水下混凝土灌注桩施工方案

水下混凝土灌注桩施工方案水下混凝土灌注桩施工方案水下混凝土灌注桩施工方案（试桩）一、编制目的二、编制依据1、《公路工程技术标准》JTGB01-20032、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-20043、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-20044、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-20075、《公路桥涵施工技术规范》JTG041-20006、《公路交通安全设施设计技术规范》JTGD81-2006（G30)西安~潘家湾段两阶段施工图设计》三、适用范围新建高速公路西宝改扩建工程 B-C12 标段小庵村大桥桩基工程（K299+342~K299+768);旋挖钻适用于黄土、粘土、砂砾石层、微风化层。四、设计概况386m,19-20m跨。21-20m跨。桥梁根，1.6m，52根，1796延米34.5m。根据设计地质钻孔勘探，地质状（硬塑（硬塑（硬塑、中砂（密实、圆砾：密实，具体各层地质情况分布深度、厚度K299+555小庵村大桥工程地质纵断面图，根据地质状况，本工程钻孔桩施工适用于旋挖钻机成孔。五、试桩地点、目的及主要内容1、地点小庵村大桥选用右幅0#桥台0#-5 号桩基为试桩，墩中心里程为K299+345.31,21*20m3根φ140cm590.46018m，原地面以下为;粉质粘。2、目的掌握成孔工艺：钻机类型、型号、钻头型式，以及在不同掌握下钢筋笼合理方式和控制钢筋笼位置、标高的合理方法。检验试验室混凝土的配合比、坍落度等各项指标的可靠性和实用性。为灌注桩施工提供混凝土灌注等施工参数。确定施工组织及管理体系、人员及指挥方式。确定适宜的现场施工的机械、人员数量及混凝土运输车辆数量。检验施工组织和施工工艺的合理性与适应性，修正施工方案，完善施工组织，指导灌注桩施工。3、主要内容本次试桩按照钻孔桩的工程要求，进行施工。包括：场地整平、测量放样、埋设护筒、桩位复测、泥浆池开挖、泥浆拌制、钻孔、成孔通过钻孔灌注桩试桩施工，进行成桩工艺试验，以复核地质资料以及设备、工艺，确定混凝土配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度、每延米混凝土用量等各项工艺参数。六、施工方法及工艺要求钻孔施工工艺流程图（见附表）1.施工准备钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时应挖成平坡，平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。2.测量放样根据设计单位移交的测量控制点，布设施工测量控制网，依据施工测量控制网进行施工放样。首先放出墩位中心线，再放各桩位中心线，并设置护桩，护桩设置在稳定的基础上。3.护筒制作及埋置旋挖）cm，护筒应选用δ=8～10mm的钢板，一般高度为每。埋设护筒时，护筒四周回填黏土并分层夯实。1%。4.泥浆的制备在砂类土、粉质黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁；在黏性土中钻孔，塑性指数大于15，浮渣能力满足施工要求时，将利用孔内原土造浆护壁。泥浆性能指标应符合下列规定：泥浆比重：旋挖钻机泥浆比重为1.05～1.15。黏度：一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s；含砂率：新制泥浆不大于4%；胶体率：不小于95%；PH值：大于6.5。为提高泥浆黏度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，5.钻孔施工开钻前申请报验，经监理工程师对钻头直径、钻机对中及水平检查验收合格后方可开钻。开孔的孔位必须准确，开始钻进时不易大冲程，使初成孔壁竖直、圆顺、坚实；在护筒底脚处也必须短冲程钻进，使护筒底有很好的泥浆护壁。