钻孔桩水下砼灌注过程中卡管原因分析及防治

　　砼拌和物应具有良好的拌和稠度(也称和易性)。稠度是一个反映砼性能的综合技术指标，通常包括以下三方面：流动性、粘聚性和保水性。和易性差的砼有以下三个主要特点：(1)拌和物松散，不容易粘结，流动性差;(2)拌和物粘聚力大，不易灌注;(3)拌和物在运输浇筑过程中易产生分层、离析和泌水。造成以上三种现象的主要原因是：(1)水灰比配合不合适：如果在砼设计强度不变的情况下，选用水泥标号过高，势必水泥用量偏少，拌和物稠度不好、松散;如果水泥用量、骨料用量一定，则增大水灰比，可改善拌和物的流动性;反之，水灰比过小，会使拌和物流动性太差，而影响砼的灌注，导致卡管;(2)拌制砼时，坍落度太小或拌和时间过短，拌和不均匀(夹有生料)，也会使拌和物流动性差，而影响砼的灌注，从而导致卡管;(3)砼运输距离过长，会引起拌和物离析和泌水，而影响砼的灌注，从而导致卡管。

　　防治措施：砼配料成份相同时，水泥的品种及用量均影响拌和物的稠度。(1)根据设计强度，在设计配合比时，合理使用水泥标号，确定最佳水灰比;(2)水泥一般选用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，使用矿渣水泥时尖采取防离析措施。严禁使用不合格及富余地强度不足的水泥。水泥的强度等级不宜低于32.5#。每立方米水泥用量不宜小于350㎏，当掺有适量的减水缓凝剂或粉煤灰时，可不少于300㎏;(3)水泥的初凝时间不宜早于2.5h，如果砼灌注量较大，超过砼初凝时间时，可通过试验掺入适宜缓凝剂，调整其初凝时间。(4)水灰比宜采用0.5~0.6;(5)灌注时应保持足够的流动性，其坍落度宜为18~22㎝，如有必要可通过试验，在砼拌和物中掺入外加剂、粉煤灰等材料，改善其流动性;(6)严格控制搅拌时间在60s以上;(7)施工现场运输距离尽量缩短，否则应采用有搅拌装置的运输车运输。

　　2、由砼使用的外加剂引起的卡管：

　　为改善砼的性能，在拌制砼的过程中，掺入适宜的外加剂。其作用有：(1)改善砼的性能;(2)减少水泥用量;(3)加快施工进度。近几年来，在砼中掺入外加剂，已得到较为广泛的应用。目前，国内的市场上，外加剂品种多样，但各种外加剂的功用及使用方法各异。钻孔灌注桩一般选用减水剂和缓凝剂，倘若使用不当，可能会使砼产生假凝、流动性降低等负面影响，导致卡管;另外，用水量掺减水剂的砼拌和物的和易性影响比空白砼大，用水量过小时减水剂的塑化效果不明显，用水量稍大时，拌和物成为“稀汤”，粘聚性较差，容易泌水，导致卡管。

　　防治措施：(1)配合比设计时，详细阅读外加剂的使用说明书，严格控制掺量(超掺将加剧泌水和缓结，少掺将达不到预期效果)、注意施工温度(不同水温溶解度不同)、储存环境(严防受潮)等;(2)对选购的外加剂进行试拌，做以下几方面的试验：和易性、减水率、凝结时间等;(3)严格控制用水量。

　　3、由骨料的粒径、级配引起的卡管：

　　砼中粗骨粒径过大或细骨料粒径太小、太大、细骨料密水性太差都是造成卡管的原因。一般易出两种卡管现象：(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，造成卡管。

　　骨料的级配是指各种骨料的分布配给情况，级配合理的骨料孔隙率小，水泥用量少，同时所拌砼和易性好，不容易产生分层离析及泌水现象;相反，级配不合理，不仅增大水泥用量，而且拌和物的各种颗粒在重力作用下，分层离析，极容易造成卡管。

　　防治措施：(1)粗骨料的最大粒径不应大于导管内径的1/6~1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40㎜;(2)细骨料应采用级配良好的中砂，细度模数MX=2.3~3.0，砼配合比的含砂率宜采用0.4~0.5;(3)水下砼灌注，根据有关资料及经验证明，宜采用连续级配加单粒级的方法，对于直径250㎜的导管推荐级配连续(5~40㎜)+单料级(13~25㎜)+单粒级(5~15㎜);(4)细骨料不得采用密水性差，MX>3.0粗砂。

