水塞有以下缺点：
（1）当隔水塞的形状、尺寸不正确，导管弯曲变形，导管内有剩余的凝固混凝土渣，法兰盘的密封胶垫向导管内凸出，隔水塞下落时倾斜翻转，混凝土骨料卡入导管与隔水塞之间时，容易堵管；
（2）在混凝土初灌量大时，隔水塞和悬吊的钢筋强度要求高，安装麻烦，剪塞时不安全；
（3）隔水塞以上的混凝土在导管内凝固、离析后很难处理；
（4）隔水塞每桩一个，需要专门制作，费工又费料。
柔性隔水塞则不存在上述缺点，且具有下列优点；
（1）无堵管隐患；
（2）初灌时不用悬挂隔水塞，也不用剪塞，因为混凝土装在特制的大储料漏斗中，下落前导管内无混凝土；
（3）制作、使用方便，可反复使用，成本很低。
柔性隔水塞的制作及用法极为简单，只是用多层聚氯乙烯塑料布将锯末或其他类似材料包裹成直径等于导管内径的密实球体，用尼龙绳或布绳绑扎牢固，在首批混凝土下落前扎口向下投入导管，使其浮于水面即可。首批混凝土灌注完后，柔性隔水塞在水的浮力作用下迅速上浮到孔口水面，将其捞出洗净，以备重复使用。如果怕把塑料布刮坏，可将柔性隔水塞再外包一层化纤面料，但每次用后要及时清洁粘附凝固的水泥浆。
二、首批混凝土储料斗要大
对于大孔径或深孔灌注桩，首批混凝土的灌注量大具有重要意义。因为首批混凝土不仅要克服导管内水的压力，排除导管内的水，将孔底沉渣中击上浮，保证埋管高度，还要缩短混凝土在孔内的实际灌注时间，减少混凝土在导管内出现事故的机会。
特制的大体积首批混凝土储料漏斗与柔性隔水塞配合使用。其形状几乎与上端开口的散装水泥灌相同，由铁架做支撑。斗的下端呈尖锥型，便于混凝土 的急速下落。出料口有一手动搬手，可以瞬时全部开启出料口。出料口距地面的高度既要便于操作搬手，又要满足浇筑桩顶时提高导管顶部的要求，一般以1.5～2.0m为宜。
孔内导管安装完后，用人工或机械将储料斗架立在孔口枕木上，出料口对准导管口上插着的圆锥形漏斗。若桩很长而孔内水位埋深也大，可在导管内先放入的柔性隔水塞上悬挂一根Φ50的钢管，供排出导管内的气体，避免首批混凝土 冲击下落时形成的高压气囊压破导管的法兰密封胶垫，造成导管漏水。如孔内水位埋深小于2.0m，则不用排气管。
当储料斗内首批混凝土量可达埋管2.0m以上时，拉动出料口搬手，首批混凝土倾泄而下，冲击浮在水面上的柔性隔水塞，完成首批混凝土的灌注。之后，可将该儲料斗移走，直接用导管口的圆锥形漏斗灌注混凝土。但在灌注桩顶时，由于导管内外混凝土高差减小，导管内的混凝土 难于下落时，可提高导管上口的高度，同时增加导管的埋深，仍换用大储料斗采用冲击灌注法，能保证桩顶混凝土的质量。
计算首批混凝土的量要充分考虑桩底的扩径程度、导管底口距孔底的悬置距离、埋管深度、泥浆比重、孔底沉渣厚度、导管内混凝土高度等因素，以便顺利完成埋管任务。
由于首批混凝土量大，混凝土在孔内上升速度快，因此必须将钢筋笼焊接牢固，防止浮笼。此外，孔内出浆量也大，需要有相应的排浆沟和足够大的泥浆池。
三、混凝土中掺加缓凝剂
水下灌注桩的混凝土必须掺加缓凝剂，这是由导管法施工的特点和预防及处理事故的需要决定的。
采用导管法施工时，混凝土在桩孔内的理想流动状态是最初浇灌的混凝土始终位于最上部，混凝土与护壁泥浆的接触面近于水平，并将沉淀在顶部混凝土面上的泥浆整体上托。当导管埋深较大时，混凝土基本上呈这种流分理处状态。
导管埋深小时，混凝土由导管底部出来后，向周围阻力小的地方流动，沿导管外壁向上流动的量较多，桩孔中心的混凝土面高于桩周混凝土面，呈一定的坡度。如果先浇的混凝土坍落度减小，和易性变差，那么混凝土顶面的坡度就会加大，泥浆和沉渣流向桩周，增加桩周泥皮厚度，减小桩周侧摩阻力。后期上升的混凝土会使上部开始初凝的混凝土强度下降，而此时初凝的混凝土正位于桩的上部承受最大荷载的部位。新浇混凝土甚至会突破初凝混凝土的硬壳，上升到混凝土顶浮浆沉渣层之上，造成断桩或夹层。过早初凝的混凝土还会引起堵管或拔不出导管。为了避免这些情况，必须在全桩混凝土中掺加缓凝剂。
