水下混凝土灌注方案20110511

xx高速公路建设项目RCTJ-4合同段

水下砼灌注 施工方案 业主单位： xx公路局 监理单位：

中铁十二局集团第二工程有限公司 目录

1.工程概况......................................................................................- 1 - 2.施工准备......................................................................................- 1 - 2.1导管水密性试验.................................................................-1 - 2.2安装导管.............................................................................-2 - 2.3二次清孔.............................................................................-2 - 2.4水下混凝土拌和运输.........................................................-3 - 3.水下混凝土灌注..........................................................................- 3 - 3.1首批封底混凝土.................................................................-3 - 3.2水下混凝土灌注过程控制.................................................-4 - 3.3混凝土灌注过程测深方法.................................................-6 - 3.4泥浆清理.............................................................................-7 - 4.水下混凝土灌注常见事故预防措施、处理办法......................- 7 - 4.1首批混凝土封底失败.........................................................-7 -

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4.2供料和设备故障使灌注中断.............................................-8 - 4.3灌注过程中坍孔.................................................................-8 - 4.4导管拨空、掉管.................................................................-9 - 4.5灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆.............................-9 -

4.6灌注高度不够...................................................................-10 -水下砼灌注施工方案

1.工程概况

RCTJ-4合同段桥梁工程设计桩基共计408根，桩径 1.2m～

2.5m，桩长6m～37m,混凝土标号C25。地层岩性为以灰岩、白云岩为主的碳酸盐岩地层和泥岩、砂岩地层，地表覆盖层为第四系残坡堆积层，岩溶较发育。地下水类型以碎屑质变质岩裂隙水、松散岩类孔隙水和岩溶水为主。设计采用挖孔桩和钻孔桩施工。钻孔桩采用导管法水下灌注混凝土工艺进行施工。部分挖孔桩内水位较深，当积水深度超过5cm或渗水速度较大时，也采用水下灌注混凝土工艺进行施工。

2.施工准备 2.1导管水密性试验

灌注水下砼采用钢导管灌注，导管内径为25-30cm。导管初次使用或长时间未使用时，灌注前应进行水密承压和接头抗拉试验。进行水密试验的水压不应小于孔内水深

1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力p的 1.3倍，p=γ ch c-γ

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wH w ，式中：

p为导管可能受到的最大内压力（kPa）；γc为砼拌和物的重度（24kN/m3 ）；hc为导管内砼柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计； γ3

w为井孔内水或泥浆的重度（kN/m）；Hw为井孔内水或泥浆的深度（m）。

2.2安装导管

导管采用φ25-30钢管，每节2～3m,配1～2节1～ 1.5m的短管。

钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的

0.5%并不大于10cm。

导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。

导管安装完成后，其底部距孔底留250～400mm的空间。 2.3二次清孔

浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度，泥浆指标、沉渣厚度应满足设计要求。挖孔桩应该在灌注前将水抽干清除桩底沉渣。钻孔桩采用导管进行二次清空。

（1）泥浆指标。泥浆比重

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1.03～

1.1，粘度17～20s，含砂率<2％，胶体率>98％。如泥浆指标超出标准，则利用导管进行二次清孔。

（2）桩底沉渣厚度。当设计无要求时，柱桩不大于5cm，摩擦桩不大于20cm。如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管进行二次清孔。

2.4水下混凝土拌和运输

水下混凝土在拌和站采用强制式搅拌机集中拌和，采用混凝土罐车运输至施工现场。混凝土坍落度、和易性、含气量等指标必须符合要求。运输道路必须保持畅通，施工现场罐车进出场地平整、密实，不得使罐车。

（1）水下混凝土施工用水泥必须符合相关要求，并且其初凝时间不应早于2h。

（2）拌制混凝土所用的粗骨料，应按批进行检验，其颗粒级配、压碎指标值、针片状颗粒含量除应符合相关规定外，宜采用连续级配，其最大粒径，不应大于导管内径的或钢筋净距的（仅有单层钢筋时，则最大粒径不应大于钢筋净距的），且不宜大于60mm。

（3）水下混凝土应具有足够的流动性和良好的和易性，且在浇注过程中不应发生离析或泌水过多等现象。

（4）搅拌和运输混凝土的能力应与浇注速度相适应，搅拌地点应靠近浇注地点。

3.水下混凝土灌注 3.1首批封底混凝土

计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。

（1）首批灌注砼的数量计算

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以桩径D=

1.8m，桩长L＝30m,导管内径d=30㎝为例： 计算公式： V≥πD2 /4(H 1+H 2)+πd2 /4h 1；h 1=H wγ w/γ C； 其中H

1表示砼桩底到导管底口的高度，H

2表示首批灌注砼的最小深度（导管底口到砼面的高度）为1m，h 1表示泥浆底部到砼面的高度，保证导管埋入砼中的深度不小于1m。 h1= H wγ w/γ

C=11*(30－1－

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0.3）/24= 13.15mVr 1.252 *（H 1+1）+ 3.14*（）2 /4h122 /4* 13.15=3.5m3

