水下砼灌注作业指导书.docx
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水下砼灌注作业指导书
钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工作业指导书
1．适用范围
适用于桥梁钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工。
2．作业准备
2.1内业技术准备
施工前技术人员应认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，熟悉规范和技术标准。
制定施工安全质量保证措施和应急预案。
对施工人员进行技术交底及岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
准备好水下混凝土浇筑记录表等资料，根据测量数据计算出浇筑混凝土应到的高程及方量。
2.2外业技术准备
灌注前，对主要机具及配套设备进行检查、维修，对混凝土的运输通道疏通，确保混凝土的连续浇筑。
检测泥浆指标及孔底沉渣厚度，合格后报监理工程师验收。
3．技术要求
3.1施工前按设计提拱的配合比进行试验，确定施工配合比。
3.2混凝土的拌合采用工厂集中拌合，砼灌车运输至现场。
3.3沉渣经测定符合摩擦桩≤20㎝，端承桩≤5㎝的要求。
3.4现场混凝土满足首次灌注埋深≥1m要求，并有保证连续灌注的混凝土供应。
3.5水下混凝土用导管均应进行试拼试压，不得漏水，试水压力宜为孔底静水压力的1.5倍。
3.6水下混凝土灌注用材料均应符合设计要求。
4．施工程序与工艺流程
4.1施工程序
桩基水下混凝土施工程序为：
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→导管随混凝土灌注进程的提升、拆卸→埋深控制→声测管检查→桩头控制。
4.2工艺流程
图4.1水下混凝土灌注工艺流程图
5．施工要求
当钻孔深度达到设计要求后，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行钢筋笼安装和灌注水下混凝土的准备工作。
5.1导管水密性试验及安装
5.1.1导管在使用前或使用一段时间后，除应对其规格、质量和拼接构造进行认真的检查外，还需做拼装、过球和水压试验，水压试验时的压力应不小于灌注混凝土时导管可能承受的孔底静水压力的1.5倍。
导管壁可能承受的最大压力按下式计算：
Pw=1.3（Yc×hc-Yw×hw）
式中Pw——导管壁可能承受的最大压力（kg/㎡）；
Yc——混凝土容重（kg/m³）；
Hc——导管内混凝土柱最大高度，采用导管全长（m）；
Yw——钻孔内水或泥浆比重，一般为1.0～1.25kg/㎡，大于1.25时不宜灌注水下混凝土；
Hw——钻孔内水或泥浆深度（m）。
5.1.2水密试验方法是把拼装好的导管先灌满水，两端封闭，一端焊接出水管接头，另一端焊接进水管接头，并与水泵出水管相接，启动水泵给导管注入压力水，当水泵的压力表压力达到导管须承受的计算压力时，稳压15min后接头及接缝处不渗漏即为合格。
5.1.3导管可在钻孔旁预先分段拼装，在吊放时在逐段拼装。
分段拼装时，应仔细检查，变形和磨损严重的不能使用。
导管内壁和法兰表面如黏附有灰浆和泥砂应擦拭干净。
5.1.4导管在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6m左右用铁丝将导管和钢丝绳捆扎在一起。
导管吊放时，应使位置距孔中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。
导管上用油漆划上刻度，导管安装好后，插入孔底，然后提离孔底30㎝，检验导管实际长度。
导管下放完毕后，做提升试验，检查在导管提升过程中是否与钢筋笼相互影响，确保在混凝土浇注过程中提升导管时不会出现导管挂住钢筋笼的情况。
5.2二次清孔
水下混凝土灌注前必须进行二次清孔。
灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。
钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作，灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定。
5.3混凝土拌和物现场性能检测
水下混凝土灌注前，需对混凝土的坍落度、含气量、入模温度、扩散度四项指标进行测试，满足要求后方可进行混凝土浇注。
5.4灌注水下混凝土
5.4.1钢筋笼安装完毕，应及时检查孔底沉淀厚度，浇筑水下混凝土前再一次检查孔底沉渣厚度，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。
5.4.2首批混凝土灌注方量计算
首批混凝土的方量应能满足导管初次埋置深度大于等于1m和填充导管底部间隙的需要，首批混凝土的数量为：
式中:
（首批混凝土灌注数量计算示意见图5.1）
V------首批混凝土所需方量（m³）；
D------孔的直径（m）；
H1------导管底端至钻孔底间隙，一般取0.3m；
H2------导管初次埋置深度（m）；
d------导管内径；
h1------孔内混凝土面高度达到H2时，导管内混凝土柱需要的高度（m），h1=γω×Hω/γc；
Hw------孔内混凝土面以上；图5.1首批混凝土数量计算示意图
γc------混凝土拌和物的容重（取24KN/m³）；
γw------孔内水或泥浆的容重（KN/m³）；
5.4.3混凝土的初存量应满足：
首批混凝土入孔后，导管埋入混凝土的深度不得小于1m，并不宜大于3m，当桩身较长时，导管埋入混凝土中的深度可适当加大。
漏斗底口处必须设置严密、可靠的隔水装置，该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排出。
5.4.4灌注混凝土前需在导管内安设隔水栓塞，待漏斗储满首灌混凝土后，开始“拔球”灌注水下混凝土，拔球后混凝土要连续灌注，不得停顿，保证整桩在混凝土初凝前灌注完成。
5.4.5混凝土灌注过程中要有专人测量混凝土面标高，正确计算导管在混凝土内的埋置深度，正确指挥导管的提升和拆除，保证埋置深度不大于6m，且不小于2m。
5.4.6水下混凝土应连续浇筑，中途不得停顿。
