公路工程水下混凝土灌注施工方案

公路工程水下混凝土灌注施工方案一、前言七里潭高架桥31～42＃桩位于澧水河内，该水中桩拟定采用钻孔施工。根据现场筑岛围堰后堵水效果较好，经过众多施工技术方案优化设计，最终采用挖掘机直接开挖立护壁模板封底，取得令人满意的效果。现已对31＃～38＃桩封底完毕，且31＃～32＃桩已进入人工开挖阶段。拟定39＃～43＃桩采用钻孔施工。43＃桩位于河岸陆地上，其地质构造与附近桩位具有相似之处，本桩位于水中桩及陆地桩过渡段，本桩于20年月日正式开钻，其间因φ2.8m钻头未到场停钻4天，截至20年月日进尺深度14ｍ。选择该桩为钻孔试验桩与其所处场地条件有关外，亦为43＃桩以后的桩基开挖方式具有指导意义。二、设计情况七里潭高架桥43＃桩基础为φ2.8ｍ，设计桩长23ｍ，设计类型为摩擦桩，桩基砼标号为C25，孔桩里程K152+700.6，设计桩顶标高为136.91ｍ，设计桩底标高113.91ｍ，护筒顶标高139.13ｍ，钻孔深度为25.22ｍ，实浇砼灌注长度为23ｍ＋0.5ｍ（桩头处理部分）共计23.5ｍ，砼用量146ｍ3。根据推算砼浇注控制位置为护筒顶下1.72ｍ。三、场地设计由于本桩浇注砼量达146ｍ3，又采用水下砼灌注，现场须配备20ｔ吊车，同时满足两台罐车及现有的吊机的操作位置。故合理的平面场地布置是水下砼灌注组织的第一步。具体参见附图《43＃桩砼灌注场地平面布置图》。四、施工总体方案本桩为第一根大桩径的钻孔试验，其技术要求高，组织要求严密，是本工程的重点、难点部位之一。其顺利灌注对水中桩的施工形象具有重要的意义。为此，项目部对此项工作高度重视，成立以项目部直接指挥、劳务队伍配合的人员组织方案。钢筋笼在现场就近分两节绑扎，吊车吊装入孔，并吊车配合现场焊接接长。砼生产在渡坦村拌合站集中拌制，现场试验控制。砼运输采用4辆3ｍ3砼专用罐车运输，现场吊车配合运输方案。考虑根据水下灌注砼初次导管埋深长度不少于1ｍ的要求，首盘砼用量经过测算为9.3ｍ3，为此，必须加工一个容量不少于9.3ｍ3的砼料斗，根据现有的条件大料斗由两部分组成，上部分为八边形的独柱墩模板一节高1.5ｍ，下部分为出料斗，上下部分采用φ16螺栓联结，料斗外围用[100槽钢加固，大料斗底部布设4根360ｍｍ工字钢井字架作为支撑面。根据拆除导管及卸料需要另加工2个小型料斗，料斗容量约1.5ｍ3。浇注时，现在负责人及技术管理人员全过程值班，对现场协调及技术把关处于可控状态。五、施工工艺及施工方法1、施工工艺施工工艺参见《水下砼灌注施工工艺流程框图》。成孔检查清孔吊放钢筋笼钢筋笼制作终孔检查安装导管第二次清孔首盘下料安装大料斗首盘料准备砼拌制运输导管试拼、密封砼连续浇注砼浇注标高复核砼养生导管埋深控制测量砼面高度合格不合格更换料斗2、施工方法及施工要点（1）成孔检查当钻孔距设计标高1ｍ时，注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核实地质资料，判定是否进入要求的持力层。本桩实际深度为25.22ｍ。（即从护筒顶下2.22ｍ为桩顶位置）。当钻孔深度达到设计要求时，现场技术人员对孔深、孔径和孔形等进行检查，注意还须进一步复核钢护筒是否下沉。在自检合格的基础上，由质检工程师报监理工程师到场确认。（2）清孔当钻孔深度达到设计要求后，应立即进行清孔，以免间隔时间过长，钻渣沉淀造成清孔困难。清孔采用换浆法进行，钻孔达到设计标高后注入净化泥浆，置换孔内含碴的泥浆，但严禁用加深孔底深度的方法代替清孔。掏渣法清孔能淘取粗料钻渣，不能降低泥浆相对密度，故只能作为初步清孔。清孔时，应保持孔内泥浆面高度，以及泥浆比重满足护壁要求，防止坍孔、缩孔。当从孔内取出的泥浆测试值与注入的净化泥浆相近，测量孔底沉碴厚度不大于56cm时，即停止清孔作业，放入钢筋笼进行水下混凝土灌注。（3）终孔检查钻孔桩清孔后，及时对成孔的孔位、孔深、孔径、竖直度，泥浆相对密度、孔底沉淀厚度等进行检验。各项检查项目均合格后，方可进入下一道工序。