桥梁基础水下混凝土灌筑施工工艺改.docx

桥梁基础水下混凝土灌筑施工工艺改.docx

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桥梁基础水下混凝土灌筑施工工艺改桥梁基础水下混凝土灌筑施工工艺改桥梁基础水下混凝土灌筑施工工艺一、工艺概述本施工工艺适用于有水基坑桥基采用排水施工困难的混凝土灌筑施工，水下混凝土灌筑施工常采用导管法。

导管法灌筑水下混凝土，以导管中混凝土压力使混凝土通过导管进入孔内，并从下部向上翻挤灌筑，混凝土以自重压实。

二、作业内容本工艺主要作业内容有：

施工准备、水下混凝土灌筑灌筑方案设计、灌筑机具的准备、混凝土拌制与运输、钢筋骨架的吊装、混凝土的灌筑等。

三、质量标准及检验方法1）首批灌筑混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（1.0m）和填充导管底部的需要；2）混凝土拌制物运至灌筑吊点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌制，二次拌制后仍不符合要求的，不得使用；3）首批混凝土拌制物下落后，混凝土应连续灌筑；4）在灌筑过程中，特别是潮汐地区和有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头；5）在灌筑过程中，导管的埋置深度宜控制在26m。

当导管内混凝土不满时，应徐徐地灌满，禁止在导管内形成高压气气囊。

6）在灌筑过程中，应经常测探井孔内混凝土面的位置，及时地调整导管埋深，导管拆除要迅速；7）为防止钢筋股价上浮，当灌筑的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌筑速度。

当混凝土拌制物上升到钢筋骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于钢筋骨架底部2m以上，即可恢复正常灌筑速度；8）灌筑的桩顶高程应比设计高出一定高度，一般为0.51.0m，以保证混凝土的强度，多余部分在接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层；在灌筑将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌筑高度是否正确；9）使用全护筒灌筑水下混凝土时，当混凝土面进入护筒后，护筒底部应始终在混凝土面以下，随导管的提升，逐步上拔护筒，护筒内的混凝土灌筑高度，不仅要考虑导管及护筒将提升的高度，还要考虑因上拔护筒引起的混凝土面的降低，以保证导管的埋置深度和护筒底面低于混凝土面。

要边灌筑、边排水、保持护筒内水位稳定，不止过高，造成反穿孔。

另外，在拔护筒的同时要考虑可能引起的钢筋骨架上浮问题。

10）桩身混凝土灌筑工作结束后，处于地面及桩顶以下井孔口的整体式刚性护筒应立即拔出；处于地面以上并能拆卸的护筒，应待混凝土抗压强度达到5MPa后方可拆除。

四、施工机械及工艺装备导管时灌筑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。

为了保证导管的强度和刚度，管壁厚度工具导管直径、总长度和制成方法可按表2选用。

表1.导管直径（mm）通过混凝土数量（m3/h）桩径（m）200100.61.2250171.02.2300251.53.0350353.0表2.导管长度（m）导管壁厚（mm）导管直径200250mm导管直径300350mm钢板卷制无缝钢管钢板卷制无缝钢管303841030504951150100510612导管顶部应设置漏斗，其上设溜槽、储料斗和工作平台。

储料斗和漏斗高度应满足导管拆卸等操作需要外，并应在灌筑到最后阶段时，不致影响导管内混凝土柱的灌筑高度。

水下混凝土施工导管由承接混凝土的扉斗和供混凝土流动的导管管构成。

漏斗状的扉斗位于导管顶部，导管内径按照经验一般为2530cm。

若管径过小时，管内混凝土容易堵塞或流下不顺畅，导致初始灌筑混凝土时，导管下端的挡盖会发生歪斜，且在导管向上提升操作时混凝土向水中冲下，由于混凝土量少容易与水混合。

随着连续向上灌筑混凝土，导管顺次向上吊离水面，为避免向上吊起高度太大，导管可由若干根一定长度的导管（最长长度为3m左右）组成，以方便上提时卸下。

此外，为较准确地控制导管高度，应另行准备一部分1m及2m长的短管。

为了方便导管连接并不透水，可在导管两端安装法兰盘，把用海绵或橡胶制成的衬垫夹住，并用螺栓、U型钩、长螺丝等拧紧。

但若法兰盘接头用于钢筋混凝土施工时，法兰盘会妨碍导管操作，可以把接头作成螺纹拧接，并再将这一部分用乙烯带把接缝缠起来堵死。

为防止初始灌筑的混凝土落到水下分离，可制设几种型式的装置，如底盖式、柱塞式、开闭扉门式等装置，将其装于导管下端，可避免混凝土与水混合。

底盖式装置时预先在导管端头用安装带将钢制、混凝土制或木制的盖扎紧，使导管前端达到施工底部，再把混凝土送进管内，然后把导管向上提高10cm左右，混凝土以其自重打开底盖而顺利流出。