并应尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间不应太长，宜在首盘混凝土初凝前浇筑完成。
混凝土浇筑完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。
5.4.7混凝土灌注接近钢筋笼底部时，适当放慢灌注速度，减小混凝土的冲击力，防止钢筋笼上浮。
5.4.8混凝土灌注到桩上部5m以内时，不再提升导管，待灌注至规定标高一次提出导管。
拔出最后一节导管时应缓慢提出，以免桩内夹入泥芯或形成空洞。
5.4.9灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.5～1.0m，以保证混凝土强度，多余部分必须凿出，凿出后的桩头应无松散层。
5.5水下混凝土灌注注意事项
5.5.1混凝土灌注前，要办好隐蔽工程施工各项检查签证，施工过程中要认真填写施工记录表和施工记录。
5.5.2混凝土灌注工作应连续不间断进行，万一发生混凝土灌注中断事故，应根据导管的埋置深度，少量提升导管，并立即排除故障。
造成断桩事故，应予重钻或与有关单位研究补救措施。
5.5.3安装导管前检查导管密封性，橡胶密封圈是否遗漏，检查丝扣是否完好及导管圆整度。
5.5.4灌注前先在导管口设置隔水塞。
5.5.5施工过程中注意避免桩底声测管受到损伤，以免影响后续工程施工。
5.5.6混凝土灌注是一个完整、连续、不可间断的工作，灌注工作开始前，机械管理人员和司机负责人员应对混凝土灌注所使用的全部机械进行维修、保养，保证机械在施工过程中正常运转。
5.5.7混凝土灌注工作是桩基施工的关键工序，应有专人负责指挥、协调。
5.5.8施工原始记录如实填写，每桩灌注结束，资料及时整理，并及时归档。
5.5.9水下混凝土灌注完毕，对混凝土的拌和、运输、灌注等所用设备进行清点和清洗，并妥善保管备用。
5.6混凝土浇筑过程中意外事故的预防及处理
5.6.1导管进水
（1）主要原因
①首批混凝土储量不足，或导管底口距孔底的间距太大，混凝土下落后不能埋住导管底口。
②导管提升过猛，或探测出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥浆。
③导管接头不严，或焊缝破裂，水从接头或焊缝流入。
（2）预防和处理方法
为避免发生导管进水，事前要严格导管事前检查、签证，采取相应措施加以预防，万一发生，要立即查明事故原因，若是第一种原因引起的，应立即将导管拔出，将散落在孔底的混凝土拌合物用泥石泵吸出或者用空气吸泥机吸出，重新浇筑。
5.6.2混凝土堵管
在浇筑过程中，混凝土在导管中下不去，称为堵管，堵管一般为气堵和混凝土离析堵管。
（1）气堵的主要原因是向导管内倾倒的速度过快，导管内空气不能排除而形成高压气囊，造成导管内混凝土压力不够而不能排出，从而形成气堵。
（2）混凝土离析堵管主要原因是混凝土和易性不良，混凝土泌水、离析造成离析部位混凝土与导管摩擦力增大，造成堵管。
（3）处理措施
传统方法是锤击导管，使混凝土与导管间摩擦力减小；使用起吊设备上下抖动导管，并让导管快速下落，利用混凝土惯性力使混凝土流动。
当传统方法不能生效时可采用在导管内混凝土上施加压力的方法（如密封导管上口后向导管内注入高压空气），使混凝土流动。
另外，对于气堵现象也可向导管内插入排气管的方法进行处理。
混凝土堵管还可能有很多其他因素，如混凝土内有异物卡在导管中，浇筑混凝土停顿时间过长以致混凝土初凝失去流动性，以及导管漏水造成混凝土离析。
（4）预防措施
优化混凝土配合比，混凝土需具有良好的流动性、和易性，防止堵管。
保证灌注的连续性，尽量缩短混凝土泵送的间歇时间，混凝土浇注过程中的间断时间不超过30min。
导管不宜埋置过深，拆除导管应迅速及时，测量混凝土上升高度和导管埋深要勤、要准，避免计算出错。
5.6.3埋管
导管无法拔出称为埋管。
其原因是：
导管埋入混凝土过深，或导管外混凝土已经初凝使导管与混凝土摩阻力过大致使导管无法拔出。
主要预防办法如下：
（1）混凝土灌注前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验，以保证混凝土灌注过程中导管不漏水，提升导管时不至于拉断。
（2）严格控制导管埋深，现场技术人员勤测孔深，保证实测数据和计算数据准确无误。
导管埋深宜控制在2～6m。
5.6.4灌注过程中坍孔
事故原因：
由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。
预防措施：
清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度；吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
6．劳动组织
（1）劳动组织模式：
采用架子队模式。
（2）各工种劳动力以一个班组考虑，人员安排见表6.1“施工人员配置表”。
施工人员应结合开工前确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。
表6.1施工人员配置表
序号
岗位
人数
序号
岗位
人数
1
工班长
1
7
修理工
2
2
技术负责
1
8
电工
1
3
钻机操作手
1
9
混凝土工
5
4
吊车司机
1
10
现场调度
1
5
汽车司机
3
11
安全员
1
6
质检员
1
12
试验人员
3
7．材料要求
原材料应符合设计要求，主要有砂石、水泥、粉煤灰、外加剂、等。
施工用水的水质应符合工程用水标准。
7.1水泥应符合设计要求，宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其性能应符合《公路混凝土工程施工技术指南》规定。
7.2矿物掺合料应选用品种稳定的产品，一般宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、磨细矿渣粉等。
7.3细骨料应选用级配合理、质地坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然河砂。
7.4粗骨料应选用级配合理、粒型良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，粗骨料最大公称直径不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的2/3。