（4）钢筋笼制安钢筋笼在孔桩就近现场制作，根据本桩长度分成两段绑制，采用20t汽车吊吊入孔内，钢筋笼接长采用4台电焊机现场焊接。钢筋绑扎过程中按要求预埋声测管，声测管按设计采用预埋钢管，声测管下料长度为(23+0.6)m。钢管在钢筋笼内部加劲钢筋内等分成4份，声测管上口开启、下口封闭，声测管上口采取橡胶塞封闭，避免杂物堵塞管道而影响检测效果。汽车吊起吊钢筋笼后，应检查钢筋笼的垂直度及外型轮廓，平稳垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不得强行下放。钢筋笼要在清孔结束后及时放入孔内，入孔后的位置准确符合设计要求，并牢固定位（设置钢管作为防浮钢筋支撑，并与承重梁连接）。（5）安装导管导管试拼及密封试验对每根导管重新量测一遍，确保导管的拼装长度。由于导管较长，可拼装两部分进行密封试验，采用空压机配合完成，保证安装好的导管不漏水。导管采用直径275mm的钢管，壁厚4mm，导管安装长度25m，从孔底至孔口分别采用5m导管1节，2.5m导管8节。导管由吊车配合安装。导管由法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈垫密封隔水。导管底端与孔底间距为45cm。（6）第二次清孔在第一次清孔达到要求后，因安放钢筋笼及导管时间较长，孔底可能有沉碴，故在安放钢筋笼及导管后，再利用导管进行第二次清孔。清孔后孔底泥浆密度≤1.10，复测沉碴厚度在56mm以内后立即进行水下混凝土浇注。清孔后重新测量孔底标高，灌注前孔底标高是指沉淀物顶面标高，若发现其值高于成孔检验时的沉淀物顶面标高，则应再次清孔，使之符合要求。（7）首盘下料1）首盘混凝土准备大料斗加工、安装：由于导管初次埋深长度不小于1ｍ，计算首盘砼用量9.3ｍ3，首盘砼下料需一步到位，后继砼入斗速度缓慢，达不到要求，故现场须准备容量约9.3ｍ3的大料斗。考虑到大桩径φ2.8水下砼灌注较少，大料斗利用率较低，本着节约投入，大料斗分两节组成，上节采用八边形独柱墩模板，该模板由4块模块组成，模板高度1.5ｍ，下节为出料斗，上口接搭板，下口接导管，考虑现有钢材贮存及承重较大（约26ｔ），该料斗面板采用10ｍｍ钢板。大料斗采用吊车安装，安装前先平整场地，并用小型机械夯实，大料斗由4根360ｍｍ工字钢支撑，其两端采用枕木支垫。大料斗加工安装具体参见附图《接料漏斗加工示意图（二）》及《大料斗安装示意图》。2）砼拌制及运输：砼生产由现有的拌合站集中拌制，配置自动计量、打印系统。砼拌制前由试验人员现场检测砂、石料的含水率，然后提供施工配合比，根据试验中心提供的水下混凝土配合比1：1.579：2.93：0.419：0.007，设计坍落度20cm，水泥用量413kg/m3，减水剂采用贵州中兴南友高效减水剂RST-B，混凝土初凝时间4~5h，终凝时间7~8h。混凝土运输采用4台3m3专用混凝土罐车运输，并由吊车转料。3）首盘混凝土准备：首先计算满足导管首次埋深（≥1.0m）和填充导管底部的混凝土需要量，经过计算首批混凝土用量不小于9.3m3，本批砼由两部分组成：第一部分为接导管的大料斗容量为9m3；第二部分为卸料斗容量为1.2m3，准备数量共计10.2m3，可满足施工要求。4）首盘下料：在料斗及卸料斗装满混凝土情况下，进一步确认一切准备工作就绪，采用附在钻架的卷扬机起吊封板的钢丝绳，卸料斗的混凝土要保证在大料斗混凝土未下完之前续料。确保导管的埋置深度，首盘混凝土下料后，测量导管埋深，确认是否与原设计相符。（8）更换料斗由于随着混凝土浇注面不断上升，导管须逐节拆除。采用大料斗提升导管占用空间大及自重较大，施工过程中难以操作，故须换成小漏斗，吊车配合安装。（9）终盘检查当混凝土离浇注面高在约1m，要控制混凝土的拌制量，此时，导管的埋深控制为1.5~2m，并且每下两斗料测量一次混凝土面高度，避免砼浇注过高或欠浇漏浇。六、技术措施1、投入本桩的钢筋、水泥、砂石料、减水剂等材料均经过中心试验室检验合格后，方可投入使用。