水下混凝土灌注技术交底.docx
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水下混凝土灌注技术交底
水下混凝土灌注施工技术交底
编号
17
工程名称
黄延高速扩能工程试验段LJ-5标
交底日期
2013.年11月7日
总包单位
中铁港航局集团第三工程有限公司
分项工程名称
钻孔灌注桩
交底提要
李家洼大桥桩基水下混凝土灌注施工的相关材料、机具准备、施工工艺及质量要求。
交底内容：
1范围
本施工交底适用于李家洼大桥使用旋挖钻孔施工工艺进行钻孔灌注桩施工的钻孔施工。
2施工准备
2.1材料和主要机具：
（1）混凝土采用自拌砼，为C30。
（2）主要机具有：
砼罐车、砼泵车、导管、料斗。
2.2作业条件：
（1）地上、地下障碍物都处理完毕，达到“三通一平”。
施工用的临时设施完备。
（2）商品砼来源确定、钢筋笼下放定位并检查合格。
（3）首批混凝土方量确定并已备齐。
3灌注水下混凝土
3.1施工程序与工艺流程
3.1.1施工程序
导管水密性试验及安装→二次清孔→混凝土现场检测→首批混凝土→灌注混凝土→导管和导管随混凝土灌注进程的提拔→拆卸导管及清洗→埋深控制→填写灌注作业记录。
3.1.2工艺流程
图3.1.2-1水下混凝土灌注工艺流程
3.2原材料的选择及配合比
（1）水泥采用火山灰水泥、粉煤灰水泥或硅酸盐水泥，水泥的初凝时间不宜早于2.5h，强度等级不宜低于42.5。
（2）粗集料应优先选用卵石，采用碎石时应适当增加混凝土配合比的含砂率。
细集料采用级配良好的中砂。
（3）混凝土配合比的含砂率采用0.4～0.5，水灰比采用0.5～0.6。
混凝土初凝时间根据桩长及灌注时间确定，浅孔、小桩径初凝时间可采用3～5小时，深桩混凝土初凝时间大于8小时。
按初凝时间的控制标准确定缓凝剂的填加量。
（4）为使混凝土具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后，先开动搅拌机并加入30％的水，然后与拌合料一起均匀加入60％的水，最后再加入10％的水（如砂、石含水率较大时，可适当控制此部分水量），最后加水到出料时间控制在60～90秒内。
（5）混凝土灌注时应保持足够的流动性，坍落度应控制在180～220mm之间，灌注至桩顶约5米处时，可将坍落度控制在160～170mm，以确保桩顶浮浆不过高。
3.3制安钢筋笼及声测管、压浆管
3.3.1钢筋笼的制作安放
钢筋笼的制作采用在加工场统一加工制作，运至现场进行吊放。
若场地运输困难，可在现场内加工制作。
（1）钢筋原材进场后按钢筋的不同型号、不同直径、不同长度分别进行堆放，设立识别标志。
（2）主筋接长采用套筒连接，主筋对接在同一截面内的钢筋接头数不得多于主筋总数的50％，相邻两个接头间的距离不小于主筋直径的35倍，且不小于500mm。
（3）在成形架上安放架立筋，按等间距将主筋布置好，用电弧焊将主筋与架立筋固定；按规定的间距缠绕箍筋，并用电弧焊或扎丝将箍筋与主筋固定。
（4）在钢筋笼上、下端及中部每隔一定距离于同一横截面上对称设置四个钢筋“耳环”，确保钢筋笼与孔壁保持设计保护层距离。
（5）钢筋笼的吊放要对准孔位扶稳轻放、慢放，避免碰撞孔壁。
下放过程中，注意观察孔内水位情况，如有异样，立即停止，检查是否塌孔。
（6）钢筋笼采用分节吊放时，应将钢筋笼逐步接长后再放入孔内。
利用先吊入孔内的钢筋笼上部架立筋将笼体固定在护筒上，利用吊机将上节钢筋笼临时吊住进行两节钢筋笼的接长，钢筋笼接长后需对焊缝检查验收，冷却后再沉入孔内。
（7）钢筋笼的吊放到位后用吊筋固定在护筒上，保证钢筋笼的设计标高，同时也可防止灌注混凝土时钢筋笼的上浮。
3.3.2声测管、压浆管的制作安放
声测管、压浆管制作用料应满足设计尺寸及材质要求，制作前应详细检查看是否有砂眼、变形等。
有砂眼的钢管可补焊后使用，变形的钢管严禁使用。
焊接接长时使用套管，套管壁厚不小于声测管、压浆管壁厚，套管内径较声测管、压浆管外径大3mm左右。
声测管、压浆管接长焊缝应焊接牢固并确保不漏浆。
声测管、压浆管安装后应装满水再封顶。
封顶采用3mm钢板焊接。
声测管、压浆管与加劲箍及钢筋笼的固定应满足重力及浮力要求。