考虑温度变化，在经充分试验保证桩混凝土后期强度条件下，掺用水泥重量0.5%的木钙，能将混凝土的初凝时间延长到8h以后，可以满足一般体积桩的施工要求。由于木钙是缓凝型减水剂，在混凝土中掺用木钙还可改善混凝土的中易性，提高混凝土的后期强度。对水灰比和配合比相同的混凝土，掺用木钙后用水量减少10%～20%，坍落度提高5～15cm，泌水率降低15%～30%。
混凝土的灌注一经开始就应连续进行，但实际施工时常会出现停电、搅拌机损坏、混凝土泵送车因道路阻塞等各种事故而中断施工，这也需要延长混凝土的初凝时间。因此，为预防和处理事故，在混凝土中必须掺加缓凝剂。
四、振动导管
导管埋深以2～6m为宜，不超过9m，每次可拆卸4m长导管。一般在桩下部导管埋深可大些。埋管较深可减少拆卸导管的次数和时间，避免增加泥皮厚度或将导和拔出混凝土面外，混凝土面以下导管漏水引起离析或断桩的问题。但是导管埋深大会使导管内混凝土面过高，增加堵管机会，尤其在桩顶部位更是这样。此时可用冲击钻机或吊车提放导管数次，能使导管内的混凝土迅速下落，混凝土面趋于水平。提放导管的幅度20～30cm。浇灌桩顶时，可抬高导管上口，保留2.0m的埋管，换用大储料斗冲击灌注，或用振捣器振动导管，也可以使导管内的混凝土下降。但振动导管要适可而止，不可造成混凝土的离析。
【关键词】水下灌注 混凝土 质量 措施
Abstract] underwater cast-in-place pile is often used pile method. In this paper, the author discusses several measures of quality assurance of underwater concrete pile, it has great practical significance.
[keyword] underwater concrete pouring quality measures
中图分类号：TU473.1+4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
水下灌注是灌注桩经常采用的成桩方式。桩的质量主要决定于混凝土水下灌注时所采用的技术措施。实践证明，以下技术措施可以减少水下混凝土灌注事故，保证灌注桩的质量。
一、利用简单方便的柔性隔水塞
隔水塞的作用就是使导管中下落的混凝土与水分离。其目的是在混凝土的重力作用下，隔水塞将水向下推动，直至导管中和的水完全让位于混凝土，从而完成首批混凝土的灌注。如果导管中没有隔水塞，导管中下落的混凝土将呈劈楔形式与水混合，致使混凝土离析。
为达以上目的，传统的隔水塞多用混凝土柱塞，或钢筋、钢板等刚性材料加橡胶垫预制而成，采用剪塞法完成混凝土的初灌。但刚性隔水塞有以下缺点：
（1）当隔水塞的形状、尺寸不正确，导管弯曲变形，导管内有剩余的凝固混凝土渣，法兰盘的密封胶垫向导管内凸出，隔水塞下落时倾斜翻转，混凝土骨料卡入导管与隔水塞之间时，容易堵管；
（2）在混凝土初灌量大时，隔水塞和悬吊的钢筋强度要求高，安装麻烦，剪塞时不安全；
（3）隔水塞以上的混凝土在导管内凝固、离析后很难处理；
（4）隔水塞每桩一个，需要专门制作，费工又费料。
柔性隔水塞则不存在上述缺点，且具有下列优点；
（1）无堵管隐患；
（2）初灌时不用悬挂隔水塞，也不用剪塞，因为混凝土装在特制的大储料漏斗中，下落前导管内无混凝土；
（3）制作、使用方便，可反复使用，成本很低。
柔性隔水塞的制作及用法极为简单，只是用多层聚氯乙烯塑料布将锯末或其他类似材料包裹成直径等于导管内径的密实球体，用尼龙绳或布绳绑扎牢固，在首批混凝土下落前扎口向下投入导管，使其浮于水面即可。首批混凝土灌注完后，柔性隔水塞在水的浮力作用下迅速上浮到孔口水面，将其捞出洗净，以备重复使用。如果怕把塑料布刮坏，可将柔性隔水塞再外包一层化纤面料，但每次用后要及时清洁粘附凝固的水泥浆。
二、首批混凝土储料斗要大