钻孔时，经常观测泥浆面标高，保持孔内泥浆压力，孔内水0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m钻孔时，起、落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆积在钻孔周围。钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提出孔外，孔口必须加护盖。钻孔过程中要经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。钻孔达到设计标高后，对孔位、孔径、孔深和孔形进行检验，并填写钻孔记录表，孔位偏差不得大于5cm。经常注意检查钻机位置，保持其位置正确和平台稳固。通常采用施工对角桩位的方法进行钻孔，在相邻灌注桩桩身砼2.5Mpa6.成孔检查孔径和孔形检测4～6倍，详见下图。检测时，将检孔器吊起，孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅表明孔径符合设计要求。探孔器示意图说明：1、图中尺寸均“m”计； 2、D为桩径。孔深和孔底沉渣检测10cm，。成孔竖直度检测4～6个位置，然后将几个数值综合比较得出最终的孔身垂直度。7.第一次清孔采用反循环清孔方式2～3mm颗粒，2%17～20s；浇筑水下混凝。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。在抽渣或吸泥时要及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位。8.钢筋笼制作、安装钢筋原材料及半成品钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、麟锈等清除干净；钢筋应平直，无局部弯折，下料前，必须先进行检查拉直，钢筋接头采用搭接电弧焊时，两钢筋搭接端部应预弯，使两结合钢筋轴线一致；螺旋筋可采用绑扎接头。在同一根钢筋上应尽量减少接头。焊好的钢筋笼应平置，与地面之间加垫等高的混凝土垫块。8.2钢筋笼的制作安装现场制作钢筋笼时，主筋接头以双面搭接焊或套筒连接为主；钻孔桩孔口两节钢筋笼间连接时，为了压缩工序时间，采用单面搭接焊；1000mm为主筋直径。加强箍筋与主筋间的连接全部采用焊接。2Ф16加强箍筋，增加钢4Ф16的定位耳筋，确保钢筋笼与孔壁的保护层厚度，定位钢筋尺寸见下图：（18米，尽可能减少钻孔桩孔口连接时的焊接工作量，减少终孔与水下混凝土灌注前的时间间隔。吊，必须用两点吊：第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长（单面搭接焊，为了减少工序衔接时间，应采用两台及以上的电焊机同时进行焊接作业，待全部接头焊好，并经现场监理确认质量合格后，就可16mm4～6根竖向吊筋和水平箍筋声测管采用无缝钢管，尺寸及根数按设计要求布置；声测管贯穿于整个桩长，声测管加长时，采用套管丝扣连接，捆扎在钢筋笼的同一根主筋上，管口高出设计桩顶20cm，每个声测管高度保持一致。为确保混凝土灌注时管内不进污物，要求声测管在混凝土灌注前全部进行试水，管的顶口必须使用软木塞密封。9.砼灌注.安装导管导管采用φ250～3001～21～1.5m的短4m的。钢管内壁光滑、园顺，内径一致，导管连接应牢固、封闭严密，吊装前先试拼，并做水密承压试验，导管试压压力1.5倍。按自下而上顺序标示每节导管长度，上下250～400mm的空间。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的%并不大于.浇注混凝土前二次清孔浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，如柱桩超出5cm、摩擦桩超过20cm，则利用导管进行二次清孔，采用换浆法：用1.1—1.25比重的纯泥浆迅速压进孔内，把孔内悬浮钻渣较重的泥浆换出。或喷射法清孔，在灌注砼前，对孔底进行高压射水或射风数分钟，使沉淀物飘浮后，立即灌注水下砼。.灌注水下混凝土在浇筑水下混凝土前，填写《成孔检查记录表》和《钻孔检验批质量验收记录表》，在浇筑水下混凝土过程中，填写《水下混凝土浇筑记录》，均应专人按规定进行记录、整理。1m。