钻孔灌注桩水下混凝土灌筑施工作业指导书.doc

钻孔灌注桩水下混凝土灌筑施工作业指导书1、适用范围本作业指导书适用于新建武汉至十堰铁路HSSG-10标段钻孔灌注桩水下灌筑混凝土施工。2、作业准备2.1机具设备表2.1-1 混凝土灌注所需主要设备表序号名称规格单位数量备注1吊车台12钻机台23电焊机台6制、下笼43PNL泵台45380W潜水泵台260.9m空压机台2清孔用7桩架副28配电箱只69电表箱只110切割机台111钢板块块812钻杆11413导管273灌筑14储料斗只1灌筑15钻头保径钻16电磁铁个1孔内清除异物2.2检测设备表2.2-1 混凝土灌筑需要准备的检测设备序号名称规格单位数量备注1泥浆测试箱套1泥浆指标测量2测绳M503测井仪台14钢卷尺50m把25经纬仪台16水准仪台17测温计支28坍落度检测筒套29混凝土含气量检测仪LC-615台110试模150m组2-43、施工工艺及质量控制流程水下混凝土灌筑施工工艺及质量控制流程见下图（图3-1）。质量检查控制流程参见成孔作业指导书之图3-2。图3-1 水下混凝土灌筑施工工艺及质量控制流程4、 作业内容桩基水下混凝土施工的作业内容主要包括：导管水密性试验及安装、二次清孔、首批混凝土、导管和导管随混凝土灌筑进程的提拔、拆卸、清卸、混凝土现场检测、灌筑混凝土、埋深控制、声测管检查、桩头凿除、填写灌筑作业记录。5、质量标准及检验方法5.1钻孔灌注桩混凝土主控项目（1）混凝土原材料、配合比设计、施工和水下混凝土的检验必须符合铁道部现行铁路混凝土工程施工质量验收补充标准（铁建设2005160号）第6.2.16.2.7条、第6.3.16.3.4条、第6.4.16.4.3条、第6.4.5条、第6.4.10条、第6.4.13条和铁道部现行铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准（TB10424-2003）第9.3.49.3.5条的规定。（2）水下混凝土浇筑必须符合施工工艺设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。 检验方法：观察和测量。监理单位旁站监理。（3）桩的混凝土强度等级必须符合设计要求。水下混凝土标准养护试件强度必须符合设计强度等级的1.15倍。检验数量：施工单位每根桩应在混凝土的浇筑地点随机抽样制作混凝土试件不得少于2组；每个桩基础监理单位见证取样检测或平行检验数量为施工单位检验数量的20%、10%，且不少于2组。 检验方法：施工单位进行混凝土强度试验；监理单位检查混凝土强度试验报告和进行见证取样检测或平行检验。（4）桩身顶端必须清理上层浮浆露出新鲜混凝土面。桩顶高程和主筋伸入承台的长度必须符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。 检验方法：观察和测量。（5）钻孔桩桩身混凝土应匀质、完整。其检验必须符合下列规定： 1)对钻孔桩桩身混凝土应全部进行无损检测。检测方法必须符合铁道部现行铁路工程基桩无损检测规程（TB10218）的规定。 2)对桩身混凝土质量有疑问和设计有要求的桩，应采用钻芯取样进行检测。检测方法应符合铁道部现行铁路工程结构混凝土强度检测规程（TB10426）的规定。有资质的检测单位检测。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：施工单位检查检测报告，监理单位见证检测并检查检测报告。5.2现场水下混凝土施工质量标准及检验方法见表5.2-1。表5.2-1 水下混凝土施工质量标准及检验方法工序过程检验项目技术要求检查方法导管安装导管总长大于孔深加1m节数与长度核定导管直径200-300mm尺量导管接口处理丝口上足、密封不渗水观察检查、水密承压检测导管下至深度距孔底0.3-0.5m换算核定二次清孔清孔后泥浆指标密度1.10、粘度17-20S比重仪法、漏斗计法沉渣厚度柱桩5cm、摩擦桩20cm测绳探测核定混凝土灌筑坍落度20 mm用坍落筒、首盘一次，每50m一次含气量2%-4%或5%（有抗冻时)含气量仪、首盘一次、每50m一次温度5-30温度计、首盘一次、每50m一次泌水率少量泌水率测定仪，每班至少一次初灌量（计算值)m审核配料单、灌斗体积核定埋管控制3m埋管1m计算与实测对比核定充盈系数1.0-1.3计算核定终灌高程大于施工图桩顶高程1.0m以上测深与计算核定6、质量控制要点6.1导管6.1.1导管在使用前或使用一段时间后，除应对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外，还需做拼装、过球和水压试验，水压试验时的压力应不小于灌筑混凝土时导管可能承受的最大压力的1.5倍。