水下混凝土灌注工序质量控制手.docx

水下混凝土灌注工序质量控制手.docx

《水下混凝土灌注工序质量控制手.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水下混凝土灌注工序质量控制手.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

水下混凝土灌注工序质量控制手

钻孔桩水下混凝土灌注工序质量控制手册

●前言

桥梁普遍采用钻孔灌注桩基础，桩径分别采用1.0m,1.25m,1.5m,2.0m等几种形式，桩基类型为摩擦桩，主要采取旋挖钻、冲击钻二种方法施工，采用导管法灌注水下混凝土。

为规范钻孔桩施工管理，确保钻孔桩施工质量，特编制钻孔桩钢筋笼加工工序质量控制手册。

●质量方针

依法管理，系统控制；严格标准，落实责任；百年大计，质量第一。

●总体质量目标

工程整体质量达到世界高速铁路一流标准，经得起运营的考验和历史的检验。

具体指标为：

1、杜绝施工质量大事故及以上等级事故。

2、主体工程质量零缺陷，桥梁混凝土结构使用寿命不低于100年，五砟轨道使用寿命不低于60年，单位工程一次验收合格率100%。

3、基础设施达到设计速度目标值要求，一次开通成功。

4、竣工文件做到真实可靠，规范齐全，实现一次交接合格。

●专项工工序质量目标

Ø钻孔桩水下混凝土灌注

各项检测指标符合设计、验标、施工技术指南、施工工艺要求。

缩短混凝土灌注时间，连续作业，确保灌注工作顺利进行，使灌注工作在首批砼初凝以前的时间内完成。

●钻孔桩水下混凝土灌注工序施工人员质量责任

工班长质量责任

接受技术交底，并配合技术人员对作业人员进行技术交底。

并接受检查与指导，及时完成有关指令。

按规定检查导管密闭性。

混凝土灌注前复查沉碴厚度，合格后报请技术人员检查。

混凝土灌注前应配备相应得机具设备，保证混凝土施工过程的顺利进行。

负责组织灌注混凝土，保证混凝土连续灌注。

对违反和执行不彻底的由工区技术质量部视情况处以100-300元的罚款。

操作人员质量责任

服从工班长、现场技术员和质检人员的指挥、指导和检查。

协助现场技术人员测量混凝土顶面高程，保证导管埋深符合要求，并在技术人员指挥下拔管。

当发生导管堵塞时，在现场负责任人和技术人员指导下，采取合适方法处理。

因自作主张处理不当造成断桩，由工区技术质量部对当事人予以处罚。

试验员质量责任

检测混凝土灌注前孔内泥浆指标。

混凝土到达现场后首先要按规定对混凝土的坍落度、扩展度、温度、含气量进行测定，做好记录。

将检测结果通知现场技术人员或工班长。

对检测试验结果负责。

按规定制作混凝土试件。

由于试验员工作不到位，出现质量问题，视情况由工区技术质量部处以100-300元罚款。

技术人员质量责任

现场技术员应提前一天以书面或电话的形式向拌合站调度报混凝土需求计划，内容包括混凝土类别、数量、需求等。

还应在灌注混凝土前二小时通知拌合站调度。

在自检合格的基础上通知质检人员进行混凝土灌注前的检查，主要检查灌注前孔深、孔径、沉碴厚度、泥浆比重等。

全过程监控混凝土灌注，发现问题及时解决或上报。

做好混凝土灌注记录。

负责技术资料的填写与收集。

由于技术人员原因导致桩质量不合格或没有形成可追溯性的资料，视情节由工区技术质量部处以100-300元罚款。

质检工程师（员）质量责任

接到报检通知后，复核并协助监理完成灌注前的检查，形成记录。

对作业人员的质量行为今昔观念监督检查。

由于质检人员原因导致桩质量不合格，视情节由工区技术质量部处以100-300元罚款。

现场负责人质量责任

负责现场的管理和协调，全力支持现场试验、技术、质检人员的工作。

对混凝土灌注质量负主要责任。

出现因混凝土灌注引发的质量事故，由工区技术质量部对其进行300~500元的处罚。

●钻孔桩水下混凝土灌注施工工艺标准

1、导管拼装

1.1质量标准

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30～50cm。

1.2检查方法

导管采用气密或水密性试验，导管在使用前和使用一个时期后，除应对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外，还需做拼接、承压、水密试验。

