钻孔桩水下砼施工作业指导书.doc

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广佛江快速通道江门段
钻孔桩水下砼灌注

作
业
指
导
书

编制人：
审核人：

中国中铁江门大道工程项目经理部
二零一三年六月二十日
编号：

江门大道钻孔桩水下混凝土灌注作业指导书

一、编制依据
1.《公路工程技术标准》（JTG BO1-2003）
2.《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
3.《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2006）
4.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）
5.《公路桥涵地基及基础设计规范》（JTG D63-2007）
6.《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）
7.《公路涵洞设计细则》（JTG/T D65-04-2007）
8.《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）
9.《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/T B07-01-2006）
10.广佛江快速通道江门段（K2+720~K44+100)工程一标段施工图设计

二、工程概况：
1、工程概况
广佛江快速通道江门段是连接广佛肇和珠中江两个经济圈的重要通道，是沟通“广佛江珠”的重要通道。江门大道北线工程广佛江快速通道江门段六标起讫里程为K16+200~K18+143，全长1.943km。桥址位于江门市蓬江区棠下镇，穿越棠下镇联厚村西面，跨越新建新南路及既有江沙路，接西环路隧道。
本标段桥梁主要包括新南路互通立交桥一座及标段起点处3*20m简支小箱梁中桥一座；路基包括桥头路基段、新南路与匝道桥间过渡路基段、主线桥梁终点与西环路隧道间过渡路基段。标段内共有桩基550根，承台基础234个，墩柱482个，桥台12个，盖梁90个，30m预制小箱梁219片，25m预制小箱梁252片，20m预制小箱梁30片，现浇预应力混凝土箱梁43联152孔。标段内钢筋约1.6万吨，钢绞线约2400吨，混凝土总量约15万圬工方。
2、地质情况：
新南互通立交桥址区属河流三角洲冲积平原地貌，地形总体较平缓，钻孔地面最大高差7：10，绝对高程在1.64~8.74m之间。地表河涌纵横、鱼塘密布。
本互通立交桥址区底层自上至下有第四系人工填土层（Q4me）、冲洪积层（Q3al+pl）、坡积层（Q4dl）、残积层（Qel）及下白垩系（K1b）泥质粉砂岩、砂岩。

