1水下混凝土灌注桩的施工特点
水下混凝土灌注桩，适用于水下结构部位的混凝土施工，再通过搅拌和直接灌注，即可就地成型和硬化。然而，水下灌注桩所使用的混凝土，本身与普通混凝土工程的材料并无两样，关键在于特殊施工工艺的采用，譬如基坑排水、基础防渗和围堰施工等。其特性可归纳为优缺点两个方面研讨。
1．1优点分析
水下混凝土灌注桩施工，既不需要制备和运输，同时可以免去打入的程序，在施工时，桩基不会受到弯折和锤击应力影响，仅需考虑轴向压力布控问题，因此在耗费少量钢筋后，并根据钢筋笼工作荷载的性能需求，即可完成施工，相比于普通桩基混凝土工程，表现出节约材料和设备的优点。水下混凝土灌注桩施工时，紧扣水文地质条件，灵活调整桩长和桩径，可避免地面的隆起和侧移，因此不会对环境造成比较大的影响，尤其是周围的建筑物和地下设施，危害性被降至最低状态，属于典型的挤土桩效应现象。当桩端嵌入基岩之后，混凝土一次灌注成型，中间不需要设置接头，可有效保证单桩的承载能力。
1．2缺点分析
在清孔时，泥浆清除难度大，直接排入水体，容易污染环境，孔底沉渣物也不容易清除，以致在拔球时，泥浆和混凝土相互作用，使得桩段承载力大打折扣，甚至可能造成沉降;在成孔时，选用任何类型的成孔方式，都会形成较大的噪声;在灌注时，必须保证灌注的连续性，中断时仅能停留短时间，否则会出现埋管和断桩等问题。除此之外，由于水下混凝土灌注桩在水底施工，隐蔽的水下结构部位，无法直观控制和检验桩身的质量，在缺乏必要的监测工作时，容易由于操作不当，而导致各种质量事故。从以上水下混凝土灌注桩施工优缺点的分析，可看出水下混凝土灌注桩施工程序并不复杂，但由于施工环境的特殊多变，侧面要求我们进一步掌握其使用的技术要点，方可确保施工质量的无虞。
2水下混凝土灌注桩施工技术要点
以某水下混凝土灌注桩工程为例，该工程选用预拌好的商品混凝土，在运达现场后，借助搅拌设备充分搅拌，并在搅拌90min后，要求完成浇筑，以免造成坍落度损失。本工程采用冲击钻成孔方式，拌合站包括1台拌合楼和2台强制式搅拌机，在预拌完毕后，由3辆容量8m3的搅拌车运至现场。搅拌车将混凝土运达现场后，直接倒入导管漏斗。在此之前，成孔、钢筋笼吊放、混凝土灌注等，都是施工的技术重点。
2．1冲击成孔
在成孔期间，同步借助掏渣筒，将孔内破碎状的土体、石块等清理干净。成孔后，检查成孔质量。同时利用测绳和测砣，检查泥浆的浮力和摩阻力，确保成孔质量达标。随后采用泵吸反循环清孔的方式，直至泥浆比重降至1．1g/cm3以内，粘度和含砂率范围分别为16s～17s，1．5%～2%，最后再用高压风机将沉渣吹出孔内。
2．2钢筋笼下放
加工后的钢筋笼，放置于长线胎模之上，每节都有固定编号，接头参照编号依次焊接，并用加劲骨架强化。焊接后的钢筋笼，利用专用的吊装工具下放，其标准是保持上节与下节中心线的垂直，吊装时可往内稍微弯折底部的钢筋，实践证明能够起到导向效果。在安装到位后，利用超声波检测管检查各节安装情况。经检查，确定主筋间距、箍筋间距、骨架外径、骨架倾斜度、骨架保护层厚度、骨架中心平面位置、骨架顶端高程、骨架地面高程等，都能够满足本次水下混凝土灌注桩施工的基本要求。
2．3混凝土灌注
