水下砼施工作业指导书沪州采用.docx

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水下砼施工作业指导书沪州采用

水下砼施工作业指导书

一、编制目的

明确桥梁桩基旋挖钻孔灌注桩作业的工艺流程、施工要点和相应的工艺标准，为了使作业层便于操作，规范桩基施工作业，特编制本施工作业书。

二、编制范围

本次编制的范围为郑西铁路客运专线制梁场及ZXZQO6标段内渭南渭河特大桥DIK391+500~DⅢK413+500范围的所有钻孔桩基础。

三、清孔

终孔后，经监理检查孔深、孔径、垂直度及孔位合格后进行清孔。

直到用手摸泥浆中无2-3mm大的颗粒为止，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17-20s。

若清孔后没达到此要求，用一根水管插到孔底注入高压水，使水流将泥浆稀释泥浆比重逐渐降低后向孔口溢出，达到规范清孔的标准后，可停止注水清孔。

四、钢筋笼制做与安放

钢筋笼制做采用加劲筋成型法。

制作时，按设计尺寸做好加劲筋圈，标出主筋的位置。

把主筋摆在平整的工作台上，并标出加劲筋的位置。

焊接时，使加劲筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加劲筋标记，扶正加劲筋，并用木制直角板校正加劲筋与主筋的垂直度，然后点焊。

一根主筋上全部加劲筋焊好后，在骨架两端各站一人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后抬起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固。

在绑扎钢筋骨架时，按设计要求绑扎焊接好超声波检测管。

检测管的接头套管连接。

钢筋骨架吊装采用16T汽车吊。

将钢筋笼悬吊到砼浇注支架后，量测钢筋骨架的标高是否与设计标高相符，偏差不大于5厘米。

五、声波检测管安装

对桩长在50m及以上的钻孔桩，按设计要求在钢筋笼内侧设置通长超声波检测管，检测管接头顺直牢靠，与钢筋笼的主筋牢固连接，其下端口用钢板密封。

为确保混凝土灌注后管道畅通，检测管安装后，在检测管内注水，上口用木塞封口，严禁泥浆或水泥浆进入管内。

六、水下混凝土灌注

水下混凝土采用导管法灌注

1．导管选择

导管采用Ф30的钢导管，必须保证导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。

导管使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。

导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm；试压压力为孔底静水压力的1.5倍。

导管长度按孔深和工作平台高度决定。

漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。

导管采用螺旋丝扣型接头，设防水垫圈。

导管位于钻孔中央，在浇筑混凝土前，进行升降试验。

导管吊装升降设备能力，与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并有一定的安全储备。

混凝土浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗。

导管在使用之前应作拼接、和水压试验。

灌注混凝土时导管壁可能承受的最大压力计算如下：

P=1.3（γchc-γwhw）

=1.3×（2.4×55-1.1×55）

=92.6（吨/米2）

式中p——水压试验时的压力（吨/米2）；

γc——混凝土容重，用2.4（吨/米3）；

hc——导管内混凝土柱最大高度，采用导管全长（米）；

γw——灌注前孔内泥浆容重，取1.1（吨/米3）；

hw——孔内泥浆深度（米）。

做水压试验时，向导管内灌入70%的水，两端封闭，一端焊接风管接头，输入计算的压力，导管需滚动数次，经过15分钟不漏水即合格。

导管在放入孔内之前，用红油漆自下而下给每节导管进行编号，并注明尺寸，可以提前拼接成几大串。

在接头处用卡盘夹子固定，和下一节连接好后，松开卡盘夹子，用吊车缓缓放入孔内，导管吊放位置应居孔中、轴线顺直。

2．漏斗

漏斗用5mm钢板加工成圆台形，和导管用发兰连接。

在距漏斗上口15厘米处外侧对称焊吊环各一个，以备安装方便。

漏斗容量计算如下：

V=h1πd2/4+HCπD2/4

=13.75×3.1415×0.09/4+2×3.14159×2.25/4

=4.6（米3）（D=1.25m）

V=h1πd2/4+HCπD2/4

=13.75×3.1415×0.09/4+2×3.14159×1.57/4

=3.5（米3）（D=1.5m）

V——漏斗和储料斗容量（米3）

h1——孔内混凝土高达HC时导管内混凝土柱与导管外水压平衡所需高度（米）；h1=Hwγw/γc=30×1.1/2.4=13.75（米

HC——初次灌注需要的混凝土面至孔底高度，取2米；

HW——孔内水面至初次灌注需要的混凝土面高差；取30米；

D——钻孔直径；1.5/1.25米；

d——导管直径；0.3米；

γw——泥浆容重；1.1吨/米3；

γC——混凝土容重；2.4吨/米3。

3．混凝土配制、灌注

混凝土配置时除满足强度要求外，还考虑施工条件限制。

初凝时间不小于8小时，每立方混凝土水泥用量不低于280公斤。

粗骨料最大粒径不大于导管内径的1/6-1/8和钢筋最小净距的1/4，粗骨料粒径为5-25mm的卵石。

塌落度控制在18-22cm之间。

4．灌注混凝土

第二次清孔后马上灌注水下混凝土。

混凝土在拌合站集中拌制，采用混凝土运输罐车运输，导管法灌注。

初灌前在装砼漏斗底口处要设置严密、可靠的隔水装置，该装置要有良好的隔水性能并能顺利排出。

备足首盘封底混凝土数量，打开漏斗阀门，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合规范要求，即可正常灌注。

