首灌混凝土量的确定

首灌混凝土量的大小是确保水下混凝土灌注和成桩质量的关键因素。水下混凝土灌注的首灌量，应根据孔深、孔径、泥浆相对密度和导管内径等要求进行计算，以确保灌入混凝土后导管能埋入管外混凝土面下方1m以上深度。水下混凝土经导管从孔底向上推进，可应用连通管原理进行计算，如图2所示。

图2　首灌混凝土计算简图

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式中：H为导管内混凝土与孔内混凝土的高差，m；V为首斗混凝土的需要量，m3；h1为钻孔中上部稀泥浆的高度，m；h2为钻孔中下部稠泥浆的高度，m，根据经验，一般取h2＝0.5m；h3为孔中混凝土高度，m；γ1为孔中上部稀泥浆的重度，kN/m3；γ2为孔中下部稠泥浆的重度，kN/m3；γ3为混凝土的重度，kN/m3；d为导管内径，m；D为钻孔直径，m；K为混凝土充盈系数，一般取K＝1.15～1.25。

如飞云江北岸空箱式海堤工程中某φ800钻孔灌注桩，孔深40m，首灌前导管离孔底0.5m，要求导管埋入混凝土1m，则h3＝1.5m，h2＝0.5m，h1＝40—1.5—0.5＝38.5m，导管内径d＝0.25m；取γ1＝11.0kN/m3，γ2＝12.5kN/m3，γ3＝24.0kN/m3，D＝0.80m，K＝1.2，按上式计算，得V＝1.78m3，也就是说，当储料斗内的首灌混凝土存量至少达到1.78m3后，方可剪断隔水栓铁丝进行灌注。而后，混凝土灌注应连续进行，导管埋入混凝土中的深度应始终大于2m。

首灌水下混凝土的灌注量尽量大些，除了上述为确保首次混凝土灌入后导管能埋入混凝土深度要求外，还因为，当首灌混凝土量较大时，剪球后混凝土通过隔水栓自导管内下落，重量大，速度快，能压出导管内的泥浆，同时，冲向孔底能冲出孔底的部分沉渣。