水下混凝土灌注桩基施工作业指导书

'绍兴市曹娥江袍江大桥水下混凝土灌注桩基施工作业指导书编制人：审核人：批准人：实施时间：广西壮族自治区公路桥梁工程总公司二分公司绍兴市曹娥江袍江大桥项目经理部 水下混凝土灌注桩基施工一、简介钻孔灌注桩的水下混凝十•浇注是成桩的关键因索。施工当中往往由于施工工艺不当，导致水下钻孔灌注桩岀现断桥、堵管、夹砂、蜂窝、少灌等质量问题，给国家财产造成巨人损失，以致影响工期并对整个工程质量产生隐患和不利影响,特别是大孔径桩基，更容易出现此类质量问题。因此,采用科学的、实用的水下混凝土灌注工艺是钻孔灌注桥基础施工成功的关键。二、水下混凝土施工前注意事项：1、清孔1）在清孔排渣时，注意保持孔内水头，防止坍孔。2）采用优质泥浆在足够的时间，经多次循环，将孔内的悬浮的钻渣置换并沉淀排出，清孔时间不少于将孔内泥浆循环三次。3）终孔检查后，应迅速清孔，不得停歇过久使泥浆、钻渣沉淀过多，造成清孔工作的困难其至坍孔。清孔后应在最短的时间内灌注混凝十，4）严禁用超深成孔的方法代替清孔。5）清孔后的质量耍求（摩擦桩）：i、采用沉渣盒检测沉淀土厚度，孔底沉淀土的厚度不大于设计规定；“、清孔后的泥浆性能指标：含砂率小于2%,相对密度为1.03〜1.10,粘度为17〜20Pa-S；胶体率不小于98%o2、钢筋笼制作安装与导管下放1）桩基钢筋笼均在现场加工制作，吊车起吊安放下孔。制作钢筋笼时，严格按照设计图纸和技术规范要求执行；H在钢筋笼上端均匀设置用环或固定杆。2）在钢筋笼四周焊凸起环作为控制保护层厚度，确保钢筋笼保护层厚度；超声波检测管纵向每4.0m与钢筋笼焊接固定。3）主筋接长采用闪光对焊或搭接电弧焊。4）在钢筋笼的接长、安放过程中，骨架保持垂直居中；不得碰撞井壁，下落速度要均匀，不宜狂落，就位后骨架轴线与桩轴线吻合。钢筋笼接长采用同轴心搭接单面焊，每节接长保证顺直度满足要求，接头牢固可靠，同一断面接头不超过总根数的二分之一。钢筋笼接好后严格检查接头质量，并边下沉边割掉笼内十字撑。5）灌注混凝土导管采用内径"300型卡口管，导管使用前应检查导管的水密性，进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。在拼接导管 时应注意检查胶垫冇无破损，可在导管接头处涂上适量黄油，以利于装拆导管，也起到一定防水作用。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1・3倍。6）在灌注混凝土前再次检查孔底沉渣厚度，如不满足要求，利用导管或空压机喷射进行二次清孔直至合格。7）导管底口至桩孔底端的间距控制在25〜40cm左右。三、钻孔桩水卜•混凝土的灌注1、水下泯凝土采用集中拌制混凝土，其坍落度控制在18〜20cm,首批混凝土的初凝时间根据碗拌和站的生产能力和殓浇注速度，经计算应大于12.5小时。用泵送灌注混凝土，输送混凝土时泵保持连续工作，输送管线宜直，转弯宜缓，接头应严密；如管道向下倾斜，应防止混入空气，产生阻塞。泵送前应先用少量的与混凝土内成分相同的水泥浆润滑输送管内壁。混凝土出现离析堵管现象时，应立即用压力水或其他方法冲洗管内残留的混凝土，泵送间歇不宜超过15min,在泵送过程中，受料斗内应储有足够的混凝土，以防止吸入空气产生阻塞。保证桩基混凝土灌注连续、快速地进行，做到一气呵成。2）首批混凝土储料设计容积为：满足导管初次埋置深度大于lrn和填充导管底部的需要。3）混凝土灌注开始后，必须连续进行，严禁中途停工，拆除导管动作耍迅速，操作过程应控制在15分钟内。在灌注过程中，要注意防止混凝土拌和物从漏斗顶部溢出或从漏斗外掉入桩孔内。当混凝土面接近（约Im左右）和进入钢筋骨架时，保持导管较大埋深，放慢灌注速度，减少混凝土对钢筋笼的冲击，防止钢筋骨架上浮；当殓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。