挖孔桩水下浇筑混凝土施工方案

一、工程概况1、工程名称：重庆雅丰电器有限公司厂房及办公楼工程地点：北部新区经开园区A6地块建设单位：重庆雅丰电器有限公司施工单位：广厦重庆第一建筑（集团）有限公司监理单位：重庆大地监理有限公司设计单位：重庆巴蜀设计有限公司地勘单位：重庆市设计院2、问题桩概况在挖孔桩施工的最后阶段，由于地下水过大及地下水位过高，导致混凝土的施工无法继续进行，并使部分挖孔桩的孔壁出现了轻微的垮塌现象。详细情况如下表所示：桩轴号桩号桩径桩深静水位深桩底地质情况备注E/15110011.154.6砂岩H/317160011.65.1砂岩G/525160013.57.0砂岩有轻微塌孔，已安装钢筋笼C/423110013.06.5砂岩A/529120011.75.2砂岩3、处理措施为保证混凝土的质量和结构强度，设计单位、地勘单位、监理单位、施工单位以及建设单位经过详细的讨论、论证，最后确定了具体的处理方法：1）、在该5个挖孔桩的底部，再采用机械钻桩的方式进行施工。详细情形详见设计更改通知二及其附图。2）、机械钻孔由建设单位分包给另一施工单位。在钻孔（含清理）完成后，由广厦重庆一建进行钢筋及混凝土的施工。3）、混凝土的浇筑必须采用水下混凝土的浇注方式。鉴于钢筋工程已在其它施工方案中有详细的说明，这里只详细说明水下砼的施工方法二、水下混凝土的施工方法（一）、施工准备水下混凝土配合比的确定：根据设计更改通知单的要求，混凝土的强度等级提高一个等级，达到C25。配合比必须通过试验确定。（二）、水下混凝土导管浇注法的参数计算1、超压力P的计算由于桩基础是在地下水中浇筑，为保证砼能顺利通过导管下注，必须使管内砼在其底部出口的压力大于管外地下水压力（超压力P）。为此导管内的混凝土产生的压力和使管内砼流出管底的超压力P之间应满足下式：PHHCWWCC其中：C—砼拌合物容重，KN/m3；CH—导管顶部至桩孔内已浇砼面的高差，根据导管安装示意图及挖孔桩深度取CH=17.1m;W—桩孔内地下水的容重，考虑水中所含砂土率，取12KN/m3;CWH—桩孔内地下水的高度，即地下水面与桩孔内已浇砼面之高差，取CWH=10.6m；p—根据砼导管浇筑作用半径≤2.5m，确定其超压力须≥75KN/m2；则：6.10121.1725CWWCCHH300.3KN/m2≥p75KN/m2，考虑砼非完全流体，取折减系数5.0，则）（CWWCCHH150.2KN/m2≥p75KN/m2，满足超压力p要求，砼导管内径（D=200mm）可满足水下砼的浇筑。2、开导管首批砼用量计算在灌注砼开导管时，漏斗、贮料罐和导管内必须贮备一定数量的砼，以保证能完全排出管内水，并使导管出口埋入至少0.8m深的流态砼中以防止导管外地下水混入砼中。AHdhVC421，其中CWWHh1，EDCHHH式中：V—开导管浇筑首批砼所需的用量（m3）；d—开导管内径，取0.20m；CH—首批砼要求浇灌深度（m），取0.8m;DH—管底至桩孔底的高度，取0.15m；EH—导管的埋设深度，取0.45m；A—灌注桩浇筑段的横截面面积（m2）；A=3.14*0.45*0.45=0.64m21h—桩孔内砼高度达到CH时，导管内砼柱与导管外水压平衡所需高度（m）；WH—预计浇筑砼顶面至桩孔水面的高差（m），即桩孔内地下水的深度。WH水深桩长ll5.66.101.17m；W—桩孔内地下水的容重，考虑水中所含砂土率，取12KN/m3;C—砼拌合物容重，取24KN/m3；则最深的G/5桩（直径900mm）的开导管首批砼用量计算：CWWHh1=6.5*12/24=3.25则AHdhVC421=3.25*3.14*0.2/4+0.8*0.64=0.56m23、砼导管漏斗需要提升的高度的计算水中浇注砼的过程中，砼导管漏斗都要提升一定的高度，以便利用砼的挤压力使砼在桩孔内摊开，浇灌面逐渐上升，并将水排出桩孔外。导管漏斗需要提升高度按下式计算：CWWCHph,WCAHhH式中：Ch—漏斗在预计浇筑砼顶面以上所需高度（m）；WH—预计浇筑砼顶面至桩孔水面的高差（m），取1m;W—桩孔内地下水的容重，考虑水中所含砂土率，取12KN/m3;C—砼拌合物容重，取24KN/m3；p—根据砼导管浇筑作用半径≤2.5m，确定其超压力须≥75KN/m2；AH—漏斗顶需高出水面(桩顶)的高度（m）；则：CWWCHphm6.32412175mHhHWCA6.20.16.34、承料漏斗的斗容量确定承料漏斗的斗容量，一般不小于开浇时首批砼的数量V。