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1、水下混凝土灌注施工作业指导书1.适用范围 适用于新建福州至厦门铁路桥涵工程水下混凝土灌注施工。 2.作业准备 2.1钢筋笼安装就位并经复核平面偏差在10cm以内，高程在50cm以内。 2.2沉渣经测定符合摩擦桩10cm，端承桩5cm的要求。 2.3现场混凝土满足首次灌注埋深1米要求，并有保证连续灌注的混凝土供应。 3.工艺流程 图1 钻孔桩水下混凝土灌注流程图4.作业内容 4.1安装导管 4.1.1导管水密性试验 导管首次使用前必须经水密性试验，试验的水压不小于孔内水深压力的 1.5 倍，也不应小于可能承受灌注混凝土时最大内压力的 1.3倍。通过公式Pwmax=1.3(hcmax-Hw)计算得
2、水密试验压力为900KPa。每根导管均要试压。 式中： Pw导管壁可能承受的最大压力（kg/m2）； 混凝土容量，可采用 2350（kg/m3）； hc导管内混凝土柱最大高度，采用导管全长（m）； 钻孔内水或泥浆容量，1.01.25，泥浆比重大于1.25时不宜灌注水下混凝土（kg/m3）； 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 15 分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格。 4.1.2导管下放 导管采用无缝钢管制成，导管内壁应光滑、圆顺、内径一致、接口
3、严密；导管采用快速螺纹接头，导管接头处设 2 道密封圈，保证接头的密封性；导管内=300mm，壁厚=10mm，导管中间标准节长 2m3m，底节 4m5m，同时配备若干个 1m 和 0.5m 的导管，导管在使用前应进行试压和水密试验，并按顺序编号。导管下放前检查每根导管是否干净、畅通以及密封圈的完好性。导管逐节吊装接长下放，直至距孔底 40cm 为止，下放过程中注意保持与孔位中心线一致。导管接长时通过活动卡盘固定。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。 4.2混凝土性能 桩基混凝土严格按设计标号及监理批
4、准的混凝土配合比进行制备。 4.3混凝土施工首批混凝土数量：按规范要求，首批混凝土的方量应满足导管初次埋深1.0m 和填充导管底部间隙的需要，设导管下口离孔底 40cm，参照规范进行计算桩基首批混凝土方量，方量计算简图见图1。 首批封底混凝土计算： 导管口到孔底 0.30.4m，首批混凝土导管埋深应满足 1m 以上，首批混凝土数量 V 按下式计算： V=H1d2/4+HcD2/4 式中： D钻孔桩直径；d导管直径； Hc首批需要混凝土面至孔底高度=导管埋深（1m）+导管底至孔底高度；H1混凝土面到水面高度 。4.4封底混凝土施工 混凝土初灌时可采用泡沫材料制作的圆柱形隔水栓或采用自由塞隔水（即
5、充气球胆），直径宜比导管内径小 1cm，能自由通过导管即可。利用大漏斗装入计算出的封底混凝土，把泥浆面降低到护筒底边以降低泥浆的压力保证翻浆效果，装入充气球在各项指标满足要求，监理同意的情况下便可以将首批混凝土灌入，灌完后立即测深孔内混凝土面高度，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，应排除事故后方可继续灌注。 4.5混凝土灌注 灌注开始后，砼要连续从漏斗口边侧溜滑入导管内，不可一次放满，（以避免产生气囊）。应紧凑地、连续的进行，严禁中途停工，同一个桩的混凝土持续灌注时间应不大于凝土初凝时间。尽量缩短拆除导管时间，下料掌握好速度，不宜太快太猛，
6、以免造成气堵。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厚度，正确指挥导管的提升和拆除。 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，不可整斗的灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。 4.6导管埋深控制 灌注混凝土时，导管埋入混凝土的深度，一般宜控制在 24m 较好。在任何情况下，不得小于 1m 和大于 6m，易发生拔导管时拔漏（拔出混凝土外），大于 6m 时导管不易拔出、小于 1m 时容易引起断
7、桩。拔管前须仔细测探混凝土面深度。用测深锤测探时，至少须由 2 人用测锤分别换手测探，防止误测。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，并注意安全，已拆下的管节要立即洗洗干净，堆放整齐。 4.7在灌注将近结束时，由于导管内砼柱高度减少，砼压力降低。如出现砼顶升困难时，可适当减少导管埋深使灌注工作顺利进行，再拔出最后一节长导管时，拔管速度要慢，避免孔内上部泥浆压入混凝土中。为确保桩基顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度的混凝土，高度在 0.5-0.8 米左右。 4.8在灌注砼时，每根桩应制作不少于 3 组砼试件（分上中下各一组）。 4.9钢护筒在灌注