水密试验时水的压力不小于井孔内水深1．3倍的压力，进行承压试验时的水压力不应小于导管管壁可能承受的最大内压力Pmax。

试验方法是把拼装好的导管先注满水，两端封闭，一端焊风管接头，输入计算的风压力，经过15min不漏水即为合格。

导管拼装完成后，填写导管安装记录表。

1.3注意事项

导管可在钻孔旁预先分段拼装，在吊放时再逐段拼装。

分段拼装时应仔细检查，变形和磨损严重的不得使用，导管内壁如粘附有灰浆和泥砂应擦拭干净。

2、二次清孔

2.1质量标准

泥浆指标：

泥浆比重1.05～1.15，含砂率≤4％，黏度17～20s

孔深：

孔深≥设计桩长；

沉渣厚度：

磨擦桩≤20cm，特殊结构主墩桩≤5cm。

2.2检查方法

2.2.1、超声波检测

随着检测技术的日益成熟超声波检测成孔质量正在被广泛采用，尤其在特大桥及特殊地质的桥梁检测中多被采用，其需要检测的内容主要包括：

（1）成孔的孔径；

（2）成孔的孔深；（3）成孔的倾斜度；（4）沉渣厚度。

用超声波进行成孔质量检测时，应注意：

（1）测试前要对仪器、设备进行全面检查、标定，以保证检测工作的顺利进行；

（2）传感器必须沿孔中心线垂直提升，以保证孔斜资料的准确、无误；（3）由于超声波在泥浆中能量耗散较大，因此，测试时在保证孔壁原有状态的前提下，尽可能减小泥浆比重，以保证孔内的浆液和孔壁有比较明显的波阻抗差异界面，提高测试精度。