　　4、由泥浆比重过大引起的卡管：

　　在钻孔过程中，为稳定孔壁，采用的护壁泥浆都具有高比重、高粘度的特点，同时为施工方便一般多选用原土造浆，而使造浆土质量无法符合有关规范要求，而造成附在孔壁上泥皮较厚，这些因素均不利于水下砼的灌注。我们知道导管灌注的工作原理(如图1)是：H1*γc>H2*γc+Hw*γw(其中H1—漏斗内砼面至孔内砼面的高差，γc—砼拌和物的容重，H2—孔内砼面至导管底口的高差，Hw—孔内泥浆深度，γw—孔内泥浆容重)，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，不断挤出孔壁周围的泥土，进入孔内部泥浆和上部砼中，造成孔内泥浆容重γw增大而导致灌注顶升困难。有关资料显示，砼在泥浆容重增大的情况下，流动性相应减小，从而导致堵管。

　　防治措施：(1)灌注砼之前，无论采用何种清孔方法(换浆、抽浆等)，一定要彻底清孔，用新的泥浆置换较浓的泥浆。清孔后用取样盒从孔底部提出泥浆试样，进行泥浆指标试验，应满足：比重1.05~1.2，粘度17~20s，含砂率4%，胶体率98%。

　　5、由隔水栓引起的卡管：

　　隔水栓做得过大或过小均会导致初灌时卡管。隔水栓做得过大时，则有可能在导管局部稍有变形的地方被卡住;隔水栓做得过小是时，则由于在灌注时周边的粗骨料同时下落，有可能导致卡管。

　　防治措施：(1)制做的隔水栓直径应与导管内径相匹配，同时应具有良好的隔水性能保证顺利排出;(2)绑扎隔水栓的铁丝，应分首次灌注量的多少，选取合适的规格，严防折断;(3)制做具有吊钩的隔水栓，灌第一斗砼时，用副卷扬机拉出，不进入导管。

　　6、由导管自身的原因引起的卡管

　　(1)导管连接螺栓松动或“O”形密封圈老化破损而使接头漏水，以及导管在长期使用过程中局部磨损而使管壁变薄，在入孔过程中与钢筋摩擦而使局部破损漏水，造成砼离析导致卡管。(2)导管长期使用，不可避免使导管受到外力作用而使局部变形、凹陷、扭曲、弯曲，或者新导管内部有毛刺，均会导致隔水栓被卡。(3)导管埋置过深，超过6m;提导管速度过快，造成管内真空，导管被压扁;导管砼不满时，灌注砼太快，造成管内高压气囊;以上几点均会导致卡管。

　　防治措施：(1)对导管的接头，每根桩灌注前必须进行检查，发现“O”形密封圈老化破损要及时更换;严重锈蚀、螺纹模糊的不得使用，新导管使用前必须检查内壁是否有毛刺，如有必须清除。(2)下导管时，漫放轻下，使导管尽量位于孔的中心位置，防止与钢筋笼摩擦。(3)在灌注过程中，应及时量测灌注砼面的高度，及时提升和拆除导管，导管埋深控制在2~4m;提拉导管不宜过猛过快;在管内砼不多时，应缓慢灌注。(4)导管使用前，必须进行试拼及水密承压试验(0.3mpa)15分钟不漏水为宜;对于变形的导管不得使用。

　　7、由设备状况引起的卡管：

　　水下砼灌注应是连续的，在灌注过程中，一旦有某一设备出现故障，不能及时抢修，时间过长，势必引起卡管。

　　防治措施：(1)灌注前对设备进行必要的检查，平时做好设备的保养工作;(2)设备必须必须配套，且应有备用。

　　8、灌注末期漏斗高度不够引起卡管：

　　随着灌注的不断进行，孔内砼顶面的泥浆容重在增大，同时部分孔壁坍落物进入上部砼中，致使灌注困难，如果H1高度过小，便不能满足灌注公式，可引起卡管。防治措施：根据经验，钻孔桩最后10m砼灌注时，应保证导管顶端孔内水位至少高出4~6m。

　　三、结语：

　　总之，钻孔桩水下砼灌注过程中，引起卡管的原因很多，但我们只要科学管理，规范施工，事前严格检查，工作准备充分，卡管是完全可以避免的。

　　参考文献：

　　[1]：JTJ041—2000《公路桥涵施工技术规范》.人民交通出版社.2000;

　　[2]：张应力.《现代混凝土配合比设计手册》.人民交通出版社.2002;

　　[3]：张应力.《混凝土全过程质量管理手册》.人民交通出版社.2002。