见下图。（图6.1-1） 图6.1-1可下式计算：PW=1.3(rc*hc-rw*hw)式中：pw导管壁可能承受的最大压力(kg/m2)rc混凝土容重,kg/mhc导管内混凝土柱最大高度，采用导管全长。(m)rw钻孔内水或泥浆比重，1.01.25,泥浆比重大于1.25时不宜灌筑水下混凝土.(kg/m2)hw钻孔内水或泥浆深度(m)6.1.2导管可在钻孔旁预先分段拼装，在吊放时在逐段拼装。分段拼装时，应仔细检查，变形和磨损严重的不能使用。导管内壁和法兰表面如粘附有灰浆和泥砂应擦拭干净。6.1.3导管在吊放时宜用两根钢丝绳分别系掉在最下端一节导管的两个吊耳上，并沿导管每隔6米左右用铁丝将导管和钢丝绳捆扎在一起。导管吊放时，应使位置距孔中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。导管上用油漆划上刻度，导管安装好后，插入孔底，然后提离孔底30cm，检验导管实际长度。 图6.1-26.2漏斗、储料斗1)漏斗导管顶部应设置漏斗，其上方设溜槽、储料斗和工作平台。储料斗和漏斗高度除应满足导管拆卸等操作需要外，并应在浇筑到最后阶段时，能满足对导管内混凝土柱高度的需要。混凝土柱的高度，在钻孔桩桩顶低于钻孔中水面时，应使水面至少高出3m。在桩顶高于钻孔中水面时，应比桩顶至少高出3m。漏斗一般用2-3mm厚的钢板制成圆锥形或棱锥形。在距料斗上口约15cm,处的外面两侧，对称的焊吊环各一个。圆锥形漏斗上口直径一般为800mm，高为900mm。棱锥形漏斗一般为1000*1000*800mm,插入导管的一段长度，不论圆锥或棱锥，均为15 m m。上述漏斗的容量为0.5-0.7m。为了增加圆锥漏斗的刚度，可沿漏斗的上口的周边外侧焊直径为14-16mm的钢筋。棱锥形漏斗则沿斗口外侧焊30*30 m m角钢加强。2)储料斗 储料斗的作用是储放灌筑首批混凝土必须的储量。料斗和储料斗的容量应使首批灌下去的混凝土能满足导管初次埋置深度的需要。6.3二次清孔水下混凝土灌注前必须进行二次清孔。灌筑水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌筑工作，灌筑前，对孔底沉淀层厚度应在进行一次测定。如厚度超过规定，可用前述喷射法向孔底喷射3-5min，使沉淀悬浮，然后立即灌筑首批混凝土。6.4混凝土拌合物现场性能检测水下混凝土灌注前，需对混凝土的塌落度、含气量、入模温度、扩散度四项指标进行测试，满足要求后方可进行混凝土浇注。见图6.4-16.4-4。 图6.4-1现场测试仪器 图6.4-2含气量检测 图6.4-3入模温度检测图6.4-4扩展度检测6.5封底混凝土施工6.5.1隔水栓一般采用混凝土制作，其外径宜比导管内径小 2025mm，采用35mm厚的橡胶垫圈密封，其直径宜比导管内径大56mm。采用混凝土制作的隔水塞，宜制成圆锥体，其直径和技术规格要求参见下图，混凝土的强度等级宜为桩基混凝土同等强度。为保证隔水塞隔水性能良好和能顺利从导管内排出，隔水塞应具有一定的强度，表面光滑，形状尺寸规整。图6.5-1 隔水栓6.5.2封底混凝土施工后导管埋置深度为13m。检查导管内混凝土顶面标高是否满足要求，是否存在漏水现象，不满足要求则重新进行封底。6.6混凝土灌筑灌筑开始后，应紧凑的连续的进行，严禁途中停工。尽量缩短导管拆除时间，下料掌握好速度，不宜太快太猛，以免造成气堵。 图6.6-1灌筑过程中要防止混凝土拌合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，而使测深不准确。灌筑过程中，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，正确指导导管的提升和拆除。在灌筑过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗的灌入料斗和导管，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。6.7导管提升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，移到钻孔中心。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节和2节导管。