当混凝土面进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有一定埋深。还应经常测量孔内混凝土面高度（测量时应和理论的计算深度对比检核），正确指挥导管的提升和拆除。导管埋深控制在2〜6m范围内。埋•深过浅，容易造成漏水，埋•深过深不利于翻浆（特别是2.5m大宜径桩基，截面面积太大，更不易翻浆），混凝土难于灌入孔内，还易造成卡管。4）施工过程中注意控制混凝土的最小落差，尤其是桩顶附近混凝土灌注时，保持导管上端比护筒顶高4〜5m,同时计算好末盘混凝土数量，确保混凝土密实。 5）在浇注混凝土时，升降导管应小心，动作幅度不宜过大，防止导管碰撞钢筋笼造成钢筋偏位或钢筋笼卡住导管。如发生导管卡住钢筋笼，不要硬提，可扭传导管再小心上捉。6）为保证桩头的混凝土质量，混凝土浇注应比设计桩顶标高高出0.5〜1.0m,以保证栓强度；多余部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。在灌注将近结束时，应核对銓的灌入数量，以确定所测殓的灌注高度是否正确。7）对灌注殓过程中孔内溢出的泥浆要做导流，作为卜•一根桩钻孔备用或及时清走，以防污染现场及周边坏境。8）基桩检测在桩施工完成且混凝土强度达到检测要求后，及时与检测单位联系进行检测。四、质量控制点：1、清孔后的泥浆性能指标：含砂率小于2%,孔底沉渣厚度不大于5cm（用沉渣盒检测沉渣厚度），相对密度为1.03-1.10,粘度为17-20Pa-s,胶体率大于98%o2、混凝土：配制水下混凝土所用的水泥、骨料、水及掺加剂等材料，混凝土拌和、运输、浇筑和养护等工艺过程均须符合下列要求：1）粗骨料采用坚硕的卵石或碎石，如果用碎石，含砂率应增加约3%,并应有良好的级配。2）细骨料宜采用级配良好的中砂，含砂率宜为40%〜50%。3）骨料最大粒径不大于40r™,并应不超过导管直径的1/8和钢筋间距的l/4o4）混凝土拌合物应具有良好的和易性，在运输或灌注过程中应无明显离析、泌水现象。灌注时应保证足够的流动性，其坍落度宜为180nun〜220mm,混凝土拌和物中宜掺用外加剂、粉煤灰等材料。5）水泥用量最小应为350kg/m3,掺入适量的减水剂或粉煤灰时，可不少于300kgo6）混凝土配合比的含砂率宜采用0.4〜0.5,水灰比宜采用0.5〜0・6。依据现场条件及现场试验检测数据，含砂率和水灰比可酌情增大或减小。7）使用42.5号水泥、深圳丰通FT型高效缓凝减水剂，每盘搅拌时间不少于2.5min。8）水下混凝土浇筑时，孔底至导管底端的距离控制在25〜40cm以内，灌注首批混凝土所需数量不少于6.98方。五、灌注水卜•混凝土时常见故障预防及处理方法：1、导管堵塞：①原因Z—可能为大直径桩基体积过大，需灌注时间较长，而上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，随时间增长，泥浆屮残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在混凝土表而的沉淀物，造成混凝土翻浆极为困难，造成堵管; 另外，混凝土的质量常常也是导管堵塞的主耍原因。②预防导管堵塞的措施是：首批混凝土灌注时，储料斗内一定要备够足量的混凝土，产生足够的冲击力以克服泥浆阻力，保证拔球后灌注成功；在灌注过程中，尽叮能加快混凝土浇注速度；后场必须把好碗质量关，控制好混凝土坍落度、和易性、流动性等等指标，避免磴离析使石了聚集在一起而导致堵管；导管使用后应及时冲洗，保证导管内壁干净光滑。③如发生堵管，在导管上部可用钢筋疏通,在下部提取导管上下晃动振击（幅度不能过大并保证导管埠置深度）。2、导管漏水：导管使用而须做水密试验，灌注前检查导管是否存在有漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。