水下混凝土灌注樁施工技術(shù)與質(zhì)量控制

1、某某航電樞紐工程 1 工程概況某某航電樞紐工程是一座以航運(yùn)發(fā)電為主的綜合性樞紐工程，被列為國(guó)家“十五重點(diǎn)工程建立工程。該工程右汊 13 16 閘壩根底全部位于 7 風(fēng)化槽上。風(fēng)化槽呈狹長(zhǎng)形帶狀#分布，槽深一般為 1015 米，最深達(dá) 23 米，且地下水豐富，不具備換基施工條件；設(shè)計(jì)采納直徑為 2 米的混凝土灌注樁樁基施工方案進(jìn)展處理，共布設(shè)人工挖孔灌注樁 35 個(gè)。在施工過(guò)程中發(fā)覺(jué) 1 , 14 , 20 , 21 , 25 , 28 , 31#共 7 個(gè)樁樁深達(dá) 20 米以上，且滲水嚴(yán)峻，不相宜常規(guī)混凝土灌注，經(jīng)業(yè)主 ,設(shè)計(jì), 監(jiān)理, 施工共同探討后確定采納水下混凝土灌注施工方案。2 工程特

2、點(diǎn), 難點(diǎn)及其施工措施2.1 地質(zhì)條件困難風(fēng)化槽內(nèi)地層為白堊系紫紅色雜礫巖，礫巖成份雜，主要為硅質(zhì)巖 , 石英砂巖, 灰?guī)r等成份，礫石塊度不一，一般幾厘米至十幾厘米，無(wú)磨圓，呈棱角狀，無(wú)分選，鈣質(zhì)和粉砂質(zhì)膠結(jié)。微風(fēng)化和未風(fēng)化時(shí)地層完整 , 巖石堅(jiān)硬，人工無(wú)法掘進(jìn)，需爆破，這是“硬的特點(diǎn)；當(dāng)雜礫巖遭受構(gòu)造破壞時(shí)，其巖性硬脆易產(chǎn)生裂隙，由于地下水的作用使其鈣質(zhì)溶蝕，巖石構(gòu)造被破壞，巖石失去膠結(jié)而成松散沙礫狀，如遇水浸泡飽和即成流塑狀態(tài)的“泥石流，且漸漸向深部開(kāi)展而形成溶槽。溶槽和泥石流表現(xiàn)其“軟的特點(diǎn)，是本區(qū)典型的不良地質(zhì)現(xiàn)象。同時(shí)，溶槽的頂?shù)撞亢蛢蓚?cè)與硬巖層的接觸面呈不規(guī)那么和犬牙交織狀?！坝驳?/p>

3、要放炮，軟的可流淌，就是風(fēng)化槽內(nèi)地質(zhì)條件困難性的主要特點(diǎn)。2.2 成孔施工困難在溶槽部位的樁井，因其土層抗剪強(qiáng)度低，井壁自穩(wěn)實(shí)力差，特殊是遇水時(shí)可能軟化成泥石流，導(dǎo)致無(wú)法成孔；在硬巖層部位的樁井，因巖層硬度大，非爆破掘進(jìn)不行，進(jìn)尺特別困難；靠近溶槽邊巖層樁井，爆破難度更大，限制不好可能引起崩跨事故；在溶槽和硬巖層軟硬結(jié)合部位的樁井，面臨著巖石一側(cè)要爆破，另一側(cè)土層護(hù)壁護(hù)不住的犯難狀況，處理不好甚至可能導(dǎo)致樁井報(bào)廢和塌埋事故。這就是工程的難點(diǎn)。2.3 施工技術(shù)措施2.3.1 測(cè)量定位樁位中心點(diǎn)由專業(yè)測(cè)量人員放樣定點(diǎn)確定。中心確定后，以 1/2 設(shè)計(jì)樁徑加護(hù)壁厚度為半徑劃圓確定樁孔開(kāi)挖范圍，在這半

4、徑線以外每樁均砌筑 240mm 厚500mm 高擋水圍井，并在其頂部彈出十字引線，以便限制開(kāi)挖位置和樁井垂直度。2.3.2 人工挖孔施工的主要技術(shù)措施.1 采納群孔開(kāi)挖, 群井抽排，以削減單井滲漏水量。對(duì)風(fēng)化槽外來(lái)水要進(jìn)展必要的圍擋和截流，削減其對(duì)風(fēng)化槽的反復(fù)補(bǔ)給和淘蝕。.2 特殊樁孔實(shí)行措施進(jìn)展護(hù)壁施工。一般樁孔采納 200mm 后 C20 鋼筋混凝土護(hù)壁，中部布設(shè) 12200 鋼筋網(wǎng)，施工時(shí)每挖裝 1m 高模板澆混凝土一次 ，循環(huán)施工。特殊樁孔實(shí)行特殊措施進(jìn)展護(hù)壁：對(duì)護(hù)壁后產(chǎn)生裂縫或護(hù)壁垮塌的井段，采納鋼板卷管內(nèi)回填 C20 混凝土護(hù)壁，雖造價(jià)高，但護(hù)壁效果明顯；對(duì)泥礫石井段和半邊巖井段那