柱塞式装置是在填灌混凝土的同时慢慢地将下柱塞（用预制混凝土盖或橡胶球盖），待到达水底时再将吊线（铁丝）切断让混凝土挤出。

开闭扉门式装置利用装于导管端头的自动开关装置使混凝土能填灌、积累和落下。

五、施工准备1、首先应检测成孔后护筒顶高程，根据护筒顶高程、施工图标孔底高程、施工图标示桩顶高程、施工图标示钢筋笼顶高程、预留破桩的桩头高度等数据，计算出钢筋笼顶高程、混凝土灌筑顶高程（桩顶预加0.51.0m），并确定这两个控制面，一般是从护筒顶面向下反算、反测符合要求的米数，孔内有水头或淤泥时，用钢筋或其他硬质杆件探测。

2、检查砂、石、水泥用量及质量是否满足要求，并根据现场原材料含水量调整现场配合比，将配合比用油漆写到牌子上，实行插牌施工。

3、计算导管上端漏斗贮存的混凝土量是否满足第一次灌筑混凝土后埋设导管下口深度的要求。

埋设深度一般要求为100cm以上。

4、检查泥浆比重是否符合清孔中所提的指标毛，并检查下沉钢筋笼的孔底沉淀层厚度，对不能满足要求的要重新清孔，直到满足要求为止。

开灌前，应从孔底吊出一桶泥浆，检测其含砂率及泥浆比重。

含砂率2%，泥浆比重小于1.1g/cm3，含砂量过大时，应采取措施使泥浆比重接近上限，以防砂子沉淀过快，反之，应接近下限。

同时要注意塌孔。

5、核定拌制及运输设备的性能及数量，要求必须有备用设备及备用发电设备，并组织足够的劳动力，以保证关灌筑的连续性。

6、导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，以保证了混凝土的质量。

7、导管应事先编号顺序，每次使用时都应对法兰盘、橡胶垫圈、连接螺栓、阀门做认真检查，必要时应做充水试验。

导管上口的浮球（一般为混凝土预制），应能顺利沉入孔底。

六、工艺及质量控制流程桥梁基础水下混凝土灌筑施工工艺及质量控制流程如图2七、工序步序说明1、灌筑方案的设计1）灌筑水下混凝土用导管采用壁厚大于3mm的无缝钢管制作，内径一般为2535cm，每节长度图2桥梁基础水下混凝土灌注桩施工工艺与质量控制流程图23m，灌筑前，应探测孔底泥浆沉淀厚度。

导管下口至孔底距离一般为3050cm，首批灌筑混凝土数量应能满足导管初次埋置深度不小于1m。

必须连续灌筑，应把握好导管提升速度。

一般灌筑的桩顶高程比设计高出0.51.0m。

2）导管组装后应进行加压试验其试验压力不得小于灌筑混凝土时可能承受的最大压力Pd：

Pd=rchc-rwhw式中rc混凝土的密度，KN/m3；hc导管内混凝土柱最大高度，m，一般可采用导管全长；rw孔内水或泥浆的密度，KN/m3；hw灌筑时，混凝土顶面至水面或泥浆面的高差，m。

3）漏斗和贮料斗灌筑水下混凝土开导管时，漏斗和贮料斗内必须储备一定数量的混凝土，以保证能完全排斥排除导管内水或泥浆，并使导管出口埋于至少1.0m深的流态混凝土中。

拆导管时首批混凝土用量按下式计算：

V=h1d2/4+HcAH1=Hww/cHc=HD+HE式中V-拆导管灌注首批混凝土的需要量，m3d-导管内径，mHc-首批混凝土要求达到的桩孔灌筑深度，mHD-管底至孔底的高差，一般取0.40.5mHE-导管埋入混凝土的深度，一般取0.81.2mA-桩孔截面积，m2h1-孔内混凝土到达HE高度时，导管内混凝土柱与导管外水压平衡所需高度，m；Hw-雨季灌筑混凝土顶面至孔内水面的高差，m；rw-孔内水和泥浆的密度，r水=10KN/m3，r泥浆-=1112KN/m3；rc-混凝土拌合物密度，rc=24KN/m3。

根据本计算，可以确定漏斗的容量和需增加的贮料斗的容量。

4）导管提升控制水下混凝土灌筑过程，导管要提升到一定高度，以便利用混凝土柱产生的挤压力使混凝土排开泥浆进入孔内，灌筑面上升。

导管漏斗需要提升的高度，即导管内混凝土柱高度，可按下式计算：

hc=p+Hwrw/rcHA=hc-Hw式中hc-漏斗在预计灌筑混凝土顶面以上所需高度，m；Hw-预计灌筑混凝土顶面至孔内水面或泥浆面的高度，m；rw-孔内水或泥浆的密度，KN/m3；rc-混凝土拌制物的密度，KN/m3；P-混凝土的超压力，KN/m2；，根据每根混凝土导管灌筑半径而定，其最小值见表3最小超压力，KN/m3混凝土导管作用半径，m导管灌筑孔长度，m2504.07.01503.56.01003.05.0752.54.0一般混凝土柱的高度应高出水面或泥浆面至少3m。

2、水下混凝土的拌制与运输水下混凝土的强度、等级和材料除应符合设计要求和规范规定外，并应符合下列要求：

1）水泥可选用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通水泥或硅酸盐水泥。

2）粗骨料宜优先选用卵石，如选用碎石，宜适当增加含砂率；骨料最大粒径不应大于导管内径1/61/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm。