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。首批灌注砼的数量公式（例桩径D=1.4）：25-40cm，H1表示首批灌注砼的最小深度（导管底口到砼面的高度）为表示泥浆底部到1m。h1=Hwrw/rC=11*27/24=12.4mVr1.4=3.14*(1.4/2)2*（H1+1）+3.14*(0.3/2)2h1/4=3.14*(1.4/2)2*(0.4+1)+3.14*(0.3/2)2*12.4/4=2.37m3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。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，2～6m12节导管。此时，暂停灌注，先取走漏斗，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住待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，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。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。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。循环使用导管4～8次后，应重新进行水密性试验。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，为防止顶层3m1m之间时，应减慢灌注混凝土的速度，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。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应超灌50cm，承台施工前将超灌段混凝土清除。，通知拌和站按需要数量拌制，切忌钻孔桩混凝土超灌过多，既造成材料浪费，又增加凿除桩头工作量。5Mpa后方可拆除。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，若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。水下混凝土浇筑过程中，发生导管漏水或拔出混凝土面、机械故障或其他原因，造成断桩事故，须重钻。孔深及混凝土面深度采用标准测绳检测，测绳采用钢尺进行校核。在测绳的底部坠以测锤，测锤一般采用圆锥形，圆锥平面直径不小于10cm，质量不小于5kg。10.泥浆清理钻孔桩施工中，产生大量废弃的泥浆，为了保护当地的环境，这些七、人员组织主要管理人员见下表编姓名职称职务备注1加武工程项目经理项目负责人2史智工程总工技术总负责3贾琪工程安质部长现场安全负责人4乔俊工程工程部长现场施工负责人5苗立工程试验室主现场试验负责人6胡志工程保障部部机械设备、物资负责人7杨少工程测量班长现场测量负责人8桂朋工程技术主管试桩技术负责人施工人员（每台钻机配备人员）见下表4修理工1机械维护与修理5电工1负责施工用电6安全员1全面负责施工中的安全质量7测量1全面负责施工中的测量工作序号工种序号工种人数职 责1班组长1负责施工指挥，协调各工序间操作联系2司钻3负责钻机成孔3砼罐车司机5负责混凝土运输合计13采用的钢筋进场使用前必须经由试验室按规定频次进行检验，合格后方可使用；混凝土必须满足设计及施工要求。序规格型设备名称单数备注1HZS120砼拌合站台22ZL50装载机台13旋挖钻机台14BXI-500电焊机台2525T吊车台16钢筋笼运输台178m3砼罐车台58φ30导管套29检孔器个1九、设备机具配置十、质量检验标准表1 钻孔桩钻孔允许偏差序序项目12（mm)允许偏差（mm）不小于设计摩擦不小于设计3桩位排架4倾斜度（mm)摩擦50≤1001%桩长，且不大于500符合设计规定，设计未规定时5桩按施工规范要求（mm)支撑不大于设计规定表2 钻孔桩钢筋骨架允许偏差序号序号项目1钢筋骨架在承台底以下长度2钢筋骨架外径3主钢筋间距4加强筋间距5箍筋间距或螺旋筋间距允许偏差（mm）±10±10±20±20±106钢筋骨架垂直度1%7钢筋骨架保护层8骨架中心平面位置9骨架顶端高程10骨架底面高程±10±20±20±50十一、安全及环保要求1.