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浅谈钻孔灌注桩导管堵塞的原因与处理

作者：李志明，喻 冬　日期　2006-10-10 17:28:26　 阅读：38

（广西公路桥梁总公司，广西  南宁  530023）
      【摘   要】文章分析了钻孔灌注桩混凝土施工中导管堵塞的原因，并根据分析得出的原因，有针对性地提出了合理的避免和解决的方法。
　　【关键词】道路工程；钻孔灌注桩；导管；堵塞

     【中图分类号】 TU753.3      【文献标识码】 A        【文章编号】 1008-1151(2006)08-0014-02
      随着我国经济迅猛发展，大跨度结构及高层建筑的修建，对基础承载力的要求愈来愈高，这就为钻孔灌注桩基础推广和应用，提供了极为有利的条件。桩基础具有承载力高、可以穿越软弱土层、便于水下施工及沉降量小等优点，所以它在我国公路桥梁建设中所占的比例超过了80%。由于施工中的各种原因，水下混凝土在灌注过程中经常出现导管堵塞，混凝土不能顺利施工的问题，而这一些问题的解决必须从施工的实际操作中来发现并加以解决，使之造成的影响降到最低。本文根据目前我国钻孔灌注桩的特点，从施工工艺方面出发，对解决钻孔灌注桩砼施工中出现的导管堵塞的问题进行探讨，以提供参考。

　　一、钻孔灌注桩混凝土施工中导管堵塞的原因

　　在钻孔灌注桩混凝土施工中经常会出现导管堵塞的现象（称之为“卡管”），这种现象的原因有：第一，导管法兰盘漏水（渗水）。导管内混凝土中间被水层隔离，这时导管内混凝土不能流动，导管被堵塞。第二，导管内混凝土中间被气包隔离。同样出现导管内混凝土不能流动，导管被堵塞。第三，导管裂缝。导管管壁太薄在施工中扯动过激，使管壁出现裂缝，还有他原因导致管壁出现裂缝。出现裂缝后，孔内水压较大，水势必将管内混凝土稀释、离析，使混凝土失去流动性而增加混凝土对导管壁的摩擦力，从而出现堵塞问题。第四，混凝土施工所用的砂、石等原材料级配不合格或水灰比不正确而出现混凝土离析，使石料与砂沉积在导管底端，水泥浆上浮；还有在施工中要求不够严格，与实际要求发生较大偏离，更使得沉淀离析速度加快。第五，混凝土灌注过程不连续，间断时间过长，或是调整灌注过程的时间过长，使已灌注的水下混凝土凝固，也会出现导管堵塞。第六，初灌时，隔水栓堵塞导管。这些原因都会使得钻孔灌注桩混凝土灌注施工不能正常进行。

　　二、避免导管堵塞的方法

　　上面已经对钻孔灌注桩混凝土施工中出现导管堵塞的原因进行了分析，如何避免和解决导管堵塞，在实际施工中应充分的注意并能及时解决。以下来谈谈如何避免导管堵塞问题。
　　１．避免导管法兰盘处不渗漏水：制作导管时，应着重解决焊缝的质量问题，导管各部位焊缝也一定要严格要求；法兰盘平面与导管的轴线要求严格垂直（成90度角），否则各节导管相接时，整个导管不成直线，施工时容易被折而出现渗漏。为了保持法兰盘位置正确和防止焊接时变形，焊制可在特制的胎具上进行。在施工前，不论是新制导管还是旧导管都必须进行水密、承压、抗拉等实验，发现漏水问题应及时补焊或拆换。
　　法兰盘的对接螺栓不能太细，导管管径越大管长越长，对接的螺栓也要越粗，一般要求直径不能小于18mm。法兰盘上的螺栓数量控制为双数并对称布置，一般控制在6～8颗为宜。法兰盘的对接螺栓少或直径较细，提拔导管时容易使导管漏水或被拉断。提升导管的设施应设在孔底第一节导管处，使提升力由下而上传递，避免导管接头受力过大。对法兰盘之间的胶垫要求一定要严格，厚度应控制在4～5mm之间，并且要有很好的弹性和韧性，若是4mm以下的胶垫最好放两层。
　　接导管时螺栓应拧紧。一是注意要由两个人对称拧螺栓，一直拧到不能再拧为止，二是导管在灌注混凝土之前下孔时，每进孔一节都要重新检查拧紧一遍（导管起吊时，容易产生脱吊现象，所以一定要重新检查再拧紧）。另外，每次混凝土施工后，所有使用过的导管都应拆下冲洗干净，长时间不用时导管内壁应涂油，胶垫也要冲洗干净，不应有泥砂、粘土等；每次接导管时，导管内壁和法兰盘表面必须清理干净，不能有任何污物，而且不能有任何一个螺栓松口的现象。
      严格做到上述的几项，基本上能够保证导管不渗漏水。
      ２．避免在导管内产生气包：首盘混凝土把水压出导管以后，应当连续不断地灌注混凝土，但往往首盘混凝土把导管埋置了以后，用储料斗灌注混凝土的施工方式不能做到特别连续，这时便会在导管内产生气包而出现气隔现象；另外在卸导管时，混凝土在导管内的表面与泥浆面高差太大，储料斗给料时也会产生气隔。若出现此种情况，导管内的混凝土就会不流动，产生堵塞导管现象。在施工中，如果导管内的混凝土流通后要连续不断地给料保证施工的连续性，在卸导管时混凝土面尽量与上接料斗的法兰盘相平或者高差不要太大，若有高差，在接储料斗时，导管内的混凝土应填满至法兰盘后，再接储料斗。
      ３．避免在导管管壁上出现裂缝：主要原因是导管壁用料太薄，另一原因是导管使用时间太久和次数太多将导管壁磨薄了或者是受到外力因素的影响。在施工中由于混凝土灌注不顺畅而进行上下扯动时，因管内混凝土压力过大，使导管壁薄弱部位出现裂缝。在新制导管时，不要用小于3mm的钢板，用使用次数太多的旧导管时，要进行钻孔检查，若过薄或有薄弱部位应马上处理或及时更换新导管。
      ４．混凝土配制与灌入问题：一是按施工规范和设计进行施工。水泥可选用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通水泥或硅酸盐水泥。水泥的初凝时间不宜早于2.5h；水泥标号不宜低于32.5Mpa，每立方混凝土的水泥用量一般不少于350kg，掺有适宜数量的减水剂或粉煤灰时可不少于300kg。粗骨料优先采用最大料径不大于导管内径1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不大于4cm的河卵石，如选用碎石，还应注意适当增加含砂率。细骨料宜采用级配良好的中砂，为使混凝土有较好的和易性，混凝土的含砂率宜采用40％～50％，水灰比控制在0.5～0.6之间。有试验根据时，含砂率和水灰比可酌情调整。同时工地施工时也进行试配，控制好坍落度（18～25cm）。控制每立米混凝土水泥用量高出低限20%。注意灌注的连续性，最好不要间断，混凝土不能出现离析现象。导管埋深不要太深也不能小于2m，最大埋深控制在8m以内，一般控制在4～6m最佳。桩径在1m以下，导管直径控制在20cm以上而不宜太细；1.2cm桩径，导管直径控制在25～30cm。导管太粗不易控制施工，导管太细则使灌入的混凝土不容易充满整个桩孔，容易出现漏筋现象。

