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灌注桩施工堵管的原因分析和监控措施论文
［摘 要］针对灌注桩施工中经常引发堵管的情况，本文主要从砼使用的外加剂、砼的和易性、骨料粒径和级配、导管和隔水设施、泥浆比重等方面对灌注桩施工中堵管的原因进行了较全面的分析，并提出了有效的预防处理方法和措施。
［关键词］砼；灌注桩；断桩
灌注桩在施工过程中，导管堵塞是引起断桩的主要原因，屡屡给承包商造成不小的经济损失，危害极大。本文试图从灌注桩砼使用的外加剂、砼的和易性、骨料粒径和级配、导管和隔水设施、泥浆比重等方面对灌注桩施工中堵管的原因作了较为详细的分析，并提出了相应的预防措施，力求把发生事故的苗头控制在砼灌注之前。
1 灌注桩施工中的堵管
1.1 由砼使用的外加剂引起的堵管
砼外加剂是在砼拌制过程中掺入，用以改善砼性能的物质，具有改善砼的性能、节省水泥、提高施工进度、施工质量等许多优点。近几年已得到较为广泛的使用。现在国内的外加剂品种繁多（大约有200多种），各种外加剂的功能和使用方法有区别。钻孔灌注桩一般选用减水剂和缓凝剂，如使用不当可能使砼产生假凝，流动性能降低等负面影响，从而引起导管堵塞。如苏嘉杭高速公路某桥进行灌注桩施工时，选用了普蜀里木质素硫配盐类减水剂拌制在砼中，结果出现假凝现象，导管堵塞，幸亏发现及时，避免了一起事故。
造成这种现象的主要原因是：该减水剂易与以硬石膏为调凝剂的水泥发生化学反应产生假凝现象。
1.2 由砼的和易性引起的堵管
和易性是砼性能的综合反映，它包括黏聚性、流动性、保水性。和易性差的砼有三个主要特点：一是拌和物松散，不容易黏结，流动性差。二是拌和物聚力大，不易灌注。三是拌和物在出料运输过程中易离析和泌水。
造成以上三个现象的三个原因是：
①水灰比配合不当，如果在砼设计强度不变的情况下，选用水泥标号过高，则水泥用量偏少，拌和物松散；如果水泥标号、骨料用量均确定，则水灰比越大，拌和物流动性也增大；水灰比过小，会使拌和物流动性太差而影响灌桩导致堵管。
②拌制砼时，坍落度太小或拌制时间过短，砼拌和不均匀，流动性差。
③砼出料后运输距离过长，场地不平引起离析和泌水。
1.3 由骨料的粒径和级配引起的塞管
砼粗骨料径过大或细骨料径太小、细骨料密水性太差都是造成堵管的原因。一般易出现两种堵管现象：
① 导管内部砼易聚集成团，互相卡死。
② 粗骨料到达导管底部不能顺利穿过钢筋笼，造成堵管。
骨料的级配是指各种骨料的分布配合情况。级配合理的骨料，孔隙率小，水泥用量少，同时和易性好，不容易产生分层离析及泌水现象；反之，级配不合理，不仅增大水泥用量，而且拌和物的各种颗料在重力作用下，分层离析，极易造成导管堵塞。
1.4 由泥浆比重引起的塞管
在钻孔灌注桩施工中，钻孔地层大多为第四系地层，松散、水敏性强、易塌坍。成孔过程中为稳定孔壁，采用的护壁泥浆都具有高比重、高黏度的特点。同时一般多选用原土造浆，造浆土质量无法符合有关要求，而造成附在孔壁的泥皮较厚。这些因素对于水下砼灌注都是极为不利的。导管灌注的工作原理可用下式表达：
玥1rc＞h2rc+hwrw
只有该式成立，才能顶升管外砼形成连续灌注。在导管有一定埋深的情况下，随着不断灌注和挤出孔壁周围的泥土，进入孔内部泥浆和上部砼中，造成孔内泥浆比重rw增大而造成灌注顶升无力。同时，根据有关资料，砼在泥浆比重增大的情况下，流动动性相应减小，这样就很可能导致堵管。苏嘉杭高速公路某桥浇筑灌注桩时发现塌孔较大，耗费了大量砼，在进行相邻桩施工时提高了泥浆比重达到1.35t/m3，结果导致浇灌时导管堵塞。
1.5 由导管及隔水设施引起的塞管
（1）导管由于长期使用，不可避免地会受到外力影响而导致磨损和凹扁；导管不直；新导管内部有毛刺。这几种因素易导致隔水塞堵塞。