安全生产凡进入施工现场的管理人员必须佩戴安全帽，其他操作人员必须戴安全帽、专用手套、防护面罩等防护用品。禁止未戴安全帽的人禁止小孩进入施工现场，一旦发现，应立即令其离开，以免发生危险（如：被钢筋笼扎到、触电等。搬运导管、钢筋笼应由专人统一指挥。成孔后的孔口要防护，防止人员掉入孔中。在任何情况下，严禁施工人员进入无其他防护设施的挖孔中处理故障。吊车起吊钢筋笼时，回转臂下严禁站人。1分部定期对施工人员进行安全教育，提高全员安全防患意识，牢固树立“安全第一，预防为主”的意识。严格遵守有关安全施工地法律法规和安全规程组织施工生产，确保施工安全。2.文明施工布置施工标志牌，标志牌上内容包括工程概况，主要工程数量表、施工主要负责人员在有碍行人及行车安全地段，做好防圈栏，设立醒目的警示标志。施工期间保护好现有建筑物，不损坏、不污染，完工前做到料清场地净。对临时用地施工完毕后做好恢复工作，因施工损坏的道路要及时修整，保证道路通畅，尽量避免对道路的污染。施工人员要听从分部技术人员的指挥、指导，不能辱骂技术人员、现场监理人员，未验收通过不能进入下道工序施工。施工现场各类材料应分别堆放，并设材料标示牌，现场醒目位置应设施工简介牌，机械设备上应设安全操作规程牌。严格按照河南省有关文明工地施工布置施工现场，组织文明施工。3.环境保护严禁参建人员乱砍、乱伐、乱猎，保护好沿线周围的动、植物。生产、生活污水不能随意排放，应拉至专门弃放地点排放，以免污染环境。夜间作业尽量减低噪音，以免影响周围群众休息。临时驻地应设厕所，并做好卫生防护工作，禁止随意排泄，污染环境，影响施工单位形象。临时驻地撤离时，必须采取清理措施，保持现场清洁，干净。严格按照业主、监理和各级地方人民政府有关环境保护的要求组织施工生产。平整场地测定孔位平整场地测定孔位制作护筒挖埋护筒挖泥浆池、沉淀池加工钻头钻机就位泥 浆 制 备钻 进泥浆循环、滤碴、补浆、测指标中间检查测孔深、泥浆比重、钻进速度终 孔测孔深、孔径、孔斜度清 孔注清水、换泥浆、测比重测孔深、孔径测孔填表格、监理工程师签字认可钢筋笼制作安放钢筋笼填表、监理工程师签字认可清理、检查安放导管二次清孔检查泥浆比重及沉渣厚度灌注混凝土制作混凝土试件，测量混凝土面高度和导管埋深深度凿桩头桩基检测水下无人机物探技术预研究水下无人机物探技术国内外发展现状国内水下无人机系统调研901000在夏威夷海域下潜可达5300米，在潜深方面取得了巨大的进步；1997年,“CR-O1”再一次在太平洋顺利完成了深海探测任务,并获取了大量数据和资料。其后，中科院沈阳自动化研究所又研制了“CR-O2”和“潜龙一号”深潜器（11500kg，工作深度为6000米，最大续航能力24小时。图1“CR-02”和“潜龙一号”深潜器702所、沈阳自动化研究所和哈尔滨工程大学联合研制的智水-Ⅰ型、智1994199520004国外水下无人机系统调研1934900多米的载人潜水器，这是所谓最50年代开始水下机器人的发展经历了半个多世纪的1953年又研制出无人有缆遥控潜水器。其后水下无人机的发展过程大致195070年代，这CURV系统因7080年代，属于水下无人机研究的大发展时期，随着工业发展，地球资源的消耗，世198021世纪以来，世101000（投入到军用或民用的领域。图2国外研制的各种水下无人机国内外比较有代表性的水下无人机有：由美国伍兹霍尔海洋研究所设计、美国水螅虫（Hydroid）公司制造和销31所示。