每次测量要测上两个点,将混凝土面的高度测量准确。

确保导管埋深在2-6米之间。

施工程序如下:

（1）在灌注混凝土之前,对孔底沉淀层厚度在进行一次测定。

厚度超过规定,用喷射法向孔底喷射3-5分钟,使沉渣悬浮后，立即灌注水下砼。

（2）将导管先插入孔底，然后慢慢的提起,距离孔底面40cm处，将隔水塞置于漏斗颈口处，用钢丝绳牵住，下设一层塑料纸垫层。

当达到混凝土初储量后，迅速将塞子拔出，混凝土压着塑料布垫层与水隔绝，排走导管内的水而至孔底。

（3）将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。

如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故，应立即采取措施处理。

（4）灌注开始后，应紧凑地、连续地进行，严禁中途停工。

在灌注过程中要防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，而使测深不准确。

灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。

导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。

如导管卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。

当导管提升到接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节和2节导管,此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后拆掉导管接头螺栓或同时将起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新和井口的导管边接，校正好位置，继续灌注。

拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟，要防止工具等掉入孔中，并注意安全，已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。

（5）在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。

（6）当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：

a、尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时，混凝土的流动性过小。

b、当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应保持较深埋管，并徐徐灌入混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力。

c、当孔内混凝土面进入钢筋骨架1~2米以后，适当提升导管，减小导管埋置深度（不得小于2米），以增加骨架在导管底口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。

（7）为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后，将此段混凝土清除。

增加的高度为0.5-1米。

（8）在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大。

如出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。

在拔除最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下，形成泥心。

（9）有关混凝土灌注情况，各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，要指定专人进行记录。

混凝土灌注流程如下：

检查孔底沉淀层厚度→拔塞子→灌注封底混凝土→测混凝土面高度→继续灌注、测混凝土面高度→及时提升导管→拆除导管→重复以上步骤→灌注完毕→凿桩头

灌注混凝土注意事项：

A．水下灌注混凝土应一直连续浇注中间不得间歇；

B．混凝土灌注过程中防止拌合物从漏斗顶或漏斗外掉入孔底；

C．拆除导管一般控制在15分钟之内；

D．混凝土灌注到接近设计标高时，计算混凝土需要量，及时通知拌合站；

E．拆除下来的导管应及时冲洗，堆放整齐；

F．在接近结束时，混凝土顶升困难，可向孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。

G．灌注每根桩至少需做三组试件，并填好水下混凝土灌注记录。

七、人员设备配备

混凝土搅拌运输8人，封孔10人。

4台6m3混凝土运输车，两台铲车、两台120m3/h拌合机，1台16吨汽车吊。

八、灌注事故的预防和处理

（一）导管进水：

1、其主要原因：

①首批混凝土储量不足，混凝土下落后，导管底口距孔底的间距过大，不能埋住导管底口，以致泥水从井口进入；

②导管接头不严，焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入；

③导管提升过猛，或测深有误，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。

2、预防和处理办法：

①若是上述第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗清出，然后重新下管并准备足够储量的首批混凝土，重新灌注。

②若是第二、三种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管，或用原导管插入续灌。

但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。

最后用潜水泵将管内的水抽干，继续灌注混凝土。

为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内应有足够的深度，一般要大于50厘米。

由于潜水泵不可能把导管内的水全部抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥量提高稠度，灌入导管内。

以后的混凝土可恢复正常的配合比。

若混凝土面在水面以下不是很深，且尚未初凝时，可于导管底部设置防水塞，将导管重新插入混凝土内，导管上面再加重量，以克服水的浮力，导管内装满混凝土后，稍提导管利用混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。

（二）卡管：

在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管，有如下两种情况：

（1）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，拌合不均匀，运输途中产生离析，导管接缝处漏水，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗骨料集中而造成导管堵塞。

处理办法可用长杆冲导管内混凝土，用吊绳抖动导管，如仍不能下落时，则需将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理和修整，然后重新吊装导管，重新灌注。

并按前述第2项方法将散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。

清除时应注意，导管下重上轻，防止翻倒伤人。

（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，发生故障立即掉换备用机械，同时采取措施，加速混凝土灌注速度。

（3）坍孔

在灌注过程中如发现井孔护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深锤探测。

如测深锤原系停挂在砼表面上未取出的，现被埋不能上提，或测深锤探测砼面时，达不到原来深度，相差很多，均可证实确为坍孔。

坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，不能保证原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机器振动等均可引起坍孔