2.2.2、检孔器与重锤法检测

（1）、孔径、孔形和倾斜度的检测宜采用专用仪器，当缺乏专用仪器时，可采用外径不小于设计桩径、长度为4～6倍孔径的钢筋检孔器吊入钻孔内检测。

钻孔深度达到设计标高后，应对孔深、孔径、孔形、倾斜度进行检查。

清孔时应注意：

不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。

（2）检测孔底沉淀厚度

A、重锤法

这是一种极简易又最常用的方法。

将重约5kg的自制的金属制品（一般常用铜或铁）系在测绳的始端，把重锤慢慢沉入孔内，凭手感判断沉淀土顶面位置，其施工孔深与量测沉淀顶面孔深之差值为沉淀厚度。

为更进一步判定沉淀厚度，可以用管状金属制品做成重锤吊入，管长可根据桩类及地质状况控制在200～300mm之间。

对于没特殊要求的桩均可用此方法。

B、用测锤检测时，测锤的形状一般采用锥形锤，锤底直径13～15cm，高20～22cm，质量4～6kg，绳具用标准测绳。

C、孔底沉淀厚度测定可用沉淀盒或测孔深度的方法进行，亦可用专用仪器检测。

清孔后，将取样盒（即开口铁盒）吊至孔底，待灌注水下混凝土前取出检查沉淀在盒内的渣土。

渣土厚度必须满足对钻孔桩沉淀要求的允许厚度，才可进行下道工序，否则须重新清孔。

注意提盒上升时应均匀缓慢，尽量靠近孔中心轴线，以免碰挂护壁或钢筋笼。

（3）、钻孔桩成孔沉淀过厚的原因。

A、泥浆的性能不能满足要求，造成较大颗粒土下沉。

B、没有及时观察土层的状况，造成局部泥浆同土层不相适应，并没有及时调整泥浆成分，造成少量坍落。

C、急于求成，直接用清水清孔，使较大颗粒土沉落或护壁发生问题而造成少量坍落。

D、钻孔完毕后，用检孔器检查时，强行下放，造成孔壁滑落。

E、下放钢筋笼不垂直，挂掉泥皮，造成沉淀过厚。

2.3注意事项

现场监控中必须确保第一次清孔质量，沉碴厚度检测准确，第二次清孔主要目的是将沉渣冲起后便于水下砼灌注顺利进行。

如果二次清孔前检查时沉渣厚度超过规定，必须利用水封导管清理。

3、水下混凝土灌注

3.1质量标准

3.1.1混凝土生产

（1）原材料的质量检查

原材料必须经取样检验合格后才能使用，混凝土生产过程中加强以下检查：

①应随时关注现场材料的变化情况，尤其目测砂子中的石子和泥块是否超标、碎石中的粉尘和外观是否达标。

对发现的不合格材料不得采用，经处理后的原材料必须经监理单位见证检验确认合格后方可使用。

②当遇到雨天或砂子、碎石含水量变化时，必须及时调整配合比中的含水率，并做好记录。

（2）拌和设备的检查

①操作人员发现计量系统有异常变化时，应及时停止生产，查明原因并得到纠正，报监理人员重新验收后方可重新生产。

②每次停止生产后，要及时进行清仓处理并经拌和站负责人检查合格后收工。

（3）有关质量记录的检查

施工配合比数据输入电脑后，如需调整数据，必须由监理人员和施工单位试验人员共同确认，才能同时修改。

（4）拌合好的混凝土必须进行塌落度、含气量等检查，达不到施工要求的混凝土不得使用。

3.1.2埋深、浇注高度控制

保证首灌混凝土导管埋深不小于lm，控制拨管长度，导管埋深控制在3～5m；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内完成，混凝土浇注高度高出设计桩顶lm左右。

3.2检查方法

混凝土塌落度必须在拌合站和浇注地点分别进行检测。

长距离运输必须采取有效措施，确保塌落度满足要求。

埋深采用测绳量测和混凝土数量反算相校校，同时做好灌桩

记录。

施工单位在拌合站填写拌合楼施工配合比通知单报监理工程师签认；浇筑完成后，施工现场填写浇筑混凝土施工记录，报监理工程师审核签认。

混凝土试件必须在浇注地点制作，每根桩制作5组试件：

标养56天后，进行抗压强度、电通量试验。

填写各种试验报告单，报监理工程师审核签认。

3.3注意事项（水下砼灌注事故的预防及处理）

3.3.1灌注水下混凝土前应做的工作。

（1）首先应检测成孔后护筒顶标高，根据护筒顶标高、设计孔底标高、设计桩顶标高、设计钢筋笼顶标高、预留破桩头的高度等数据，迅速计算出钢筋笼顶标高、混凝土浇注顶标高（桩顶预加1.0m）及确定这两个控制面，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）计算导管上端漏斗储存的混凝土量是否满足第一次下灰后埋设导管下口深度的要求。

埋设深度一般要求为100cm以上。

（3）检查泥浆比重是否符合清孔中所提的指标，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。

开罐前，应从孔底吊出一桶泥浆，检测其含砂率及泥浆比重。

含砂率＜4％，泥浆比重1.05～1.20g/cm3，含砂量过大时，应使泥浆比重接近上限，以防砂子沉淀过快，反之，应接近下限。

同时要注意坍孔。

（4）导管使用前应进行水密承压和接头抗垃试验，严禁用压气试压。

进行水密试压的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管和焊缝可能承受砼时最大压力P的1.3倍，可按下式计算：

P＝γchc－γWHW

式中：

P——导管可能受到的最大内压力，kPa;

γc——砼拌和物的容重，取24kN/m3;

hc——导管内砼柱最大高度,m，以导管全长或预计的最大高度计；

γW——井孔内水或泥浆的重度，kN/m3；

HW——井孔内水或泥浆的深度，m。

（5）导管应事先编好顺序（一定要做），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，必要时应再做充水试验。