3）细骨料宜采用级配良好的中砂。

为使混凝土有较好的和易性，混凝土的含砂率宜采用40%50%，水胶比宜采用0.40.5。

有试验根据时，含砂率和水胶比可酌情加大或减少。

4）混凝土拌制物从搅拌机卸出到进入导管时的坍落度为1825cm。

桩径小、桩身短的取低限；反之取高限。

首批灌筑的混凝土初凝时间不得早于灌筑桩全部混凝土灌筑完成时间，当混凝土数量较大，灌筑需用时间较长时，可通过试验，在首批混凝土中掺入混凝剂，以延缓初凝时间。

混凝土的运输时间和距离应尽量缩短，以迅速、不间断为原则，防止在运输中产生离析。

灌筑前混凝土坍落度的损失（与出罐时相比）不得超过2cm。

如有离析或坍落度损失过大现象就要进行再次搅拌。

运输限制时间可参考表4。

表4.气温（）无搅拌设施运输有搅拌设施运输2030306010194575596090在岸滩上运输混凝土可利用机动车或人力车，也可用混凝土泵或泵车输送。

3、混凝土灌筑灌筑时间过长任意发生灌筑质量事故和坍孔事故，过分压缩灌筑时间，则不必要地增加设备和劳动力。

根据目前施工经验，适当的灌筑时间按桩长而变化，可参考表5。

钻孔桩长（m）20204040606070708080100适当灌筑时间（h）1.522334455678灌筑水下混凝土时，应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌筑的混凝土面高度，以控制沉淀层厚度、埋导管深度和柱顶高度。

如探测不准确，将造成沉淀过厚、导管提漏】埋管过深，因而发生夹层断桩、短桩或导管拔不出事故。

因此测探是一项重要工作，应采用较为准确、快速的方法和探测工具。

测深锤法：

目前多采用绳系重锤吊入孔中，使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面（或表面下1020cm），根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土的灌筑深度。

剪球、拔栓或开阀，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，即可正常灌筑。

灌筑开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。

在灌筑过程中，要防止混凝土拌制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，致使探测不准确。

4、导管的提升与拆除导管的吊挂和升降，可用倒链、钻机的起吊设备或吊机，需保证导管升降高度准确。

起重能力应与导管全部填满混凝土时的重力相适应。

导管提升应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。

如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。

导管提升到法兰接头露出孔口以上一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。

此时，暂停灌筑，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时将起吊导管的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌筑。

拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。

要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。

要注意安全。

已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。

5、钢筋骨架制作、吊装在成孔、钻孔前制作好钢筋笼。

钢筋笼应按图纸尺寸要求，按吊装和钢筋单根定长确定下料长度，在50cm范围内主筋接头数量不能超过截面主筋根数总数的50%，加强筋直径要准确；箍筋要预先调直，螺旋筋布置在主筋外；定位筋应均匀对称地焊接在主筋外侧。

钢筋骨架由主筋、加强筋、螺旋箍筋、定位筋应均匀对称地焊接在主筋外侧。

钢筋骨架由主筋、加强筋、螺旋箍筋、定位筋四部分组成。

用吊车吊起垂直放入孔内，顶部采取反压措施固定钢筋骨架。

6、产品保护1）混凝土灌筑高程低于地面高程的桩孔，灌筑混凝土完毕要立即回填砂石至地面高程。

严禁用大石、砖墩等大件物件回填桩孔。

2）桩养护期间，严禁汽车、吊机=桩机等大型机械碾压桩位。

3）严禁把桩体作锚固桩使用。

八、作业组织水下混凝土灌筑施工人员应包括：

钢筋绑扎、混凝土灌筑等班组共50人左右。

九、生产效率及材料消耗1、生产效率生产效率主要取决于钢筋绑扎速度和混凝土灌筑效率。

一般桩基水下混凝土灌筑时间为10h左右。

一般直径200300mm的导管，在混凝土满足供应情况下，每小时灌筑混凝土约525m3。

2、材料消耗水下混凝土灌筑施工工艺的材料消耗主要有砂石、水泥、钢筋、导管等，材料消耗的数量取决于桥基的尺寸。

十、安全生产与环境保护1、主要安全技术措施1）清除施工的地下障碍物，整平施工场地，认真查清地下管线，给排水管道等情况。

2）钻孔施工时，司机应思想集中，不得随意离开岗位。

3）钻机操作时应安放平稳，以便防止冲、钻机突然倾倒或钻具突然下落而发生伤亡事故。

4）施工现场时安全用电必须符合以下规定：

A、施工场内的一切电源、电路的安装和拆除，必须由持证电工专人管理，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。

B、电器安装后经检验合格后方准接通电源使用。

C、多机作业用电必须必须分闸、严禁一闸多机和一闸多用。

D、施工现场电线、电缆必须按规定架空，严禁拖地和乱拉乱搭。

2、水下混凝土灌筑施工时，导管的提升和拆除要注意安全，对环境污染严重的泥浆等施工垃圾应妥善处理，不得污染河道和施工场地。