图3REMUS100、REMUS600和REMUS6000系列水下无人机REMUSREMUS100REMUS600REMUS6000重量37kg272kg863kg长度1.6m3.2m3.94m直径0.19m0.32m0.67m速度4.5节4.5节4.5节深度100m600m6000m电池1KWh5.2KWh11KWh续航>10hrs>50hrs22hrs由美国海军研究所和金枪鱼机器人公司研发的战场准备自主式水下无人机，BluefinBluefin-9、Bluefin-12Bluefin-21（图42图3Bluefin-9、Bluefin-12和Bluefin-21系列水下无人机表2Bluefin系列航行器的各项性能指标Bluefin-9Bluefin-12Bluefin-21重量60.5kg260kg750kg长度1.75m4.32m4.93m直径0.24m0.32m0.53m速度5节5节4.5节深度200m1500m4500m电池锂电池1.5KWh锂电池7.5KWh锂电池13.5KWh续航能力12hrs(3节)30hrs(3节)25hrs(3节)AutosubTailsman4，Tailsman为军用水下无人机，主BEA图4Autosub-1型水下无人机ECA2070PAP104Alister5Alister100图5Alister100型水下无人机德国发展的“海獭（SeaOtter）MKATLASATLASMARIDAN，2005-20066）成功完成了多次海上猎雷试验。图6“海獭”MKⅡ型水下无人机KongsbergMaritimeHUGIN3所示。表3HUGIN系列航行器的各项性能指标HUGIN1000用于3000米的 HUGIN3000HUGIN1000HUGIN4500重量650-850kg650-850kg 1400kg1900kg长度4.5m4.7m 5.5m6.0m直径0.75m0.75m 1m1m速度2-6节2-6节 2-4节2-4节深度1000m3000m 3000m4500m电池锂电池1.5KWh锂电池1.5KWh 半燃料电池45KWh半燃料电池60KWh续航能力24hrs(4节)24hrs(4节) 60hrs(4节)60hrs(4节)图7HUGIN1000型水下无人机ISEExplorer年开始研发，2004，20065000m88ISEExplorer型水下无人机9GaviaHafmyndGavia99Gavia表4Gavia系列航行器的各项性能指标GaviaDefenceGaviaOffshore重量62kg70-80kg长度2.6m2.7m直径0.2m0.2m速度5.5节5.5节深度500或1000m500或1000m电池锂电池1.2KWh锂电池1.2KWh续航能力6-7hrs(3节)4-5hrs(3节)水下无人机执行水下调查勘探任务，是通过配置环境测量设备对水下的地形、地貌、地质进行勘察和测绘，包括多波束测深声呐、浅层剖面仪和侧扫声呐应用比较多的前视声呐是丹麦RESON公司的SeaBat系列。EdgeTech公司研制的2200系列和4400合成孔径系列侧扫声呐在水下无人机上应用较多。多波束测深声呐是可同时获得与舰船等航行体航迹相垂直且面内数十Simrad公司的EM2000多波束探测声呐在水下无人机上应用较多。声学多普勒流速剖面仪(ADCP)是一种利用声学多普勒原理测量水流速RDI公司生产多型Workhorse系列产品，主要用于海上石油和无然气工业，再生新能源利用，生物海洋学，综合海洋观察系统，航海安全，深海和中深海的海流中长期测量等。(CTD)用于测量海水的温度、盐度和深度。这类仪器采用力学、热学、流体力学等原理制成。GliderPayloadCTD是一个综合的CTD传感中武器中。水下光电成像探测设备主要包括探测水下目标的水下电视系统和水下Maritime公司研发的OE15-100A型水下照相机，是高清晰度增强型CCD照相机，采用钛合金机壳，工作深度3000m，在水下无人机上应用较多。磁力探测仪是根据光泵稳态氦原子的特性来探测磁场总强度变化的原理来工作的，其敏感元件的拉莫尔(lamor)频率的变化被转换成一种模拟电压，经带通滤波器处理后给出磁场强度分布。G-880海洋铯光泵磁力/梯度仪主要用于石油业中的海洋学研究或石油探查。技术特点分析水下无人机系统能担负多种作业任务，可由不同的搭载平台携带和布放回收，具有以下主要特点：自身目标特征小，敌方难以有效探测，具有较强隐蔽性。（2）行动无人化，使用风险低，水下无人机具有无人特性，可自主控制，极大减少或消除了环境对人员的威胁，降低了使用风险。（3）布放形式多样，作战灵活，水下无人机可根据任务需要从舰艇、飞机性。（4）任务重构能力强，可执行多种任务，水下无人机可通过对探测、信息对抗、通信等电子设备，以及发射（或布放）装置的单