1、详谈水下混凝土灌注桩埋管现象 刘昌学 山东省地质矿产勘查开发局第三地质大队 摘 要： 通过对水下混凝土灌注桩埋管产生原因的分析, 找出预防事故的措施, 提出了解决事故的数据及经验方法。关键词： 导管转不动; 控制导管埋深; 二次灌注; 作者简介：刘昌学 (1968-) , 男 (汉族) , 山东荣成人, 工程师、一级注册建造师, 现从事桩基工程施工工作。收稿日期：2017-06-07The Buried Pipe Phenomenon of Underwater Concrete Pile is Discussed in DetailLIU Chang-xue Third Geological
2、 Team of Shandong Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development; Abstract： Through the analysis of the causes of the buried pipe of underwater concrete pouring pile, the measures to prevent the accident are found out, and the data and experience method for solving the accident are put fo
3、rward.Keyword： unable conduit rotating; control of buried depth of catheter; secondary perfusion; Received： 2017-06-07水下混凝土灌注桩工艺应用范围广, 施工设备简单, 灌注速度快。但施工工艺复杂, 施工中经常出现各种各样事故。灌注是施工的最后一道重要过程, 对泥浆护壁灌注桩施工中容易出现导管埋管现象详细分析说明。1 埋管产生原因(1) 钻孔弯曲造成孔内钢筋笼弯曲变形, 导管连接后没居中, 灌注时混凝土从一侧上返推动底管逐渐贴近钢筋笼一侧, 导管丝扣帽子正好挂在钢筋笼钢筋头或加强
4、箍上。(2) 吊车设备距离远, 起吊能力小。(3) 混凝土配合比、流动性、初凝时间不符合要求。混凝土供应不及时, 等待时间长, 孔内导管周边及料斗和导管内混凝土, 长时间不流动逐渐变的干稠。(4) 导管长时间没有上下活动, 造成导管周边混凝土流动性差, 握裹力增加, 转不动导管。混凝土埋深大是造成埋管最主要原因。2 埋管预防措施2.1 防止导管丝扣帽子卡在钢筋笼上从钻孔开始保证垂直度, 偏差小于 1%, 钢筋笼及导管安放平稳居中, 灌注时上下活动导管, 导管底口做成平口, 防止从导管底口侧边上返混凝土造成侧向跑偏, 底管贴近钢筋笼。灌注时上下活动导管是在一定范围内活动, 现假设再向上提一点导管
5、就正好卡在钢筋笼钢筋头或加强箍上, 而此时没有上提, 也没有发现卡管, 等灌注时间长了再提管就危险了。我们采用以下方法预防:灌注时, 上下活动导管后, 导管再下落 2030cm 再灌, 当提管时顶到钢筋笼上, 有2030cm 上下活动空间就比较好处理了。2.2 防止导管转不动一般情况下只要导管能转动, 通过转动被卡在钢筋笼上的导管就能逐步脱开钢筋笼, 就能顺利提起, 所以防止导管转不动非常重要。(1) 选择合理混凝土配合比、流动性、初凝时间。(2) 灌注不畅时, 要频繁活动导管。灌注顺利时, 一般 1020min 或灌注混凝土面上升 23m 需活动一下。可以不发动钻机, 经常松开刹车, 让导管
6、下落一点点来判断导管埋深状态, 导管不能自由下落时, 立即拆卸多余导管。活动导管, 导管周边出现浮浆, 延缓了初凝时间, 有利于起拔导管。过分活动导管会使桩中心浮浆过多, 桩顶产生较多浮浆, 需增加桩顶超灌量, 用振动棒振动桩头解决。(3) 用手顺着紧导管丝扣的方向转动料斗, 能转动可放心灌注;如转不动立即上下活动导管或拆除多余导管。2.3 控制导管埋深与每次拆除导管节数的合理配合控制导管埋深是预防埋管最有效的方法。按规范导管埋入混凝土深度易为26m1, 这是以前人工现场配置混凝土时适用的, 这样导管每次只能拆除一节导管 (4m 以内) , 这不是一条强制性规定。频繁拆卸导管, 影响了灌注的连
7、续性, 延长了时间, 造成砼各方面性能指标的下降。根据现场灌桩中使用钻机及吊车等设备的性能, 商品混凝土流动性好、供应及时、灌注连续顺利, 综合考虑埋管深度与砼现场等待时间等各方面的协调, 可采取导管埋入混凝土深度28m, 这样一次可拆除 2 节导管 (假如现场每节导管长 3m) 。同时拆掉 2 节导管时, 因埋深大, 造成导管底口的抽吸作用大, 导管底口提起的部位砂浆较多。为避免这种情况, 提管速度要慢, 每提起 33.5m 回插 0.5m。又好又快的办法是用吊车配合泵车灌注, 在导管埋深超过 2.0m 以后, 随着混凝土面的上升逐渐提起导管料斗, 泵车混凝土输送管头在料斗内随料斗的提起而提