5、么實(shí)行如下綜合護(hù)壁技術(shù)措施進(jìn)展處理：1 護(hù)壁高度削減到一層，護(hù)壁厚度增加到 250mm，護(hù)壁縱筋按 12100配置，單根長(zhǎng)度，上下搭接，徑向箍筋按 8100 配置，單長(zhǎng),布設(shè)在護(hù)壁中部。2洞井開(kāi)挖時(shí)邊開(kāi)挖邊設(shè)置“7型斜插鋼筋16 鋼筋制作，單根長(zhǎng)，間距 ,漏水，邊挖邊堵，以滿意裝模高度為止詳見(jiàn)附圖 3開(kāi)挖到達(dá)預(yù)定高度后快速安裝模板和護(hù)壁鋼筋，將打算好的加有 711 速凝劑的混凝土盡快入倉(cāng)并插搗密實(shí)，到達(dá)護(hù)壁目的。通過(guò)上述措施，有效地克制了地下水豐富造成的松散泥礫石的流淌和垮塌，克制了半邊巖鋼板卷管護(hù)壁無(wú)法下沉的沖突，同時(shí)斜插鋼筋與護(hù)壁鋼筋混凝土的錨固作用能大大提高護(hù)壁混凝土拱圈的剛度，有利于下

6、部的爆破掘進(jìn)。2.3.3 鋼筋籠施工2.3.3.1鋼筋籠制作嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)展鋼筋籠制作，孔深超過(guò) 15m 的鋼筋籠按 2 節(jié)制作，孔內(nèi)焊接。鋼筋籠以每 3m 設(shè)樣架一個(gè)，樣架與主筋之間采納雙“L型鋼筋連接焊牢，確保成品鋼筋籠順直, 有剛度，在吊裝過(guò)程中不變形，樣架連接見(jiàn)附圖 2。2.3.3.2鋼筋籠安裝本工程采納 MQ600 門(mén)機(jī)吊裝，吊裝過(guò)程中，先將鋼筋籠吊直扶穩(wěn)，對(duì)準(zhǔn)樁孔后緩慢放下，防止碰撞孔壁，入孔后利用上部圍井定位，綁好愛(ài)護(hù)層墊塊，如為兩節(jié)，那么第一節(jié)吊入孔內(nèi)固定在圍井上，再將另一節(jié)吊起與第一節(jié)焊牢并一同調(diào)入孔內(nèi)，然后進(jìn)展定位固定。固定后的鋼筋籠應(yīng)處于懸吊狀態(tài)。2.3.4 混凝

7、土灌注施工2.3.4.1 干孔施工一般干孔采納常規(guī)混凝土澆筑施工?；炷亮嫌砂韬蜆前柚?，10 噸汽車(chē)運(yùn)輸，每車(chē) ，門(mén)機(jī)加串筒將混凝土送入樁內(nèi)，每一層，分層振搗密實(shí)，每樁一次連續(xù)澆筑，一次成樁。.2 水下樁孔混凝土澆筑施工水下混凝土是用導(dǎo)管將混凝土送入樁底，并利用樁井內(nèi)混凝土不斷上升解除積水的一種非排水澆筑混凝土施工工藝。在鋼筋籠吊裝完畢，隱藏工程驗(yàn)收合格后，即可進(jìn)展水下混凝土澆筑施工。水下混凝土澆筑前，做好下料鋼導(dǎo)管的打算。首先依據(jù)樁深確定導(dǎo)管的長(zhǎng)度和導(dǎo)管節(jié)數(shù)，并在地面試裝導(dǎo)管，檢查接頭密封性能；然后搭好漏斗支架，用門(mén)機(jī)將導(dǎo)管吊裝就位，導(dǎo)管布于樁位中心并插入井內(nèi)，底口距井底鋼導(dǎo)管直徑為 200