3.3导管的配置、试拼、试压及安装
浇注导管采用钢质导管，导管内径为200～350mm，根据桩径选用不同内径的导管，导管接头选用丝口或抱箍式接头，可加快导管接长拼装及拆除速度。
导管长度根据桩长确定，底节导管一般不短于4m，标准节导管可采用节长3.0m的导管，同时配备一些0.50m、1.0m、1.5m的短节导管以作长度调整。
导管使用前需进行水密性及接头抗拉试验，检验其水密性及接头强度，试验合格后方可使用。
进行水密试验的水压不低于孔底静水压力的1.3倍的压力。
导管在井口安装，安装时夹板应扣牢，对接前必须仔细检查管壁及接头丝扣、密封圈的完好情况。
加密封胶圈后应涂抹黄油密封，确保导管不漏水。
导管下放时，保持导管居于孔中间缓慢、小心轻放，避免磕碰钢筋笼，以防导管提升时挂坏钢筋笼或将钢筋笼提起。
导管底口至孔底距离控制在0.3～0.4m之间。
导管使用后应冲洗干净，摆放整齐。
特别注意保持丝口清洁。
3.4首批封底混凝土计算
首批封底混凝土计算：
首批灌注混凝土量必须使导管在混凝土中埋深不小于1.0m，首批混凝土数量V按下式计算：
式中：
V——灌注首批混凝土所需数量（m³）；
D——桩孔直径（m）；
H1——桩孔底至导管底端间距，一般为0.3~0.4m；
H2——导管初次埋置深度（m）；
d——导管内径（m）；
h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m）；
式中：
——混凝土拌和物的容重（取上限24KN/m3）；
HW——导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长或预计最大高度计；
——井孔内水或泥浆的容重（KN/m3）。
3.5灌注方式及混凝土面的测量方法
第一次灌注混凝土前用球胆作为隔水栓，根据桩径、桩长、导管底口到孔底距离计算第一次灌注混凝土方量，采用8mm厚钢板制作V方容量大料斗，将料斗卸料口关闭，放入V方混凝土后，迅速开启卸料口，V方混凝土一次迅速卸放到孔底，然后测量混凝土面深度，确保导管在混凝土中埋深不小于1.0m，然后换用小料斗灌注混凝土，每次拆管前测量混凝土面深度，计算导管埋深确定拆除节数，导管的埋深控制在2m～6m，灌注开始后混凝土要连续进行，并尽量缩短灌注时间，指定专人负责填写水下混凝土灌注记录。
全部混凝土灌注完成后，拔出钢护筒，清理场地。
水下混凝土坍落度控制在180mm～220mm。
灌注砼前和过程中，按规定时间检测砼的坍落度、扩展度、含气量和入模温度，并做好记录。
水下砼必须连续浇筑，中途不宜停顿，并尽量缩短拆除导管的间断时间，灌注间隔时间不能超过30min，保证在配合比设定的初凝时间内浇筑完成。
在浇筑过程中，应特别注意砼面到达钢筋笼底标高位置时的操作，当砼面接近钢筋笼底时应保持较大的导管埋深，放慢浇筑速度，以减少砼向上的冲击力，当砼面超过钢筋笼底4m左右，减少导管的埋深，使导管口处于钢筋笼底标高附近，并加快浇注速度，以增加钢筋笼的埋深。
当砼面高于钢筋笼底2～4m后即可正常浇筑。
在浇筑砼过程中，采用测绳测量孔内砼顶面位置，保持导管埋深2～6m。
当砼浇筑面接近设计高程时，缓慢提升导管。
砼顶面浇筑到桩顶设计高程以上0.5m左右。
灌注桩施工过程中要按规范要求做好混凝土标养试块及同条件养护试块，试块要用红油漆或毛笔写上日期、桩号、砼标号和试块编号。
3.6灌注超桩顶混凝土的控制
为消除浮浆及测量误差的影响，保证桩顶灌注质量，混凝土的灌注应比设计桩顶高出一定高度，根据规范要求进行，一般为0.5～1.0m，以保证桩顶混凝土完整、无松散层。
在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，准确测定混凝土面的高度，以确定混凝土的灌注高度是否正确。
3.7拨出导管及混凝土质量检测评定
桩基混凝土灌注完成后，拔出浇注导管，及时清洗导管，防止导管内壁混凝土固结，影响下次混凝土浇注。
成桩后对桩基进行无损检测，利用桩身内预埋的声测管进行超声波检测桩身混凝土的完整性，检测由有资质的专业检测机构进行。
3.8按设计要求进行孔底压浆
压浆管应随钢筋笼一起下放，且应保证其固定牢靠。