导管上口的浮球，应能顺利沉入孔底。

灌注时的料斗上应放置5～6cm的控制筛，以防极少量超粒径颗粒进入导管发生堵管现象。

（6）孔内第一次砼浇注时，导管下口距钻孔孔底间距以0.4m左右为宜。

3.3.2在浇注灌注桩水下砼时，计算首批砼的数量。

钻孔桩所需首批砼数量应能满足导管初次埋置深度（≥1.0m）的需要，其砼参考数量可按下式计算V＝（πd2/4）h1+（πD2/4）Hc

Hc=h2+h3

式中：

V——首批砼所需数量，m3；

d——导管内径，m;

D——井孔直径，m；

Hc——首批砼在孔内的高度，m；

h2——导管初次埋置深度，m;h2≥1.0m;

h3——导管低端至钻孔孔底距离，取0.4m。

h1——井孔砼面高度达到Hc时，导管内砼柱的高度，m；而h1＝γWHW/γc

其中：

HW——井孔内砼面以上水或泥浆深度，m；

γW——孔内水或泥浆的容重，KN/m3；

γc——砼的容重，KN/m3。

由于孔径的不均匀，该式计算出首批砼数量后，需根据现场内情况适当增大砼量。

3.3.3、浇注砼过程中如何控制漏斗高度。

漏斗底口高出井孔水（泥浆）面或柱顶的必需高程可参考下式计算：

hc≥（P0+γWHW）/γc

式中：

　hc——井孔内砼面以上至漏斗底口砼高度，m；

HW——井孔内砼面以上至水（泥浆）面的高度，m；

γW——井孔内水或泥浆的容重，KN/m3；

γc——砼的容重，KN/m3；

P0——使导管内砼下落至导管底并将孔内砼顶升时所需超压力，钻孔灌注桩采用100～150kpa,桩径1m左右取下限，桩径2m左右取上限。

3.3.4、灌注水下混凝土时，应采取的措施保证灌注质量。

为保证水下混凝土的灌注质量，在灌注时应采取以下措施。

　首批灌注砼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。

砼拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。

（3）首批砼拌和物下落后，砼应连续灌注。

（4）在灌注过程中，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）在灌注过程中，当导管内砼不满时，应徐徐地灌注，禁止在导管内形成高压气囊。

（6）在灌注过程中，应经常测探井孔内砼面的位置，及时地调整导管埋深，导管拆除要迅速。

（7）为防止钢筋骨架上浮，当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低砼的灌注速度。

当砼拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。

（8）灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为1.0m，以保证砼的强度，多余部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。

在灌注即将结束时，应核对砼的灌入数量，以确定所测砼的灌注高度是否正确。

（9）桩身砼灌注工作工作结束后，处于地面及桩顶以下井孔口的整体式钢性护筒应立即拔出；处于地面以上并能拆卸的护筒，应待砼抗压强度达到5MPa后方可拆除。

3.3.5导管进水（砼洗澡）

（1）主要原因：

①首批砼储量不足，或虽然砼储量已够，但导管底口距孔底的间距太大，砼下落后不能埋设导管底口，以至泥水从底口进入。

②导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原砼面，底口涌入泥水。

③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，水从接头或焊缝流人。

（2）预防和处理方法

为避免发生导管进水，事前要采取相应措施加以预防，万一发生，要立即查明事故原因，采取以下处理方法：

应立即将导管提出，将钢筋笼提出，及时用旋挖钻挖出散落在孔

底的砼。

然后重新下放钢筋骨架，导管并投入足够储量的首批砼，重新灌注。

3.3.6堵管

在灌注过程中，砼在导管中下不去，称为堵管。

有以下两种情况：

（1）初灌时隔水栓堵管：

或由于砼本身的原因，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，导管漏水，雨天运送砼未加遮盖等，使砼中的水泥浆被冲走，粗骨料集中而造成堵管。