三、施工工艺流程：
安放、固定钢筋笼

安装导管

安装循环管

二次清孔
监理检查沉渣厚度 混凝土生产
安桩拔球料斗

安装隔水薄膜

首批混凝土卸料、拔球

灌注混凝土、拆除导管

继续灌注混凝土、拆除导管

混凝土无损检验

四、水下混凝土灌注
钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。灌注水下砼是钻孔桩施工的关键工序。
混凝土的配制除应符合设计要求和《桥涵施工技术规范》的规定外，从气温、水泥品种、砼标号、水灰比、坍落度、外加剂等方面控制砼的初凝时间，使每根导管的砼灌注工作，在该根导管首批灌注的混凝土初凝以前完成。砼罐车运输，泵送灌注。
（1）灌注前，应再次核对钢筋笼标高，导管下端距孔底尺寸、孔深、泥浆沉淀厚度、孔壁有无坍塌现象，如不符合要求，应经处理后方可开始灌注。灌注工作应迅速，防止坍孔和泥浆沉淀。灌注所需混凝土的数量，约为设计桩径体积的1.3倍左右。
（2）灌筑水下混凝土时，直径1.5m以上桩基灌注采用5方储料斗与导管用法兰盘连接，法兰盘上采用8颗M16螺栓连接。灌注时待二辆装载混凝土的混凝土搅拌车到达泵车处，测量孔底沉渣量符合规定的要求，开始拆除泥浆循环管，安装5方储料斗，使5方储料斗落在地面枕木上，保证导管底口的高度为38-40cm，此时，由钻机大钢丝绳将料斗吊起，5方存料斗储存4方（正好一车混凝土或在料斗上做好标记），换第二辆混凝土搅拌车，待第二车混凝土开始泵送正常时直接用钻机的卷扬机拔球，输送泵加速泵送混凝土配合进行首批混凝土拔球，正常灌注至埋管深度需要开始第一次拆除导管时，先拆除5方料斗再拆除导管，换上与导管配套的2.2方料斗用钻机继续正常灌注水下混凝土至混凝土灌注结束。
1.5m直径以下桩基灌注时待二辆混凝土搅拌车到达泵车处，测量孔底沉渣量符合规定的要求，由钻机吊着5方储料斗装满的情况下，同时由该辆车拨球时放料，配合完成混凝土的拔球，第一辆车放完混凝土后换成2.2方小料斗继续灌注直至混凝土灌注结束。
（3）随灌注随提升导管，注意提管速度不得过快或过慢，过快容易引起漏水，过慢容易将导管埋入混凝土内过多，使提升导管困难，易造成断桩。在任何时候，导管埋入混凝土深度不得小于1m，严格控制在2～4m内。
（4）在灌注过程中，设专人用测绳测量水下混凝土面的准确位置，控制导管埋入深度，并按规范作好水下砼灌注记录。混凝土灌注面标高要高出设计标高0.5m~1m，以便清除浮浆，保证桩顶设计标高。
用测量绳系适量重的锤吊入孔中，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面，根据测绳所示锤的沉入深度作为砼的灌注深度计算依据。
测砣一般制成圆锥形，锤重根据孔深确定，一般不宜小于40N，测量绳用质轻、挂力强，内有钢丝、遇水不伸缩，并刻有尺度。测量绳应在每根桩冲挖完成后校核一次。探测时应仔细，并以灌入的砼数量校对，防止错误。
测量绳读数时，需要仔细观察测量绳上的刻度，用理论值计算复核混凝土上升的高度，用导管长度减去测量的孔深复核导管的埋深数值。
（5）在灌注砼时，每根桩均按规定制作砼试块，并妥善养护，强度测试后，填写试验报告表。有关砼灌注情况，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，指定专人进行记录，以便及时总结经验，指导下一根桩的施工。
砼浇注时，砼的温度不应低于5℃，当气温低于0℃时，灌注砼应取保温措施，夏季时砼入模温度不得高于30℃且不得高于气温。
具体步骤：
⑴混凝土采用自动计量拌合站拌和，混凝土输送泵输送。混凝土坍落度控制在18～22cm。
⑵导管吊装前先试拼，并进行水密性试验。接口连接牢固，封闭严密，同时检查拼装后的垂直情况与密封性，根据桩孔的深度，确定导管的拼装长度，吊装时导管应位于桩孔中央，并在灌筑前进行升降实验。
⑶首批混凝土泄放。在漏斗下口设置钢片档板，当漏斗内储足首批灌筑的混凝土量后用吊车提起钢档板，使混凝土猝然落下，迅速落在孔底并把导管裹住，保证首批初灌混凝土将导管埋深不小于1m。
⑷灌筑应连续进行，一气呵成。边灌筑混凝土边提升导管和边拆除上一节导管，使混凝土经常处于流动状态，提升速度不能过快，提升后导管的埋深不小于2米。
⑸灌筑到桩身上部5米以内时，可以不提升导管，待灌筑至规定标高才一次提出导管，拔管时注意提拔及反插，保证桩芯混凝土密实度。
⑹为确保桩顶质量，在桩顶设计标高上加灌0.5～1.0m。
五、灌注事故的预防及处理方法
1、导管进水（泥浆）
① 主要原因：
⑴ 首批砼储量不足，或虽然砼储量已够，但导管底口距孔底的间距太大，砼下落后不能埋住导管底口，以至泥浆从底口进入导管。
⑵ 导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原砼面，底口涌入泥浆。
⑶ 导管接头不严，接头间橡皮垫损坏，被导管高压气囊挤开，或导管的焊缝破裂、导管从瘪鼓处磨穿，水从接头或缝隙中流入。