灌注前对孔底沉淀层厚度应再次测定。如厚度符合设计要求,然后立即灌注首批砼。

（2）箭球、拨栓或开阀

打开漏斗阀门，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，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。

3.2水下混凝土灌注过程控制

桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，应防止混凝土拌和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，致使测探不准确；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高度，正确指挥导管的提升和拆除；导管的埋置深

度应控制在2～4m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。

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导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。

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。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。

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。

当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：

①尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。

混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量（计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。

为确保桩顶质量，混凝土灌注高度超过桩顶设计标高 0.5～

1.0m，以便灌注结束后将此段混凝土清除。

在灌注混凝土时，每根桩应至少留取一组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。如换工作时，每工作班都应制取试

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件。试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。

有关混凝土灌注情况，在灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测；在各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，做好记录。

3.3混凝土灌注过程测深方法

灌注水下砼时，应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度，以控制导管埋深。如探测不准确，将造成埋深过浅，导管提漏，埋管过深拔不出或短桩事故。因此，在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。

测深采用重锤法，重锤的形状是锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下10－20厘米）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼

灌注深度。本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。测锤不能太轻，而测绳又不能太重，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测。

3.4泥浆清理

灌注过程中，孔内排出大量废弃的泥浆或废水，为了保护环境，这些废弃的泥浆，经泥浆分离器处理后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。

4.水下混凝土灌注常见事故预防措施、处理办法 4.1首批混凝土封底失败 4.1.1事故原因和预防措施

（1）导管底距离孔底大高或太低。

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原因：

由于计算错误，使导管下口距离孔底太高或太低。太高了使首批砼数量不够，埋不了导管下口（1米以上）。太低了使首批砼下落困难，造成泥浆与混凝土混合。

预防措施：

准确测量每节导管的长度，并编号记录，复核孔深及导管总长度。 也可将拼装好的导管直接下到孔底，相互校核长度。 （2）首批砼数量不够。 原因：

由于计算错误，造成首批砼数量不够，埋管失败。 预防措施：

根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。 （3）首批混凝土品质太差。 原因：

首批砼和易性太差，翻浆困难。或坍落度太大，造成离析。 预防措施：

搞好配合比设计，严格控制混凝土和易性。 （4）导管进浆。

导管密封性差，在首批砼灌注后，由于外部泥浆压力太大，渗入导管内，造成砼与泥浆混和。

4.1.2处理办法

首批混凝土封底失败后，应拨出导管，提起钢筋笼，立即清孔。

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4.2供料和设备故障使灌注中断 4.2.1事故原因和预防措施 原因:

由于设备故障，混凝土材料供应问题造成停工较长时间，使混凝土凝结而断桩。

预防措施：

施工前应做好过程能力鉴定，对于部分设备考虑备用；对于发生的事故应有应急预案。

4.2.2处理方法

⑴如断桩距离地面较深，考虑提起钢筋笼后重新成孔。 ⑵如断桩距离地面较浅，可采用接桩。 ⑶如原孔无法利用，则回填后采取补桩的办法。 4.3灌注过程中坍孔 4.3.1事故原因和预防措施 原因：

由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。预防措施：

详见第 6.1.1节。 4.3.2处理办法

⑴如坍孔并不严重，可继续灌注，并适当加快进度。 ⑵如无法继续灌注，应及时回填重新成孔。

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4.4导管拨空、掉管 4.4.1事故原因和预防 ⑴导管拨空 原因：

由于测量和计算错误，致使灌注砼时导管拨空，对管内充满泥浆；或导管埋深过少，泥浆涌入导管。

预防措施：

应认真测量和复核孔深、导管长度；应对导管埋深适当取保守数值。 ⑵掉管 原因：

导管接头连接不符合要求；导管挂住钢筋笼，强拉拉脱等。 预防措施：

每次拆管后应仔细重新连接导管接头；导管埋深较大时应及时拆管。 4.4.2处理办法

⑴混凝土面距离地面较深时应重新成孔。 ⑵混凝土面距离地面较浅可采取接桩办法。 4.5灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆 4.5.1事故原因

⑴混凝土供料间隔时间太长，灌注停顿，混凝土流动性变小。 ⑵混凝土和易性太差。⑶导管埋深过大。

⑷在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低。

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⑸导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大。 4.5.2补救措施

⑴提起导管，减少导管埋深。 ⑵接长导管，提高导管内混凝土柱高。 ⑶可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。 4.6灌注高度不够 4.6.1事故原因和预防 原因：

测量不准确；桩头预留量太少。 预防措施：

可采用多种方法测量，确保准确；桩头超灌预留量可适当加大。 4.6.2处理办法

挖开桩头，重新接桩处理。

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