　　三、导管堵塞的几种处理方法

      １．若刚开始灌注混凝土时，压水后发现导管有渗漏水现象，不要存在迁就施工的想法，应马上提出导管进行处理，并且要求重新清孔后再重新进行混凝土浇筑，以免因小失大。
      ２．若导管底端处在混凝土中深的部位时，导管堵塞，可以用提升导管减轻水压的办法或上下抖动导管也可以用附着式振动器对导管进行振动，一般可以使管内的混凝土灌注下去。
      ３．若灌注水下混凝土不太深时（例如3～4m），发现导管堵塞，无法灌注混凝土，应尽快提升导管，清理出已灌注的混凝土，重新下新管后再进行混凝土浇筑，不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除原灌注的混凝土。不能强行灌注，以免出现断柱现象或是桩底的混凝土强度不够，影响整个桩的施工质量。
      ４．若灌注的混凝土面距离水面不太大的情况下（小于5m），出现导管堵塞混凝土无法灌注，混凝土未初凝时，应及时提出导管，在导管底部设置防水塞（应使用混凝土特制），将导管重新插入混凝土内（导管侧面再加重力，以克服水、泥浆的浮力），导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土的自重将防水塞压出，然后继续灌注。也可以根据实地情况，调整护筒、大开挖、开挖护坡或围堰开挖等办法，直接抽水进行旱地接桩。

      四、特殊情况下，导管堵塞的处理方法

　　施工中，若灌注的混凝土面达到整桩的中间部位且距地面尚有7m以上时，发现无法继续灌注混凝土。此时开挖、抽水等办法又行不通，为拯救此桩，避免巨大经济损失，可做如下处理：
      １．若水下混凝土未初凝，可抓紧时间把导管内混凝土清除，以最快的速度将导管处理好，及时插入已灌注的水下混凝土内，然后将导管中的水和沉淀物用吸泥和抽水的方法吸出。如果是重下的新管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才可继续灌注混凝土。为了防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内应有足够的深度，一般要求大于200cm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干，需灌的混凝土配合比应增加水泥量，提高稠度后灌入导管内，灌入前将导管进行小幅度的抖动或挂振捣器予以振动片刻，使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常配合比。
　　２．若水下混凝土已初凝，第一种办法不能适用时，不能勉强施工，以免出现断桩等质量问题。这时用直径小于钢筋笼直径的钻头进行冲击，换出碎渣，露出新鲜混凝土，再用高标号混凝土重新压水灌注。经过实践证明，用此方法施工，经检测并未发现质量问题。

　　五、结语

　　钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程，任何的施工差错，都会给整体工程带来无法挽回的损失。在本文提出的一些解决混凝土施工中导管堵塞的办法，是根据实际工程实践中的经验得出来的。施工中工程技术人员应结合工程的实际情况选用合理的方法进行施工，才能解决实际问题。同时对灌注桩的质量，应采取一整套系统的管理体制和施工工艺进行控制，以确保桩基础的承载力的正常发挥。
【参考文献】
      [1]交通部第一公路工程总公司．公路工程施工手册（桥涵）[Z]．北京：人民交通出版社，2004.
      [2]杨文渊，徐犇．桥梁施工工程师手册（第二版）[Z]．北京：人民交通出版社，2004.
     来源：大众科技杂志