7.5外加剂应选用质量稳定的产品，外加剂与水泥基矿物掺合料之间应具有良好的相容性。
8．设备机具配置
本工艺用到的施工设备主要有混凝土罐车和泵送车等。
设备机具配置见“表8.1主要机具设备配备表（每根桩）”。
表8.1主要机具设备配备表（每根桩）
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
吊机
台
1～2
2
发电机
台
1
3
泥浆泵
台
2
4
导管及灌注平台
套
1
5
清水泵
台
1
6
修理设备
套
1
7
混凝土罐车
台
3～5
9．质量控制及检验
9.1质量控制
9.1.1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。
9.1.2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。
9.1.3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9.1中的指标要求。
9.1.4灌注前对泥浆进行测试，指标满足比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度控制在17-20s后方可灌注。
9.1.5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2～6m。
9.1.6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，混凝土灌注前再进行检查，合格后灌满水，并用木塞封好。
9.1.7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。
9.1.8灌注过程中，若发生意外而导致暂停，应不时地缓慢提升导管，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。
9.1.9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上升是否正常。
9.1.10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。
9.2质量检验
9.2.1主控项目
（1）混凝土原材料、配合比设计、施工和水下混凝土的检验必须符合铁道部现行《公路混凝土工程施工质量验收标准》中的有关规定。
（2）混凝土浇注必须符合施工工艺设计要求。
检验数量：
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：
观察和测量
（3）混凝土强度等级必须符合设计要求。
混凝土标准养护试件强度应达到设计强度等级的1.15倍。
检验数量：
施工单位应在浇筑地点随机抽样制作混凝土试件不得少于2组。
检验方法：
施工单位进行混凝土强度试验；监理单位检查混凝土强度试验报告。
（4）桩身顶端必须清理上层浮浆至露出新鲜混凝土面。
桩顶高程和主筋伸入承台的长度必须符合设计要求。
检验数量：
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：
观察和测量
（5）桩身混凝土应匀质、完整。
其检验必须符合下列规定：
对钻孔桩桩身混凝土应全部进行无损检测。
检测方法必须符合铁道部现行《公路工程基桩无损检测规程》的规定。
对桩身混凝土质量有疑问和设计有要求的桩，应采用钻芯取样进行检测。
检测方法应符合铁道部现行《公路工程结构混凝土强度检测规程》的规定。
检验数量：
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：
具备相应资质的检测机构进行检测。
施工单位检查检测报告；监理单位见证检验并检查检测报告。
（6）桩承载力试验必须符合设计要求。
检验数量：
施工单位、监理单位按设计要求数量检验。
检验方法：
施工单位进行静载试验；监理单位见证检验；勘察设计单位进行现场确认。
9.2.2现场水下混凝土施工质量标准及检验方法
表9-1桥梁钻孔桩水下混凝土施工检验标准
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30㎝左右
观察、尺量
2
二次
清孔
泥浆指标≤1.1，含砂率＜2%，黏度17～20s，孔深≥设计桩长；沉渣厚度：
柱桩≤5㎝，摩擦桩≤20㎝
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18～22㎝，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0.5～1m。
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
10．安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1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。
10.1.2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。
10.1.3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。
10.1.4施工员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。
10.1.5起重吊装设备旋转范围内严禁站人。
10.1.6孔口用钢筋网片或木板铺盖，防止人和物掉入其中。
10.1.7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专业电工进行，施工现场所有电器设施都应做好接地保护。
10.2环保要求
10.2.1将施工噪声控制到最低程度，施工人员休息场所尽量远离有噪声的地方。
10.2.2施工和生活中产生的废弃物及时集中处理、运至当地环保部门同意的指定地点弃置。
10.2.3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、池塘，以免造成环境污染。
10.2.4施工场地应经常洒水，保持工地清洁，控制扬尘，杜绝材料漏洒
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