人工挖孔桩水下砼施工措施

重庆迎龙医药城一期三标段25#楼工程桩基水下混凝土施工措施审批:编制:编制单位：中国核工业第二二建设有限公司日期：-2-一、现场实际情况车库人工挖孔桩12轴范围的桩基地下水较大，具体桩号为(自编号)：1#、5#、6#、7#、8#、9#、10#。桩深范围17.5米至19.7米，地下水源标高在214.00M范围，即桩基护壁最后一至二段。孔桩开挖已成型后，在加大抽水力度情况下，水抽干后，已将清底及钢筋笼安装工作完成。在抽水过程中发现地下水源标高位置出水较大，如果采用普通砼施工工艺，极可能导致桩身砼不合格。考虑到此质量隐患，此范围桩基桩身砼采用水下砼灌注，以确保桩身砼质量。二、水下砼灌注施工安排及人员设备准备1、水下砼灌注桩施工人员配置施工过程中，根据实际施工进度组织人员及设备分批进场，水下砼灌注桩施工人员配置详见“水下砼灌注桩施工人员计划表”。水下砼灌注桩施工人员计划表序号工种名称人数作业内容1施工管理员32测量员23电工24机修工25装载机司机16电焊工27普工5灌注砼浇注及各项准备-3-8吊车司机2起吊砼钢导管合计192、水下砼灌注桩施工机械配置：水下砼灌注桩施工机械计划表序号机械名称型号规格单位数量说明1吊车25吨台12挖掘机现代265台1修便道3电焊机交流35KVA台24砼钢导管Φ260mmm30根据孔深配置5料斗1.8m3个16钢套架2×2m套2锁口夹导管用桩基水下灌注混凝土采用25吨吊车配合装、拆导管及储料斗，储料斗的体积不小于首批砼量。三、水下混凝土施工措施1.导管下放(1)导管选择1）、导管在使用前应进行水密承压、接头抗拉和过球试验。2）、灌注水下混凝土采用钢导管，内径为260mm。导管应采用螺旋丝扣连接，密封性好。3）、导管应进行试拼，并经过仔细检查，发现变形和磨损严重的不得使用。并逐段编号，标明尺度。-4-4）、导管下放过程中，注意居中稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架。5）、导管上口应满足混凝土灌注高度，导管下口距离孔底一般为20-40cm。(2)导管水密性试验导管须经水密试验不漏水，其容许最大内压力必须大于Pmax。本工程导管可能承受的最大内压力计算式如下：导管水密试验时的水压应不小于井孔内水深1.3倍的压力，进行承压试验时的水压不应小于导管壁可能承受的最大内压力Pmax，Pmax可按下式计算：Pmax=1.3×(YcHcmax-YwHw）公式中：Pmax——导管壁可能承受的最大内压力，KPa；Yc——混凝土容重（用24KN/m3），KN/m3；Hcmax——导管内混凝土柱最大高度，采用导管全长，单位为m；Yw——钻孔内水或泥浆容重，泥浆容重大于12KN/m3时不宜灌注水下混凝土，KN/m3；Hw——钻孔内水或泥浆深度，单位为m。经计算我分部所采用导管导管壁能承受的最大内压力Pmax=1.3×（24×24-12×15）=514.8KPa水密性试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊接出水管接头，另一端焊接进水管接头，并与压水泵出水管相接，启动压水泵给导管注入压力水，当压水泵的压力表压力达到导管须承受的计算压力时，稳压10分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格。(3)导管安装-5-导管安装时应逐节量取导管实际长度并按序编号，做好记录以便砼灌注过程中控制埋管深度。并应注意橡皮圈是否安置和检查每个导管两头丝扣有无破丝等现象，以免灌注过程中出现导管进水等现象。2.混凝土灌注(1)混凝土浇注设备1）导管及集料斗导管采用无缝钢管制成，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。根据首批封底混凝土方量的要求，选用1.8m3料斗灌注，能够满足混凝土浇注的需要。2）混凝土生产、输送设备现场采用商砼供应，9-12m3混凝土运输车运输。(2)混凝土配合比设计混凝土设计强度等级C30，采用强度等级C35的专用水下混凝土，混凝土配合比设计通过试配确定，砼除满足强度要求外，还须符合下列要求：应采用P.042.5级水泥，混凝土应具有良好的和易性、流动性；外加剂：除高效减水剂、缓凝剂外、粉煤灰，不得掺加其他任何外加剂，外加剂的品种应与所用水泥相匹配。同时，每批外加剂均试配检验合格后方可使用。混凝土初凝时间≥4h；混凝土的坍落度控制在160～220mm；混凝土具有良好的和易性、流动性。