本工程选用的导管，主材为厚度5mm的钢板，以卷制和焊接方法完成。管道直径25cm，各节导管利用丝扣紧固，连接段平均长度2．5m，最长不超过3．76m，与底部的距离，控制在35cm～40cm之间。导管下放时，要保持与钢筋笼之间的距离，其长度根据编号顺序依次控制。入位之后，进行水密和承压试验，再与漏斗连接，现场选用钢垫板封住漏斗底部。首次水下混凝土的灌注量，根据灌注直径和导管长度而定，本次直径标准有1．5m和1．8m两类，分别对应导管的长度为45m和35m，第一类标准的灌注量为4．19m3;第二类标准的灌注量为5．37m3，均可利用容量8m3的搅拌车完成初灌。灌注时，为有效控制沉淀层的厚度、桩顶的高度和埋管的深度，可根据泥浆面下孔深的状态，灵活调整混凝土面的高度，以及观察返水的情况，进而准确分析和判断孔内情况。现场随机抽取了5个桩基，统计其水下混凝土灌注量。统计发现，混凝土超灌量在10%～20%之间，笔者分析了相关客观原因，发现在冲孔时，孔壁有塌落影响，同时选用的冲击钻，摆动幅度太大，导致孔径的不规则扩大。针对该问题，笔者提出了控制混凝土自重向下流动的平衡，根据各个流体点的压强变化状态，尤其是在每次灌注时，当第二车混凝土往下灌注时，已灌注的混凝土很容易初凝和堵管，使得导管受力异常。对此，我们除了需要检查使用导管是否有严重磨损、锈蚀、焊缝、砂眼等迹象，而且要保持灌注的连续性，速度既不能太快，也不能太慢，譬如在混凝土达到钢筋笼底部下面1m时，适当减缓灌注的速度，可避免混凝土对钢筋笼的冲击力，这也是规避钢筋笼上浮的重要方法，在混凝土达到钢筋笼底部上面4m时，则要略提导管，保持导管底口和钢筋笼底部2m的距离，然后再恢复正常的灌注速率。
3施工经验总结
本次工程共完成100根水下桩，其中规格150cm的有80根，规格180cm的有20根。在施工后，采用钻孔取芯的检验方法，确定桩基的沉渣和混凝土强度均达标。同时采用超声检测方法，检查混凝土的均匀性，确定90%以上的桩基没有缺陷，完整性合格，仅有10%的桩基存在局部小缺陷。由此说明采用以上的施工方法，整体施工成效良好，仅有少量的不足之处需要弥补，对此笔者归纳总结了几点施工经验:1)在灌注混凝土之前，认真检查桩孔的孔位、孔径、孔深、孔底沉渣厚度、垂度度等，其选用导管厚度至少3mm，直径则在20cm～25cm之间，其偏差至多±2mm，并在使用之前，按照0．6MPa～1MPa的标准试压。2)工程所使用的隔水栓，使用灌注混凝土相同强度等级的细石混凝土制作，既要保证隔水性能良好，同时要满足顺利排水的需求。然后在灌注混凝土之前，快速搅拌混凝土1min，确保待浇筑混凝土均匀。3)灌注混凝土过程中，把控好导管底口和孔底之间的距离，要求满足混凝土足够的储备数量，每次灌注混凝土后，导管埋入平均深度4m，即每次提起管道时，都要控制在该深度左右，期间可安排专人现场测量。4)在灌注时，如果发现超灌，务必将泛浆的高度凿除，将其超出的高度，控制在0．8m～1m范围内，并确保不会影响桩顶混凝土暴露面的强度。
4结语
水下混凝土灌注桩的施工，具有施工流程简便和节省成本的优势，但由于施工位置特殊，在施工期间难免会出现各种施工问题，对此文章提出了一系列的施工技术建议，可供相关水下混凝土灌注桩工程参考借鉴，但考虑到不同水下混凝土灌注桩工程施工要求和条件的差异性，笔者建议在实际工程中，应紧扣施工主客观详情，因地制宜地利用以上施工技术，方可确保这些技术的适用性。
作者：张向阳 单位：山西辰诚建设工程有限公司
