用直升导管法灌注水下混凝土的质量控制

摘　要：水下混凝土工程的施工可采用直升导管法、箱袋法、铺石灌浆法和混凝土泵输送法等。本文结合宛坪高速公路的具体情况，探讨采用直升导管法灌注水下混凝土的一系列质量控制措施。

　　关键词：直升导管法　灌注水下混凝土　质量控制

　　水下混凝土工程的施工可采用直升导管法、箱袋法、铺石灌浆法和混凝土泵输送法等。本文结合宛坪高速公路的具体情况，探讨采用直升导管法灌注水下混凝土的一系列质量控制措施。
　　用直升导管法灌注水下混凝土，是将混凝土拌和物是通过导管下口，进入到初期灌注的混凝土（作为隔水层）下面，顶托着初期灌注的混凝土及其上面的泥浆或水上升。为使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，坚持连续作业，使灌注工作在首批混凝土初凝以前的时间完成。

　　1灌注机具的准备
　　1.1 导管
　　导管是灌注水下混凝土的重要工具，用钢板卷制焊成或采用无缝钢管制成。其直径按桩长、桩径和每小时需要通过的混凝土数量决定，可按表1选用。为了保证导管强度和刚度，管壁厚度根据导管直径、总长度和制成方法宜按表2选用。
　　导管连接方法有法兰盘、丝扣和卡口3种。法兰盘连接已逐渐被淘汰。丝扣连接如同钻探用钻杆一样，导管两端外周有公、母丝扣，连接时将导管接公母丝扣套入，用管子钳扳手拧紧。此法仅能用于无缝钢管制成的导管。
　　导管分节长度应便于拆装和搬运，并小于导管提升设备的提升高度。中间节一般长2m左右,下端节可加长至4～6m,漏斗下可配长约1m的上端节导管,以便调节漏斗的高度。中间节两端焊有法兰，以便用螺栓互相连接。上下两节法兰盘之间，应垫以4～5mm厚橡胶垫圈，其宽度外侧齐法兰盘外边缘，内侧宜稍窄于法栏内缘。为防止在提升导管时卡挂钢筋骨架，可在每节导管上套装一个用1.5mm厚钢板制的锥形活动护罩，以便在提升导管时，罩住下法兰。
　　导管制作应力求坚固，内壁应光滑、顺直、光洁和无局部凹凸。各节导管内径应大小一致，偏差不大于±2mm。
　　导管上下法兰应与导管轴线垂直。为保持法兰位置正确和防止焊接时变形，焊制可在特制的胎具上进行。
　　导管在使用前和使用一个时期后，除应对其规格、质量和拼接构造进行认真的检查外，还需做拼接、过球、水密、承压、接头、抗拉等试验。水密试验室的水压应不小于井孔内水深1.3倍的压力；进行承压试验时的水压不应小于导管壁可能承受的最大内压力Pmax。Pmax
可按下式计算：
　　Pmax =1.3(γc hcmax -γw Hw) （1）
　　式中：Pmax―导管可能承受的最大内压力，kPa；
　　γc―混凝土容重（用24kN/m3），kN/m3；
　　Hcmax―导管内混凝土柱最大高度，采用导管全长，m；
　　γw―钻孔内水或泥浆容重，泥浆容重大于12kN/m3时不宜灌注水下混凝土kN/m3；
　　Hw―钻孔内水和泥浆深度，m。
　　试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输缝管接头，输入计算的风压力。导管需滚动数次，经过15min不漏水即为合格。
　　导管内过球应顺畅。符合要求后，在导管外壁用明显标记逐节编号并标明尺度。导管应配备总数20%～30%的备用导管。
　　导管可在钻孔旁预先分段拼装，在吊放时再逐段拼装。分段拼装时应仔细检查，变形和磨损严重的不得使用。导管内壁和法兰表面如粘附有灰浆和泥砂应擦拭干净。
　　导管吊放时宜用两根钢丝绳分别系吊在最下端一节导管的两个吊耳上，并沿导管每隔5m左右用铁丝将导管和钢丝绳捆扎在一起。
　　导管吊放时，应使位置居于孔中，轴线顺直，稳定沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。
　　1.2 漏斗、溜槽、储料斗
　　（1）漏斗
　　导管顶部应设置漏斗，其上设溜槽、储料斗和工作平台。储料斗和漏斗高度除应满足导管拆卸等操作需要外，并应在灌注到最后阶段时，不致影响导管内混凝土柱的灌注高度。
　　在钻孔桩桩顶低于钻孔中水面时，漏斗底口应比水面至少高出4～6m。在钻孔桩桩顶高于钻孔中水面时，漏斗底口应比桩顶至少高出4～6m。当计算值大于上述规定时，应采用计算值。漏斗需要高度（即导管内混凝土柱高度）可参照图1和式2计算。
　　hc≥ （P0 +γwHw）/ γc （2）
　　式中：hc―漏斗底口至预计灌注的桩顶以上所需高度（见图1），m;
　　Hw―井孔内混凝土面至钻孔时水面高差，水或泥浆深度当预计桩顶高出水面时，此项不计入，m；
　　γc ―混凝土拌和物容重，用(24kN/m3),kN/m3；
　　γw―钻孔内水或泥浆容重，kN/m3
　　P0―使导管内混凝土下落至导管并将导管外的混凝土顶升时所需的超压力，钻孔灌注桩采用100～200kPa，桩径1m左右时取低限；等于或大于1m时取高限，1～4m之间取插入值。