在灌注过程中若发现漏水应加快灌注速度,并加大导管埋深，使导管内混凝土超出漏水处或漏水处导管埋入混凝土中。3、导管拔出混凝土面：导管提漏有几种原因：比当导管堵塞时，一般采用上下提振法，使泯凝土强行流出，但如果此时导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，在测量导管埋深时不准确，对混凝土浇注高度判断错误，而在拆管时多拆了管节，使导管提离混凝土面，也就产生提漏。c.灌注混凝土过程中，测定己灌混凝土表面标高出现错谋，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏。对直径较小的桩，出现导管拔出混凝土面现象后，当孔内已灌注的混凝土面高度较高即离孔顶距离较近时，并且在首批浇筑的碗未初凝的前提下，可以采用二次导管插入法（二次剪球法）处理，即迅速将导管拔出孔口，冲洗干净管内殓等残留物，重新将导管插入已浇筑的碗面以卜T・5m以上（插入越深效果越好），然后按照首批殓灌注的方法进行二次剪球，浇筑剩余部分桩基殓。由于要克服泥浆对导管的浮力，混凝土面高度较矮时，不宜采用二次剪球法;此方法使用时，必须由有经验的工程师现场指导，导管长度、吊球阀铁丝长度、铁丝抗拉强度、混凝土面实际位置等数据，必须在事先正确计算确定。但二次剪球法只适用于直径较小的桩基。对类似本桥的大宜径桩基并不适用,很少有成功的范例；因为大直径桩基截面面积较大，桩孔体积过大，需灌注时间较长，而上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土翻浆极为困难，导致二次剪球并不能成功接桩。若大直径桩基出现导管拔出混凝土面现象，则十有八九会出现断桩。因此，在灌注过程中，一定要量测计算好导管埋置深度，防止导管拔出混凝土面。4、导管被混凝土埋•住、卡死或拔断：在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过小，易混入泥浆，形成断桩。导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，易使导管插入混凝土屮拔不起来、或在捉升时连接螺栓被拉断、或导管破裂，处理不好则产生断桩。如果桩径较小，可以采用二次导管插入法 （二次拔球法）补救；否则只能接桩。接桩一般是先沉入钢护筒，抽干孔内水，人工凿除桩顶松散碗及清理干净残渣，校正钢筋笼，重新浇注混凝土至设计标高。5、钢筋笼上浮:主耍原因是由于混凝土表面距钢筋笼底口较近，混凝土灌注的速度过快，混凝土口导管流出后冲击力很大，向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。为防止钢筋骨架上浮，当灌注的銓顶面距钢筋笼底部lm左右时，应降低混凝土的灌注速度，允许的最大灌注速度与桩径有关，对于木桥，速度宜控制在2.5m7min左右。当混凝土拌和物上升至U骨架底I」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。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，可以消除上浮现象。克服钢筋笼上升，除了主要从改善混凝土流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外,还应从钢筋笼□身的结构及定位方式上加以考虑，具体措施为：①适当减少钢筋笼下端的篩筋数量，可以减少混凝土向上的顶托力；②在孔底设置直径不小于主筋的1〜2道加强坏形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部，实践证明对于克服钢筋笼上升是行Z有效的。'