（2）导管连接螺栓松动或密封圈损坏而使接头漏水，以及已严重磨损老化的导管在入孔过程中与钢筋强烈摩擦而造成导管局部破损而漏水，造成砼离析而堵管。
（3）导管埋置过深，超过6米；提拉导管速度过快，造成管内真空，导管被压扁；导管内砼不满时，灌注砼太快，造成管内高压气囊，这些都易引起堵管。
（4）隔水塞制作不合理。隔水塞做得过大或过小都易造成卡管。隔水塞过大则可能在导管局部变形处卡死；隔水塞过小，则由于周边粗骨料同时下落可能发生卡管。
1.6 由其他原因引起的堵管
①施工现场管理混乱，不按配合比加骨料、水泥。②发电机、搅拌机等机械设备发生故障但不能及时抢修。③灌注末期漏斗底口离水面或桩顶距离过短均宜造成堵管（一般要求4～6m）。
2 防止灌注桩施工中堵管的对策与措施
2.1 外加剂引起堵管的预防措施
①详细阅读外加剂的使用说明，严格控制掺量，注意施工温度、储存环境。②对选购的外加剂进行试拌，做坍落度、减水率、含气量和凝结时间的试验。
2.2 砼和易性引起堵管的预防措施
（1）根据设计强度，在计算配合比时，合理使用水泥标号，确定最优水灰比。水泥一般选用425#普通硅酸盐水泥或525#普通硅酸盐水泥，严禁使用不合格、强度不足或过期受潮而结块的水泥，要求水泥标号不低于325#，初凝时间不短于2.5个小时，每立方米砼水泥用量一般不应少于300kg。另外当砼灌注量较大时，灌注时间较长，可通过试验在首批砼中掺入缓凝剂，以延迟其凝结时间（灌注桩施工应注意：灌注砼的时间＜首批砼的初凝时间）。水灰比一般宜采用0.5～0.6。
（2）合理选择砼的坍落度，一般选用20±2cm。必要时可以加入减水剂，以提高拌和物的流动性。另外，严格控制搅拌时间应在90s以上。
（3）运输距离尽量缩短，施工现场尽量使搅拌机出料直接进入爬斗中，运输便道应平整密实。
2.3 骨料的粒径和级配引起堵管的预防措施
（1）粗骨料最大料径不超过钢筋最小间距的1/4，也不得超过导管直径的1/8。细骨料采用级配良好的中砂，细度模数玀x=2.3～3.0，砂率采用0.4～0.5。
（2）根据有关资料及经验证明，水下砼灌注宜利用连续级配加单料级的方法，对于直径25cm的导管推荐级配连续级（5～40）+单料级（13～25）+单料级（5～15）。
（3）细骨料不采用密水性差、Mx＞3.0的粗沙。苏嘉杭高速公路某桥施工钻孔桩时选择了密水性差，Mx=3.95的粗沙，结果导致导管堵塞，在拆除导管时发现由于反复提拉导管，钢筋插捣，有节管子全是沙子，说明砼的和易性很差。
（4）泥浆比重引起堵管的预防措施
在砼浇注前一定要彻底清孔，用新的较稀的泥浆置换孔内较浓的泥浆。清孔后应达到的指标：相对密度1.05～1.20t/m3，黏度17～20（s），含砂率4%。由于孔中表面泥浆和深层泥浆比重不一样大，应用取样盒（即开口铁盒）吊到孔的中部，提取泥浆。
2.4 导管及漏水设施引起堵管的预防措施
（1）加强施工前的检查，对于凹扁或歪斜的导管不得使用。为安全起见，应进行水密、承压试验。
（2）对导管的接头，每根桩必须检查，发现密封圈破损要及时更换；严重锈蚀，螺纹模糊的螺栓不准使用。
（3）新导管必须检查内部，清除毛刺、杂物。导管入孔要轻下慢放，防止与钢筋笼强烈摩擦。在灌注过程中，应随时测量灌注的砼顶面高度，及时提升和拆除导管，使导管在砼中保持2～4m；提拉导管动作不宜过猛；在管内砼不多时，应缓缓灌注。
（4）导管的隔水设施改为阀门或者制作带有吊钩的隔水塞，开第一斗料时用卷扬机拉出，不进入导管。
3 结 论
总而言之，灌注桩导管堵塞的原因很多，如现场管理不善，工作人员质量意识淡薄，机械设备完好率低等。但只要立足于事前控制，严格检查，准备工作充分，按技术设计、规范要求认真施工，此类事故是完全可能避免的。
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