8、结束，砼初凝前拔出，起吊护筒时要保持其垂直度。 5.质量标准 5.1钻孔桩成孔质量要求及检验方法 项目允许偏差检验方法及频率孔径不小于设计值检孔器检查孔中心位置50 GPS 或全站仪检查，1 次/桩孔深不小于设计规定，测绳测量，1 次/桩倾斜度1%孔深检孔器检查沉淀层厚度200 测绳测量 测量至符合要求为止清孔后泥浆指标比重：1.051.10，粘度：1720，砂率：2%泥浆比重计检测比重、漏斗法检查粘度表1 钻孔桩成孔质量要求及检验方法5.2混凝土现场检测指标 检测项目规范标准检测频次坍落度180220 拌合站首盘混凝土检测入模温度530C含气量2.0%表2 混凝土现场检测指标5.3灌注前泥浆
9、指标 灌注前，摩擦桩孔底渣厚度不大于 10 时，柱桩孔底渣厚度不大于 5 时，孔内排出或抽出的泥浆手摸无 23 mm 颗粒，泥浆比重不大于 1.1，含砂率小于 2%，粘度控制在 1720s。 6.灌注异常处理 6.1钢筋笼上浮 6.1.1现象 浇筑混凝土时钢筋笼上浮 6.1.2原因分析 混凝土在进入钢筋笼底部时浇筑速度太快，导管埋置太深，被混凝土顶起。 钢筋笼未采取固定措施，提导管时挂起钢筋笼。 6.1.3预防措施 当混凝土上升到钢筋笼下端时，应放慢浇筑速度，减小混凝土面上升的动能，以免钢筋笼被顶托而上浮。在钢筋笼被埋入混凝土中有一定深度时，提升导管，减少导管埋入深度，使导管下端高出钢筋笼下端
10、有相当距离时再按正常速度浇筑，在通常情况下，可以防止钢筋笼上浮。 浇筑混凝土前，应将钢筋笼固定在孔位护筒上，可以防止上浮。 6.1.4治理方法 根据钢筋笼上浮高度检算是否在允许应力范围内否则要进行补桩。 6.2断桩 6.2.1原因分析 混凝土坍落度太小，骨料太大，运输距离过长，混凝土和易性差，导致导管堵塞，疏通导管时再灌注混凝土时，中间就会形成夹泥层。 计算导管埋置深度时出错，或盲目提升导管，使导管脱离混凝土面，再浇筑混凝土时，中间就会形成夹泥层。 钢筋笼将导管卡住，强力拔管时，使泥浆混入混凝土中。 导管接头处渗漏，泥浆进入管内，混入混凝土中。 混凝土供应中断，不能连续浇筑，中断时间过长，造成
11、堵管事故。 坍孔。 6.2.2预防措施 混凝土配合比应严格按照有关水下混凝土的规范配置，并经常测试坍落度，防止导管堵塞。 严禁不经测算盲目提拔导管，防止导管脱离混凝土面。 钢筋笼主筋接头要焊平，以免提升导管时法兰挂住钢筋笼。 当导管被钢筋笼挂住时，可转动导管，使导管脱离，钢筋笼重新落入混凝土中。 浇筑混凝土的导管应经过密水和耐压试验。 浇筑混凝土前应保证混凝土搅拌机能正常运转，并有一台备用。 6.2.3治理方法 当断桩位置在地下水位以上或能把水位降到断桩截面以下时，如果桩的直径较大（一般在 1m 以上）可以抽掉桩孔内泥浆，在钢筋笼的保护下，下到桩孔中，对先前浇筑的混凝土面进行凿毛处理并清洗钢筋
12、，然后继续浇筑混凝土。 当断桩位置在地下水位以下时，可用直径较原桩直径稍小的钻头，在原桩位处钻孔钻至断桩部位以下适当深度时，重新清孔，并在断桩部位增设一节钢筋笼，笼的下半截埋入新钻的孔中，然后继续浇筑混凝土。 利用人工挖孔的办法拆除断桩，重新安装钢筋笼灌注。 断桩报废，移位补桩。 用冲击钻把桩冲掉，回填一段时间重新钻孔。 7.质量控制要点 7.1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；集料斗每次灌注砼前均应清理干净。 7.2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
13、。每次砼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。 7.3.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 2 中指标。 7.4.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%，粘度控制在 1720s 后方可灌注。 7.5.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 26 米。 7.6.严格控制进入料斗内砼的坍落度。发现砼有异常应停止灌注，处理不合格混凝土，同时查明原因处理后才能继续施工。 7.7.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砼假凝，
14、从而出现堵管。 7.8.认真检测砼面上升高度、导管埋深，并和已灌入的砼数量校核，以便确定扩孔率或砼面上升是否正常。 7.9.砼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。 8.安全控制要点 8.1施工平台必须平整坚固，能满足混凝土运输车承载力的要求。 8.2灌注过程中倒车须专人指挥，防止车辆或人员坠入孔口。 8.3灌注结束后，及时封闭孔口，防止意外坠入。 9.文明施工和环水保要求 9.1工地布置要合理、全线统一。护筒、导管、钻头、钻杆整齐放在规定区域内，膨润土堆码整齐。 9.2施工现场泥浆排放要规范，不允许跑浆、漏浆、溢浆现象发生。 9.3对现场存放油料的地面进行防渗处理，采用防渗混凝土地面、铺防油毡等措施。在使用过程中，采取防止油料跑、冒、滴、漏的措施，防止土壤或河流受到污染。 9.4混凝土灌注过程中散落的混凝土和各种废弃物要集中进行无处理或集中到环保部门指定的地点进行填埋处理。 - 7 -