由于桩孔内地下水压的存在，一般在首批砼下注时，导管内总要留一定量的砼。由此可确定900DV≥0.56m3。根据砼搅拌机的单位时间供应量的关系，拟定承料漏斗的斗容量为1.0m3。5、一根砼导管需用砼搅拌机台数n按下式计算：pqn式中：q—砼搅拌机的生产率（m3/h），自落式锥型反转出料350L砼搅拌机拌合时间2min，出料容量350L，单台生产率5-7m3/h.结合施工实际情况，现场拟谁备两台自落式锥型反转出料350L的砼搅拌机。p—砼浇筑速度（m3/h），结合吊机、导管等设施的灌注效率，一根导管浇筑速度为5-10m3/h。则：pqn110575，一根导管可满足砼的浇筑。（三）、水下混凝土浇筑工艺1、浇筑过程○1、清孔合格后，进行钢筋笼的安装（塔机吊装），钢筋笼安装后，如有必要，可进行二次清孔，二次清孔检查及隐蔽工程验收合格后，方可进行浇注砼的准备工作；○2、搭设浇筑平台，准备好钻机，砼搅拌机作好开盘准备；○3、各项准备工作做好以后，开始搅拌和运输砼到现场，在注满大料斗以后，即可开始浇筑砼，其要点如下：A、把导管下到桩底，此时导管隔水盖密封住导管；B、开浇时，先用坍落度为18-22cm的水泥砂浆，再用大于导管容积的同样坍落度的砼送入导管底部。C、满管后，缓慢提管30-150mm，利用导管内砼的自重将导管隔水盖冲开，砼流至桩孔内，再立即把导管下到原处，使导管底部插入已浇注的砼中。在动水位以下导管的提升速度宜缓慢且一次提升不得超过30cm，在动水位以上导管的提升速度可适当加快；D、迅速检查导管内是否漏浆，若不漏浆，立即开始连续浇注砼。随着砼面的不断上升，导管相应提升，断续拆管，连续浇注。一次提管拆管长度不得超出2m，导管须始终埋在砼中，严禁将导管埋入砼中。○4、在浇注过程中，导管埋入砼内的深度应控制在0.6-1m，保持桩孔砼面高差不大于0.3-0.5m；○5、浇筑时拟采用大直径漏斗的容量（1.0m3）加塔吊吊斗的容量（0.3m3）共计约合1.3m3的砼一次性注入桩底中使导管埋入桩底砼的深度不低于40-50cm；○6、每隔半小时测定一次桩孔砼面至少三处的深度，每1h测定一次导管内砼面的深度，及时填绘桩孔砼浇筑进度图，以便核算砼浇入量，判断浇筑是否顺利进行；○7、桩孔孔口设置盖板，避免砼散落桩孔内；○8、在浇注过程中，可使导管作30cm的上下往复运动，有利于砼的密实。但不得做横向运动，以免泥浆和沉渣混入砼内；○9、为防止钢筋笼在砼灌注过程中发生上拱，砼进入钢筋笼后提升导管要平稳，速度要慢，以防止砼冲力过大或钩带钢筋笼。○10、砼灌注过程中发生钢筋笼上拱，堵管或埋管时应立即测定砼面高度，并与监理、业主共商处理措施。○11、自拌砼时根据配合比检查投料的计量，计量要盘盘过秤。砼灌注过程中按要求测定坍落度和制作试块，试块的制作和送检要进行见证。○12、砼浇注应连续进行，因故中断时不得超过30-45min。流动性（坍落度）及和易性不合格的砼不得进入桩孔。桩基砼上升速度不得小于2.0m/h。○13、浇注过程中，后续砼应徐徐进入导管内，以避免把空气带入砼内，形成高压气囊。○14、浇注过程中，要根据砼的浇注量，用抽水机抽出相应体积的水，使水位始终保持在静水位高度，其偏差不应大于±200mm。○15、砼面浇注超过静水位线约1.5米后，应抽出所有的余水，并用人工舀出表面的浮浆，直到合格砼面为止。○16、利用正常的挖孔桩施工方法进行余下砼的浇筑。（见基础施工方案）2、常见灌注砼故障及处理措施○1、导管进水处理措施：提出导管，检查垫圈，重新安放并检查密封情况；提出导管，清除灌入的砼，重新开始灌注，附加初灌量，调整导管底口至孔底高度。○2、堵管处理措施：上下提动导管或捣实，使导管疏通，若无效，提出导管进行清理，然后重新插入砼内足够深度，用潜水泵或空气吸泥机将导管内泥浆、浮浆、杂物等吸除干净恢复灌注；尽量不采取提起导管下的隔水盖；也可使用高频振捣器在导管顶部进行振动处理，严禁乱摇导管。○3、钢筋笼错位或上拱处理措施：吊起钢筋笼重新焊好下入孔内，检查钢筋笼固定情况，并加焊固定。（四）、保证安全措施1、在进行挖孔桩施工过程中，必须设置安全防护区域并以绳子和红白小旗进行标识。密封盖导管井字形支架漏斗钢丝绳