压浆管的布置应能保证压降的均匀性，且应有3个及以上回路，并应便于安装和保护。
预埋压浆管时，将压浆管下部人为开口后用低强度材料密封，桩身混凝土灌注初凝后，用高压水进行预埋的注浆孔初裂，使套筒包裹的出浆口开裂。
在桩身混凝土强度及时间满足设计要求后开始进行桩底压浆，压降工作宜在桩身混凝土强度达到设计强度的75%后进行，或在桩身的超声波检测工作结束后进行。
压浆采用膨润土、水泥、水、缓凝剂拌制成不收缩的混合浆液，水泥的强度不宜低于42.5，其7天最小抗压强度为5MPa。
浆液按剂量通过注浆管依次压注，所有压浆管应以规定的剂量轮流压注或达到规定的的压力后维持10min，第一循环压注完成后不少于6小时开始下一轮的压注，直至满足设计要求。
桩底压浆时，同一根桩中的全部压浆管宜同时均匀压人水泥浆，并应随时监测桩顶的位移和桩周围土层的变化情况。
在压浆10m范围内不得进行其他钻孔的施工作业。
桩底后压浆宜采取压浆量与压力双控，以压浆量控制为主，压力控制为辅。
若压浆压力达到控制压力，并在持荷5min后达到设计压浆量的80%，可认为满足要求。
压浆压力宜为桩底静水压力的2—4倍。
每次循环压浆完成后，应立即采用清水将压浆软管清洗干净，再关闭阀门；压浆停顿时间超过30min，应对管路进行清洗。
3次循环压浆完毕，应在阀门关闭40min后，方可拆卸阀门。
4灌注异常的预防及处理
4.1堵管
在混凝土灌注过程中，混凝土在导管中下不去称为堵管。
堵管有以下两种情况：
（1）初灌时隔水栓卡管或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀，以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。
发生这种情况时可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。
如仍不能下落时，则需将导管连同其内的混凝土提出孔外，进行清理修整（注意切勿使导管内的混凝土落入井孔），然后重新吊装导管，重新灌注。
一旦有混凝土拌和物落入井孔，应将孔底的拌和物粒料用空气吸泥机清出。
（2）机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了导管内混凝土下落的阻力，混凝土堵在管内。
其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施，加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。
当灌注时间很长时，孔内首批混凝土已初凝，导管内又堵塞有混凝土，此时应将导管拔出，重新安设钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出，用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。
然后以粘土回填，待沉实后重新钻孔成桩。
4.2导管漏水
导管漏水的主要原因是导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开或焊缝破裂，孔内水从接头或焊缝中流入。
万一发生导管漏水事故，要立即查明事故原因，及时采取措施处理，视混凝土灌注情况，采取如下处理办法：
（1）混凝土刚灌注不久，将原导管提出拔换重下新管，将散落在孔底的混凝土用空气吸泥机以及抓斗清出，必要时需将钢筋笼提出采取复钻清除。
然后重新下放钢筋笼、导管重新灌注混凝土。
（2）混凝土已灌注一定高度时，尚不能堵住漏水时，必须及时提出导管、钢筋笼重钻重灌，如已灌注混凝土已堵住漏水处则可继续灌注。
4.3提漏导管
灌注过程中导管提升过猛或测量深度出错时，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水，导致提漏导管。
发现提漏导管后，应及时提出导管和钢筋笼，重新安装钻机、在原位重钻成孔后再进行混凝土灌注。
因此必须引起注意，提导管不能过猛，测量要准确，以防止断桩事故发生。
5质量控制与检验
5.1质量控制