8、起。导管埋深少, 一次可拆导管 2 节以上。这种方法, 甚至不需要拆管, 一次性灌注完成, 整体吊出导管移到下一个桩孔口。3 埋管后的处理方法(1) 准确记录混凝土面深度, 转动导管, 顺着紧导管丝扣的方向转动, 让挂在钢筋笼上的导管脱开, 一般情况下就能拉起导管。(2) 当导管拉不动也转不动, 想办法下压导管, 让导管有一个上下活动的空间, 试着转动后再吊起。(3) 当导管拉不动、压不动更转不动, 导管只能用钻机强力起拔, 也可用钻机加上吊车或挖掘机等设备强力起拔。避免钢丝绳断裂, 防止伤人。现场管理人员远远观看吊起导管的状态, 顺利吊起并拆卸导管, 可正常灌注。吊起导管时感觉“咯噔”一下,
9、 有可能导管被拉断脱落孔内。因为底管丝扣用的最频繁, 最易从底管丝扣拉脱。第一种情况判断只脱落一根底管。按脱落一根底管的长度重新计算埋管深度后拆卸导管, 从导管口观看或用测锤检查导管内是混凝土还是泥浆。导管内有混凝土说明导管埋在混凝土内, 按导管每一节长 3m 来说, 采用埋管 25m 的方法灌桩, 必须勤拆导管。如底管没掉落, 那么最深埋管也是8m 左右。第二种情况, 脱落 2 根以上导管时, 拆卸导管后发现导管内有泥浆, 说明导管底口已经拔出混凝土面, 需采用二次灌注法重新灌注。(4) 二次混凝土灌注。首先考虑混凝土的初凝时间, 一般从埋管到二次灌注, 重新开灌的时间间隔控制在 2h 以内
10、, 就能保证二次灌注的成功率。超过 2h 以后, 保证不了二次灌注的质量。所以, 抓紧时间是二次灌注成败的关键。简单办法处理无效后, 立即进行二次灌注。在导管顶部放一小球胆, 用吊车将导管从孔内全部吊出孔外, 用大锤敲打导管, 堵塞的混凝土从导管底部清理出来, 堵塞严重的一节一节拆开处理。当球胆掉落出来说明导管已通开, 用清水清理湿润导管和料斗。准确丈量孔内混凝土面的高度, 组配二次灌注导管的长度。先用导管试探下入孔内原混凝土面所能下入的深度, 初步确定二次灌注导管的长度。二次灌注开始时, 导管底口位于孔内混凝土面以下 1020cm。先排干净泥浆, 再下放导管灌注。计算所需排干净导管内泥浆的方
11、量 V, 见公式 (1) :式中:V导管内泥浆的方量, m;h1混凝土面到护筒顶的高度, m;h2导管内泥浆面到护筒顶的高度, m;r导管内半径, m。(1) 第一种情况, 试探导管下入混凝土困难时, 二次灌注导管长度的确定见公式 (2) :式中:L下入导管长度, m;h1孔内混凝土面到护筒顶高差, m。由公式 (1) 确定导管内泥浆量 V, 在护筒内先量出泥浆面上升 V 方量后的位置, 护筒内做标记, 当泥浆面上升到标记处说明导管内泥浆已经排除干净。灌注时常遇到导管在混凝土表面不好下的情况, 导管逐步下插原混凝土, 采用下入10cm 提起 5cm, 下入 20cm 提起 10cm 的办法,
12、让流动的混凝土冲击底管下2030cm 混凝土, 这 2030cm 混凝土置换成新的混凝土后, 上下活动导管再下落 10cm, 稍等, 底管下 2030cm 混凝土又重新置换成新的混凝土后, 导管再下落 10cm, 逐渐达到埋管 0.8m 以上, 再正常灌注。(2) 第二种情况, 当导管试探下入孔内原混凝土面的深度大于 2m 时, 为提高质量, 二次灌注导管长度的确定见公式 (3) :式中:L下入导管长度, m;h1孔内混凝土面到护筒顶高差, m。二次灌注时, 为做到自始至终导管埋深 2.0m 以上, 根据灌注设备不同, 分 3 种配合:第一种配合, 用吊车配合罐车灌注。二次灌注开始时, 料斗较
13、高, 无法放料, 先卸开料斗, 加上盖板用吊车吊着, 放满混凝土后, 重新吊回接在孔内导管上。下放导管, 导管底口位于孔内混凝土以下 1020cm 开始灌注, 先排净导管内泥浆, 灌注的同时逐渐下放导管至埋深 2m 以上, 再正常灌注。第二种配合, 用钻机配合罐车灌注。如果井口用固定夹板, 导管长度不好配时, 现场有吊车时, 按上述办法, 可用吊车配合到能正常拆管后, 再用钻机配合罐车灌注。如现场没有吊车, 只有钻机, 为保证在孔内混凝土下 1020cm 处排干净导管内泥浆, 安装的导管长度受限, 只能在排净导管内泥浆后, 拆开导管, 再加接短节导管, 灌注的同时缓慢下放到原混凝土面 2m 以
14、下, 保证导管埋深2m 以上, 再正常灌注。第三种配合, 用吊车配合泵车灌注。开始时, 导管料斗较高, 料斗里加上盖板用吊车吊着, 放满混凝土, 先排净导管内泥浆, 灌注的同时逐渐下放导管至埋深 2m 以上, 开始正常灌注。用吊车配合泵车灌注, 上下活动空间大, 更适合于水下混凝土灌注桩施工, 有利于二次灌注法的应用。正常灌注桩顶要求超灌 0.81.0m2。二次灌注桩超灌量应考虑导管下探过程中用的混凝土量, 增加超灌量, 一般桩顶超灌 1.5m 左右即可。导管夹板有活动和固定之分, 活动夹板更适用于二次灌注。参考文献1JGJ942008 建筑桩基技术规范S. 2JGJ942008 建筑桩基技术规范S.