⑷ 预防和处理方法
为避免发生导管进水，事前要采取相应措施加以预防，万一发生，要立即查明事故原因，采取以下处理方法：
若是由上述第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的砼拌和物通过泥石泵吸出或者用空气吸泥机吸出。不得已时需将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放钢筋骨架，导管并投入足够储量的首批砼，重新灌注。
2、堵管：在灌注过程中，砼在导管中下不去，称为堵管。有以下两种情况：
① 初灌时堵管：或由于砼本身的原因，如坍落度过小，流动性差，夹有大粒径碎石，拌和不均匀，以及运输途中产生离析，导管漏水，雨天运送砼未加遮盖等，使砼中的水泥浆被冲走，粗骨料集中而造成堵管。
处理办法可用长钢轨冲捣管内砼，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振动器使阻隔下落。如仍不能下落时，则应将导管连同其内的砼提出孔外，进行清理修整，然后重新安装导管，重新灌注。
② 机械发生故障或其它原因使砼在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的砼已经初凝，增大了导管内砼下落的阻力，砼堵在导管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施，加快灌注速度，必要时，可在首批砼中掺入缓凝剂，以延缓砼的初凝时间。
当灌注时间过长，孔内首批砼已初凝，导管内又堵塞有砼，此时应将导管拔出，重新安设钻机钻孔。
3、埋管：导管无法拔出称为埋管。其原因是：导管埋入砼过深，或导管内外砼已初凝使导管与砼间摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。
预防办法：严格控制导管埋深一般不得超过2m～6m，在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的砼不致过早初凝。
4、钢筋笼上浮
钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于导管上拔、导管钩挂钢筋笼所致外，主要原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土浇注的速度过快，使砼下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力所致。为此可采取如下措施：
① 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，使用缓凝剂等增大其流动性
② 在孔底设置直径不小于主筋的1～2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼底部。。
③ 钢筋笼上端主钢筋焊固在钢护筒上或在钢筋笼上口增加压重，可承受部分混凝土顶托力。
④ 在浇注水下砼的过程中，特别注意混凝土到达钢筋笼底标高位置时的操作：当砼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，并徐徐灌注砼，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力从而减小混凝土向上的顶托力；当砼面超过钢筋笼底4m～5m左右，应适当提升导管，减小导管埋深，使导管底口处于钢筋笼底口上端1~2m左右，并加快浇注速度，以增加钢筋笼的埋深；当砼面高于钢筋笼底2~4m后即可正常浇注。
六、质量验收标准:
桩基水下混凝土灌注完毕后，待混凝土的强度和龄期达到设计值时方可以进行桩基检测，桩的荷载试验应按监理工程师的要求编制施工设计及工艺，经监理工程师审批后方可实施。
七、安全、环保措施
1、主要安全技术措施
⑴吊机司机起吊混凝土及其它重物时要注意安全，听从指挥，严格遵守有关操作规程。
⑵高空操作人员要衣着灵便。佩戴安全带，严禁穿带钉易滑的鞋在高空操作。
⑶夜间施工要有足够的照明，现场电线、电缆不能乱拉乱搭，并且要架空2m以上。
⑷非输送泵施工，宜在混凝土斗上布置一个网眼间距90~100mm的钢筋网片，防止混凝土搅拌机搅拌不均匀的团状物和粒径过大的异物进入导管。
⑸施工人员的安全帽必须扣好安全帽扣带。
⑹只有在装拆导管的过程中才能打开导管活动门，提升导管的钢丝绳需要安装牢固，将导管扣紧，避免出现导管掉入桩孔内的事故。
⑺为防止突然停电，现场备用250KW发电机一台。
⑻为防止输送泵机械故障，现场备用2方卧式混凝土料斗一个。在输送泵或泵车故障时，可以使用吊机吊混凝土料斗保持混凝土灌注连续完成。
2、环保措施
⑴钻孔灌注桩的泥浆在灌注过程中需要使用混凝土搅拌车或罐车抽泥浆，运输至指定的弃渣场存放净化。弃渣场需要安装完善防护栏杆等安全设施。
⑵清洗导管设备的污水，需要经沉淀处理后方可以排入排水系统。