（1）混凝土灌注前必须准备充足的砂、石料、水泥、外加剂等原材料；设备必须维修保养、调试运转，并备足够的易损件；集料斗每次灌注混凝土前均应清理干净。
（2）导管连接时，接头须清洗干净、涂上黄油，并加上密封圈，对于破损的密封圈进行调换，接头的螺纹要旋转到位，以防漏水。
每次混凝土浇注拆管后应及时清洗导管，以免水泥砂浆附着凝固后下次浇注时造成堵管。
（3）混凝土到达现场进行坍落度、扩散度、含气量、入模温度等的检测，检测结果满足表4.2.1中的指标要求。
（4）灌注前对泥浆进行测试，指标满足含砂率小于2%，黏度控制在17-20Pa后方可灌注。
（5）为防止灌注过程中导管拔出混凝土面造成断桩现象出现，导管埋深要求控制在2-4m。
（6）声测管在灌注过程中，采用内插套管的方法检查是否有漏浆现象，一旦出现不通苗头，即刻疏通，混凝土灌注结束后再进行检查，合格后灌满水，并用木塞封好。
（7）严格控制进入料斗内混凝土的坍落度。
发现混凝土有异常应停止灌注，处理不合格混凝土，同时查明原因处理后才能继续施工。
（8）灌注过程中，若发生意外而导致暂停，应不时地上下缓慢提升导管，以免导管埋置太深造成提升不动或混凝土假凝，从而出现堵管。
（9）认真检测混凝土面上升高度、导管埋深，并和已灌入的混凝土数量校核，以便确定扩孔率或混凝土而上升是否正常。
（10）混凝土灌注至计算桩顶标高时，采用小漏斗或刚性竿探测混凝土面质量，以确定混凝土标高。
⑴配制混凝土所用水泥、砂、石必须符合国家的有关标准，不合格的材料坚决退场不用。
⑵试验岗定时进行抽检做件，尤其对混凝土坍落度应严加控制。
⑶操作中出现位移了的钢筋应派人重新调整好方能浇筑混凝土。
⑷浇混凝土应不间歇地进行，保证不出现混凝土的冷缝，为此必须做好人力的安排工作，加强机械的检修保养工作，使施工中不出现因机构故障而引起停工，万一机械出现特殊故障，机械厂准备24小时配合维修。
⑸混凝土终凝后即进行养护工作。
⑹当混凝土出现足以影响结构性能的缺陷时，必须通知甲方、监理工程师及设计院共同在现场研究处理。
5.2质量标准及检验方法
序号
质量控制项目
质量标准和要求
施工单位
检验方法
1
下导管
导管接头牢固，严密不漏水；控制导管长度和导管节数，导管下口距孔底控制在50cm左右
观察、尺量
2
二次
清孔
含砂率≤2%，黏度17～20Pa，孔深≥设计桩长；沉渣厚度：
桩径1.5m内≤20cm，桩径1.5m外或者桩长＞40m≤30cm
泥浆指标测试仪，测绳量测
3
混凝土浇筑
混凝土坍落度控制在18～22cm，保证首罐混凝土导管埋深1-3m，控制拨管长度，导管埋深控制在2～6m；在灌注过程中，混凝土连续浇注，每根桩的灌注时间宜在混凝土的初凝时间内完成，混凝土浇注高度高出设计桩顶至少1m。
坍落度筒、测绳量测和混凝土反算相校核，做好灌桩记录
4
混凝土强度
≥设计强度的1.15倍
标准养护试件抗压试验
5
桩底
注浆
符合设计要求，设计无要求时不注浆
全过程自控
6安全及环保要求
6.1安全要求
（1）施工人员应认真贯彻执行安全生产规程中的各项规定，加强现场安全教育工作，增强职工的安全意识，建立安全生产交底制度，要针对施工内容进行交底，并做书面记录。
（2）工程施工中，当班的项目管理人员，各工序责任人，应定期和不定期对施工机械设备、测量计量仪器具的维护磨损连接和状态偏离等状况进行检查和技术复核。
及时对机械设备进行保养、维修。
（3）起重吊装设备使用前，均应按程序进行检查和试运行验收，确认合格后再投入使用。
（4）施工员起重工要对投入的起重吊装设备新旧程度、起重能力及司机的熟练程度有所了解，严格遵守“十不吊”规定。
（5）起重吊装设备旋转范围内严禁站人。
（6）孔口用钢筋网片或木板铺盖，防止人和物掉人其中。
（7）应制定施工现场用电安全措施、安装、维修或拆除临时用电设施必须有证专业电工进行，施工现场所有电器设施都应做好接地保护。
6.2环保要求
（1）混凝土灌注过程中排除的泥浆要通过引流集中沉淀处理，不得随意排放或引入河流。
（2）废弃不用的混凝土要集中处理，不得随地丢弃。
（3）混凝土灌注过程中及灌注完华后，清洗管道、机械的废水不得随意排放或引入河流，以免造成环境污染。
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