处理办法可用长杆冲捣管内砼，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振动器等使隔水拴下落。

如仍不能下落时，则应将导管连同其内的砼提出孔外，进行清理修整，然后重新布装导管，重新灌注。

（2）机械发生故障或其它原因使砼在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的砼已经初凝，增大了导管内砼下落的阻力，砼堵在导管内。

其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械，并准备用机械；一旦发生机械故障暂定灌注砼时，要准确测定导管埋深，间隔一定时间向上少提导管，保持砼必要的流动性（应该保证导管最小埋深不少于1米）。

发生故障时立即调换备用机械：

同时采取措施，加快灌注速度，必要时，可在首批砼中掺入缓凝剂，以延缓破的初凝时间。

当灌注时间已久，孔内首批砼已初凝，导管内又堵塞有砼，此时应将导管拔出，提出钢筋笼，清除孔内混凝土（如灌注时间较长，无法用旋挖钻清除时，应及时采用冲击钻冲击成孔）重新下钢筋笼，灌注混凝土。

3.3.7埋管

导管无法拔出称为埋管。

其原因是：

导管埋入混凝土深，或混凝土已初凝。

预防办法：

严格控制导管埋深，一般不得超过2－6米，极限不超过8米，停灌时间较长时，应将导管缓缓提起，保持砼流动性，同时应控制埋深1－3米。

3.3.8钢筋笼上浮

钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于导管上拔、导管钩挂钢筋笼所致外，主要原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上lm时，混凝土浇注的速度过快，使砼下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力所致。

为此可采取如下措施：

（1）在孔下端设置直径不小于主筋的l～2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼底部。

对于埋设声测管的桩基，特别是承插式声测管，应特别注意声测管连接部位的强度，以防止砼向上反冲的顶托力拉断声测管。

可以采取的措施是对接头的联结部位进行补强，优先采用套管法连接。

（2）在浇注水下砼的过程中，特别注意混凝土到达钢筋笼底标高位置时的操作：

可放慢浇注速度，以减小混凝土向上的顶托力；当砼面过钢筋笼底2m左右，应减少导管埋深，使导管底口处于钢筋笼底口以上并缓慢浇注，当砼面高于钢筋笼底2～4m，导管口高于钢筋笼底2m以上时，即可正常浇注。

3.3.9预防短桩头事故及对其处理办法。

为预防短桩头事故的发生，可注意以下几个方面：

（1）在灌注过程中，必须注意是否有发生坍孔的征兆，如有坍孔，应按前述办法处理后再续灌。

（2）测深锤不得低于规范规定的重力及形状，如系泥浆相对密度较大的灌注桩，则必须取测深锤重力值规定值。

重锤即使在砼坍落度不大时也可能沉入砼数十厘米。

测深错误造成的后果致使导管埋入砼面的深度较实际的多数十厘米，而首批砼的坍落度到灌注后期会越来越小，重锤沉入砼的深度也会越来越小，测深还是能够准确的。

（3）灌注将近结束时，加清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土。

（4）采用铁盒取样器插入可疑层位取样判别。

对短桩头的处理办法可依据具体情况参照前述接长护筒；或在原护筒里面或外面加设护筒，压入已灌注的砼内，然后抽水、除渣，接浇普通砼；或用高压水将泥渣和松软层冲松，再用吸泥机将砼表面上的泥浆沉渣吸除干净，重新下导管灌注水下混凝土。

3.3.10、处理断桩事故。

（1）浇注时间不长，砼数量不大时，将孔中砼及泥石全部清除，重新灌注。

（2）在距地面深度较浅时（小于15m），可用完整钢（钢筋混凝土）护筒的办法，抽干泥浆，凿出新砼面，再按无水砼浇注至设计标高。

对于钢护筒可边浇边拔护筒。

若地质条件许可，在保证安全的情况下，可不加长护筒，清除泥浆及浮渣后直接进行浇注砼，新旧砼接触面要进行凿毛处理。

（3）在距地面较深时，应分析原因，采取相应的措施，对于计划重做的桩，要立即拔出钢筋笼子，提出导管，重新钻孔，按新孔进行砼浇注。