对于大孔径或深孔灌注桩，首批混凝土的灌注量大具有重要意义。因为首批混凝土不仅要克服导管内水的压力，排除导管内的水，将孔底沉渣中击上浮，保证埋管高度，还要缩短混凝土在孔内的实际灌注时间，减少混凝土在导管内出现事故的机会。
特制的大体积首批混凝土储料漏斗与柔性隔水塞配合使用。其形状几乎与上端开口的散装水泥灌相同，由铁架做支撑。斗的下端呈尖锥型，便于混凝土 的急速下落。出料口有一手动搬手，可以瞬时全部开启出料口。出料口距地面的高度既要便于操作搬手，又要满足浇筑桩顶时提高导管顶部的要求，一般以1.5～2.0m为宜。
孔内导管安装完后，用人工或机械将储料斗架立在孔口枕木上，出料口对准导管口上插着的圆锥形漏斗。若桩很长而孔内水位埋深也大，可在导管内先放入的柔性隔水塞上悬挂一根Φ50的钢管，供排出导管内的气体，避免首批混凝土 冲击下落时形成的高压气囊压破导管的法兰密封胶垫，造成导管漏水。如孔内水位埋深小于2.0m，则不用排气管。
当储料斗内首批混凝土量可达埋管2.0m以上时，拉动出料口搬手，首批混凝土倾泄而下，冲击浮在水面上的柔性隔水塞，完成首批混凝土的灌注。之后，可将该儲料斗移走，直接用导管口的圆锥形漏斗灌注混凝土。但在灌注桩顶时，由于导管内外混凝土高差减小，导管内的混凝土 难于下落时，可提高导管上口的高度，同时增加导管的埋深，仍换用大储料斗采用冲击灌注法，能保证桩顶混凝土的质量。
计算首批混凝土的量要充分考虑桩底的扩径程度、导管底口距孔底的悬置距离、埋管深度、泥浆比重、孔底沉渣厚度、导管内混凝土高度等因素，以便顺利完成埋管任务。
由于首批混凝土量大，混凝土在孔内上升速度快，因此必须将钢筋笼焊接牢固，防止浮笼。此外，孔内出浆量也大，需要有相应的排浆沟和足够大的泥浆池。
三、混凝土中掺加缓凝剂
水下灌注桩的混凝土必须掺加缓凝剂，这是由导管法施工的特点和预防及处理事故的需要决定的。
采用导管法施工时，混凝土在桩孔内的理想流动状态是最初浇灌的混凝土始终位于最上部，混凝土与护壁泥浆的接触面近于水平，并将沉淀在顶部混凝土面上的泥浆整体上托。当导管埋深较大时，混凝土基本上呈这种流分理处状态。
导管埋深小时，混凝土由导管底部出来后，向周围阻力小的地方流动，沿导管外壁向上流动的量较多，桩孔中心的混凝土面高于桩周混凝土面，呈一定的坡度。如果先浇的混凝土坍落度减小，和易性变差，那么混凝土顶面的坡度就会加大，泥浆和沉渣流向桩周，增加桩周泥皮厚度，减小桩周侧摩阻力。后期上升的混凝土会使上部开始初凝的混凝土强度下降，而此时初凝的混凝土正位于桩的上部承受最大荷载的部位。新浇混凝土甚至会突破初凝混凝土的硬壳，上升到混凝土顶浮浆沉渣层之上，造成断桩或夹层。过早初凝的混凝土还会引起堵管或拔不出导管。为了避免这些情况，必须在全桩混凝土中掺加缓凝剂。
考虑温度变化，在经充分试验保证桩混凝土后期强度条件下，掺用水泥重量0.5%的木钙，能将混凝土的初凝时间延长到8h以后，可以满足一般体积桩的施工要求。由于木钙是缓凝型减水剂，在混凝土中掺用木钙还可改善混凝土的中易性，提高混凝土的后期强度。对水灰比和配合比相同的混凝土，掺用木钙后用水量减少10%～20%，坍落度提高5～15cm，泌水率降低15%～30%。
混凝土的灌注一经开始就应连续进行，但实际施工时常会出现停电、搅拌机损坏、混凝土泵送车因道路阻塞等各种事故而中断施工，这也需要延长混凝土的初凝时间。因此，为预防和处理事故，在混凝土中必须掺加缓凝剂。
四、振动导管
导管埋深以2～6m为宜，不超过9m，每次可拆卸4m长导管。一般在桩下部导管埋深可大些。埋管较深可减少拆卸导管的次数和时间，避免增加泥皮厚度或将导和拔出混凝土面外，混凝土面以下导管漏水引起离析或断桩的问题。但是导管埋深大会使导管内混凝土面过高，增加堵管机会，尤其在桩顶部位更是这样。此时可用冲击钻机或吊车提放导管数次，能使导管内的混凝土迅速下落，混凝土面趋于水平。提放导管的幅度20～30cm。浇灌桩顶时，可抬高导管上口，保留2.0m的埋管，换用大储料斗冲击灌注，或用振捣器振动导管，也可以使导管内的混凝土下降。但振动导管要适可而止，不可造成混凝土的离析。