此时暂停灌筑，先取走料斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时将起吊导管用的吊钩挂上待带拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将料斗重新插入井口的导管内，校正好位置继续灌筑。拆除导管动作要快，时间一般不超过15 min。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清洗干净，堆放整齐。6.8灌筑混凝土测深和导管埋深控制1)测深：灌筑水下混凝土时，应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌筑的混凝土面高度、以控制沉淀层厚度，埋导管深度和桩顶高度。测深锤法：目前多采用绳系重锤吊入孔内，使通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面上，根据测绳，所示锤的沉入深度作为混凝土灌筑深度。完全凭探测者手中所体测锤在接触混凝土顶面以前与接触混凝土顶面以后不同重量的感觉而判别。图6.8-1测深桩的测锤的重量以重一些为好，为防止测深锤接触混凝土表面后陷入太深，以平底为宜，且底面积不宜太小。一般制成圆椎形，锤底直径15 cm左右，干8-12 cm左右，锤用铁铸成，其重量视所系绳种类、测探深度和泥浆比重等而定。一般为6-9kg。测绳用质轻、拉力强、遇水不伸缩，标有尺度的如尼龙皮尺为宜。见下图。探测时须仔细，比以灌筑的混凝土数量校对，防止错误。2)导管埋深控制:灌筑混凝土时，导管埋入混凝土的深度，一般宜在2-4 m较好。在任何情况下，不得小于1m或大于6m。少于1m时，已发生拔导管时拔漏事故，大于6m以上时，易发生埋管拔不出来的事故。拔管前须仔细测探混凝土面深度。用测绳锤探测时，须有2人用2个测锤测探，防止误测。6.9混凝土最终灌筑高度的确定为确保桩顶质量，在施工图桩顶高程以上应加灌一定高度，以便灌筑结束后，将此段混凝土清除。增加的高度可按孔深，成孔方法、清孔方法确定，一般不宜小于0.5m，深桩不宜小于1m.。混凝土灌筑到接近施工图桩顶高程时，工地值班人员要计算还需要的混凝土数量。通知搅拌站按需要数拌制，以免造成浪费。为减少以后凿除桩头的工作量，可在灌筑结束后，混凝土凝结前，挖除多余的一段桩头，但应保留10-20cm，以待随后修凿，接灌承台。在灌筑接近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加、比重增。如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，使灌筑工作继续进行。在拔出最后一节导管时，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。6.10灌筑质量检查混凝土灌筑过程中，要按拌合站表8.3-3规定频次在混泥土灌筑地点检测混凝土的坍落度、含气量、泌氺率和温度等，检测结果应符合导管安装、二次清孔、混凝土灌注质量的要求。 每根钻孔桩至少应制取2组混凝土试件，桩长20m以上者不少于3组，桩径大，灌筑时间很长时，不少于4组。如换工作班时，每工作班应制取2组 ，试块应妥善保护，强度测试后，应填入试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告予以补救处理。有关混凝土灌筑情况，各灌筑时间，混凝土面的高度，导管埋深、导管拆除以及发生异常现象等，应指定专人进行记录。6.11桩头凿除基坑开挖后，准确测量并标示深入承台的高度，后采用混凝土切割设备沿周边切入3cm深度，再将混凝土与钢筋小心剥离后，用錾子将桩头凿除，见下图（图6.11-1）。 图6.11-17、成品保护（1）声测管在灌注过程中，采用内插套管的方法检查是否有漏浆现象，一旦出现不通苗头，即刻疏通，混凝土灌注结束后再进行检查，合格后灌满水，并用木塞封好。（2）桩身混凝土灌注完毕，达到初凝后即可解除钢筋笼的固定，以使钢筋笼随同混凝土收缩，避免固结力损失。（3）混凝土强度为达到5MPa前，不允许碾压或临边施工。8、安全控制要点1)施工人员应认真贯彻执行安全生产规程中的各项规定，加强现场安全教育工作，增强职工的安全意识，建立安全生产交底制度，要针对施工内容进行交底，并作书面记录。2)工程施工中，当班的项目管理人员，各工序责任人，应定期和不定期对施工机械设备、测量计量仪器具的维护磨损连接和状态偏离等状况进行检查和技术复核。及时对机械设备进行保养、维修。3)起重吊装设备使用前，均应按程序进行检查和试运行验收，确认合格后再投入使用。4)施工员起重工要对投入的起重吊装设备新旧程度、起重能力及司机的熟练程度有