-6-(3)混凝土灌注1）水下砼的灌注时间控制在初凝时间内，砼中应加入缓凝剂。2）混凝土拌和物应具有良好的和易性，在运输和灌注过程中应无明显离析、泌水现象，灌注时应保持足够的流动性。混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和测定坍落度（坍落度宜为160-220mm），并及时做好记录。如不符合要求时，应进行二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。3）首批灌注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。首批混凝土拌和物下落后，应连续快速地进行灌注，中途不应停顿，要尽量缩短灌注时间。首批砼灌注导管埋置深度≥1.0m，计算桩基首批砼数量：V≥πD2*（H1+H2）/4+πd2*h1/4=π*1.12*(1+0.2)/4+π0.262*6.25/4=1.48m3式中：V—灌注首批混凝土所需数量（m2）D—桩孔直径（m）H1—桩孔底至导管底端间距，孔底已经过二次清空无泥浆取0.2mH2—导管初次埋值深度（m）d—导管内径（m）h1—桩孔内砼达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管（水）压力所需的高度(m),即h1=HwRw/Rc=15*10/24=6.25。Hw—井孔内水或泥浆的深度（m），按15米计算Rw—井孔内水或泥浆的重度（kn/m3），按10kn/m3取值Rc—井孔内砼的重度（kn/m3），按24kn/m3取值-7-故浇筑桩基首批水下混凝土数量≥1.48m3。4）在灌注过程中，应经常用标有尺度的测绳挂圆锥形测深锤，测探混凝土面上升高度（应派二人进行测探，取平均值），及时提拔导管，调整导管的埋置深度控制在2-6m范围内。任何时候，都应确保埋管不小于2m的要求。5）当砼面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被砼顶托上升，可采取以下措施：可采取在钢筋骨架上口四周用钢管套上，顶在钻架上固定等措施来阻止其上浮。尽量缩短砼总的灌注时间，防止顶层砼进入钢筋骨架时，砼的流动性过小。当砼面接近钢筋骨架时，应保持深埋管，并徐徐灌入，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力，当孔内砼面进入钢筋骨架底口5m以上时，适当提高导管，减少导管埋置深度（不得小于2m），以保证骨架在导管底口以下的埋置深度，从而增加砼对钢筋骨架的握裹力。导管提升到高于骨架底部2m以上，即可恢复灌注速度。6）在灌注过程中，应经常注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，并注意保持孔内水头。7）导管提升过程中要注意尽量居中缓慢提升，防止挂卡钢筋骨架。并尽可能缩短导管的拆除时间。当导管提升到法兰接头露出孔口以上有一定高度，可拆除1节和2节导管，（视每节导管和工作平台距孔口高度而定）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新卡牢井口的导管，然后松开导管的接头螺栓，同时将起吊导管用的钓钩挂到待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口导管内，校好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟，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冲洗干净，堆放整齐。在-8-灌注过程中，当导管内砼不满含有空气时，后续砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，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。在灌注过程中，应防止污染环境和河流。8）灌注的桩顶标高应比设计高1m，以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，保证桩头无松散层。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的水泥浆挤入导管，形成泥心。9）当灌注完的混凝土开始初凝时即可割断挂环，避免钢筋和混凝土的粘结力受损失。