2、由于混凝土运距远，便道条件有限，混凝土水下灌注安排在晴天的气候下进行并且开盘时间尽量安排在下午2：00~4：00，以错开便道车辆高峰期。3、为了达到便道畅通无阻，提前安排土石方爆破时间，避免出现便道受阻。4、拌合站操作人员能及时了解灌注现场的混凝土质量及拌合数量控制的情况，配备3部对讲机便于联系。5、为了防止停电，在拌合站、灌注位置分别配备一台250KW、30KW发电机，混凝土罐车至浇注地能够得到及时均匀搅拌，在路途中间及灌注现场须安装配电箱。6、为了防止由工字钢组成的井字架承重梁下沉，使导管与孔底距离过小，翻浆困难。拟采用两种措施：第一对于承重的地面表面软弱层给予清除，并用小型打夯机夯实；第二导管底端与孔底距离加长5cm，调整至45cm（设计为40cm）。7、为了防止首批混凝土重量过大导致地面不均匀沉降，导管倾斜值过大，拟采用2台32吨千斤顶给予纠正。8、及时将清出的钻渣运出现场，防止污染施工现场及周围环境。9、浇注水下混凝土时，杜绝导管出口高出混凝土面，设专人不断测量导管埋置深度和管内外混凝土面的高度，及时填写水下混凝土浇注记录。记录表详见附表《桩基水下砼灌注过程质检记录表》。10、在浇注混凝土过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续的混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入导管内，以免形成高压气囊，挤出关节间的橡胶垫而使导管漏水。11、当浇注混凝土面高度距浇注线约1m时，在测绳量测的基础上，采用钢管或竹竿直接触探混凝土浇注面的位置。12、由于用测绳量测混凝土面高度是以护筒顶口为基线，故在终盘前须重新复测护筒口标高。13、在终盘后抽出导管前，进一步对已拆除导管及拌合站混凝土拌制数量进行复核，为了确保混凝土面浇注高度，还须用测绳测出导管内部混凝土面与孔桩内混凝土面的高差，计算出导管内的混凝土数量及拔出导管后混凝土面将达到的高度。七、灌注时间计划本桩混凝土用量约为146m3，从拌合场至桩位距离约1500m，另计罐车装料、卸料，预计罐车往返一次约30min，罐车额定容量3.0m3，实际装量为2.5m3，即每台罐车运输能力5m3/ｈ，拟定投入4辆3m3罐车，即总运输能力20m3/h，以上述运输能力计，预算浇注本桩所用时间为7.3小时，考虑首盘料准备时间及其它客观因素，估计本桩最终灌注时间达9~10小时。八、人员组织安排1、管理人员组织安排序号工作内容负责人备注1现场总指挥邓国才2技术全面负责朱同华、胡东瑞3现场协调文卫、范文鹏4现场值班人员魏公民、聂洪伟5自检、报检张永虎6机电管理许光明7试验工作周留学、张毅8测量工作滕小林、白银9拌合站负责人王国荣2、劳动人员需要量计划序号工作内容计划人数备注1罐车司机42吊车司机23砼生产组7含搬运水泥4拆导管、卸料35机械班26电工班2合计20九、主要投入机械、料具、设备计划序号设备名称规格、型号单位数量备注1强制式拌合机500L台2已有2配料机HP800台1已有3专用砼罐车3m3台4已有4装载机ZL-30台1已有5吊车20t台1已有6钢筋弯曲机GW-40台1已有7电焊机BX－500台4已有8吊机10t台1已有9卷扬机1.5t台1已有10千斤顶32t台2已有11导管φ27.5m25已有12料斗1.5~7m3个3已有13发电机250KW台114发电机30KW台115枕木m33十、材料计划材料用途材料名称、规格单位定额消耗材料计划钢筋笼φ10钢筋kg8861000Φ28钢筋kg71348000Φ25钢筋kg10001200无缝钢管m94.4100混凝土水泥t6170中粗砂m372100碎石m3133200减水剂kg428500十一、质量标准项目允许偏差孔位中心位置（mm）50孔径（mm）≥设计值（280cm）倾斜度＜1%H（25.2cm）孔深≥设计值（25.22m）沉淀厚度不大于0.2D（56cm）清孔后泥浆指标相对密度：1.03~1.10；粘度17~20Pa；含砂率：＜2%；胶体率：＞98%