10）灌注混凝土的同时，每根桩应按规定制作2组混凝土试块，标准养护28天后，及时提交混凝土抗压强度报告。11）有关砼灌注情况，灌注时间，砼面的深度变化，导管埋深，导管拆除及发生的异常现象应由专人现场进行记录。灌注砼时应做好应急预案措施，灌注过程中不得中断，尽量用最短的时间结束灌注。12）破桩头：由人工采用风镐进行，要破至设计高程，要保持钢筋的完整，桩顶基本平整、干净。(4)桩基砼灌注应注意的问题灌注桩施工过程中，项目部施工技术员、试验员、安全员必须到场全面控制，施工队负责人员应始终在现场指挥作业，派专人做好原始记录。施工中的各种原始记录填写应规范、完整和准确，严禁造假。并及时收集、整理、归档和进行签认。1）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，经计算首批砼数量为不小于1.48m3，其中料斗中盛满砼1.8m3，罐车-9-与泵送砼同步一次浇筑连续进行，保证首批封底砼要求，要专人指挥，信号一致。2）砼拌合物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，坍落度控制在160～220mm之间，如不符合要求，应进行第二次拌和，否则不能使用。3）首批砼拌合物下落后，砼必须连续灌注。4）在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在2～6m。5）在灌注过程中，应经常测探孔内砼的位置，及时的调整导管埋置深度。现场采用25吨吊车起吊拆导管，保证砼的质量和桩的完整性。6）为防止钢筋骨架上浮，当首批砼灌注完后，应降低砼的灌注速度，当砼浇注到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。7）灌注的桩顶砼应高出设计桩顶标高0.5-1.0m，以保证砼强度，排除积水和浮浆层，多余部分接桩前必须凿除，应无松散层，冲洗干净，桩顶面高程应符合设计要求。8）在灌注将近结束时，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）浇注水下砼时应派专人统一指挥、统一信号，全部准备就绪时，吊车大钩挂住导管，小钩挂住料斗内球阀，当砼盛满料斗时，吊车小钩将球阀拉开，砼沿钢导管下灌注水下砼。水下砼灌注示意图：-10-首批砼浇注区域砼钢导管水位线砼料斗水下砼浇注示意图（单位为cm）塞子阀管内砼平衡点3、断桩处理钻孔灌注桩基础目前已形成了一套比较成熟的施工技术。但是由于钻孔灌注桩的施工受多种因素影响，处理不好就容易引起断桩，因此编制断桩处理预案是十分必要。断桩原因断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中，泥浆或砂砾进入混凝土内，把灌注的混凝土隔开并形成上下两段，造成混凝土变质或截面积受损，从而使桩不能满足受力要求。常见的断桩原因大致可分为以下几种情况：-11-（1）由于混凝土坍落度过小，或石料粒径过大、导管直径较小，在灌注过程中堵塞导管，且在混凝土初凝前无法疏通好，不得不提起导管，形成断桩。（2）由于运输或等待时间过长等原因使混凝土发生离析，又没有进行二次搅拌，灌注时大量骨料卡在导管内，不得不提出导管进行清理，引起断桩。（3）由于水泥结块或者在冬季施工时因集料含水量较大而冻结成块，搅拌时没有将结块打开，结块卡在导管内，而在混凝土初凝前不能疏通好，造成断桩。（4）由于混凝土灌注过程中发生坍孔，无法清理，或清孔不彻底，使灌注中断造成断桩。（5）由于检测和计算错误，导管长度不够使底口与孔底距离过大，首批灌注的混凝土不能埋住导管底部，从而形成断桩。（6）由于在提拔导管时，盲目提拔，将导管提拔过量，使导管底口拔出混凝土面，或使导管口处于泥浆层，形成断桩。（7）在提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在混凝土初凝前无法提起，造成混凝土灌注中断，形成断桩。（8）由于导管接口渗漏，使泥浆进入导管，在混凝土内形成夹层，造成断桩。（9）处理堵管时，将导管提升到最小埋置深度，猛提猛插导管，使导管内混凝土连续下落与表面的浮浆、泥土相结合，形成夹泥缩孔。（10）由于导管埋置深度过深，无法提起导管或将导管拔断，造成断桩。-12-（11）由于其他意外原因（如机械故障、停电、材料供应不足等）造成混凝土不能连续灌注，中断时间超过混凝土初凝时间，致使导管无法提起，形成断桩。由此可见，钻孔灌注桩的施工受多方面因素的影响，灌注前应从各方面做好充分的准备，尽可能避免意外情况发生