8、mm處裝設(shè)一預(yù)制混凝土隔水栓，用鐵絲固定。導(dǎo)管安裝好, 各項(xiàng)打算工作就緒后，開(kāi)場(chǎng)混凝土澆筑。水下混凝土入倉(cāng)一般用混凝土輸送泵，能保證混凝土的連續(xù)性，本工程因混凝土量少，就地選用門(mén)機(jī)入倉(cāng)，10 噸汽車(chē)水平運(yùn)輸，每車(chē) 3m。當(dāng)漏斗內(nèi)的混凝土量和備用量滿意初灌量時(shí)剪斷隔水栓固定鐵絲，使混凝土和隔水栓一同注入井底，并使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下以上，同時(shí)連綿不斷地輸送混凝土，盡量不連續(xù)。如遇混在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊，破壞導(dǎo)管接頭密封墊。灌注過(guò)程中親密視察管內(nèi)混凝土下降和返水狀況，剛好測(cè)量孔內(nèi)混凝土面實(shí)際高度，正確指導(dǎo)導(dǎo)管的提升和撤除，導(dǎo)管提升時(shí)應(yīng)保持垂直井口面，并限制提上升度，保證導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)深度不少

9、于 1m 也不大于 3m。每次撤除導(dǎo)管動(dòng)作要快速，時(shí)間不宜超過(guò) 15分鐘，拆下的導(dǎo)管應(yīng)馬上沖洗干凈?；炷翝补喔叨纫蟊葮俄斣O(shè)計(jì)高度高。整樁混凝土澆筑在第一倉(cāng)混凝土初凝前一次完成，在拔出最終一節(jié)長(zhǎng)導(dǎo)管時(shí)，拔管速度要慢，同時(shí)要反復(fù)活動(dòng)導(dǎo)管，以保證混凝土密實(shí)。當(dāng)混凝土澆筑完畢上部混凝土開(kāi)場(chǎng)初凝時(shí)，應(yīng)解除對(duì)鋼筋籠的固定措施，保證鋼筋籠隨著混凝土的收縮而收縮，防止粘結(jié)力的損失。樁頭清理樁孔混凝土澆筑完畢, 混凝土強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)值的 25%時(shí)，馬上撤除井口圍井，采納人工手工鑿除樁頭多余混凝土，使之到達(dá)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高。禁用爆破或其他影響樁身質(zhì)量的方法鑿除。3 質(zhì)量限制措施及效果3.1 成孔質(zhì)量限制該樁基為端承

10、樁設(shè)計(jì)，人工開(kāi)挖成孔，鋼筋混凝土護(hù)壁。其對(duì)樁孔垂直度和樁基基面要求高，施工時(shí)首先要限制好樁中心位置和垂直度，本工程利用井口的擋水圍井設(shè)置限制點(diǎn)，開(kāi)挖過(guò)程中每下挖 2m 檢查一次樁中心偏差, 垂直度及樁徑，發(fā)覺(jué)問(wèn)題剛好訂正，確保樁位中心偏差在限制范圍 50mm 以內(nèi), 樁徑不小于設(shè)計(jì)樁徑, 成孔垂直精度限制在 0.5以內(nèi)；其次，要限制好孔內(nèi)爆破質(zhì)量，采納淺孔小藥量延發(fā)爆破，限制了爆破對(duì)護(hù)壁和基巖面的影響。在樁基挖至設(shè)計(jì)基巖面后，剛好組織業(yè)主 , 設(shè)計(jì), 地質(zhì), 監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合驗(yàn)收，確保了樁根底質(zhì)量和整樁成孔質(zhì)量。3.1.1 鋼筋籠制作安裝質(zhì)量限制加工前首先對(duì)鋼筋原材料進(jìn)展進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)，合格后再按設(shè)計(jì)和

11、標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)展制作加工；同時(shí)制作過(guò)程中要嚴(yán)格限制鋼筋籠的垂直度, 圓度, 剛度，全部骨架均采納焊接連接，鋼筋籠吊裝前應(yīng)逐節(jié)檢查焊縫質(zhì)量，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的堅(jiān)決返工，對(duì)骨架連接點(diǎn)采納加強(qiáng)鋼筋焊接固定，確保焊接質(zhì)量。在鋼筋籠安裝時(shí)，檢查鋼筋籠起吊后的垂直度，確保能順當(dāng)下放到位，如遇阻礙，剛好查找緣由，解除阻礙。鋼筋籠在孔內(nèi)焊接時(shí)，上下節(jié)應(yīng)對(duì)齊，并對(duì)稱焊接，確保鋼筋籠整體的垂直度和焊接質(zhì)量。3.2 成樁質(zhì)量限制首先要嚴(yán)格限制進(jìn)場(chǎng)原材料的質(zhì)量，不合格材料嚴(yán)禁運(yùn)用。同時(shí)，施工前要選好相宜的混凝土協(xié)作比，混凝土拌和物應(yīng)有良好的和易性，水下混凝土還應(yīng)有足夠的流淌性，其坍落度按 1822cm 限制，以確?；炷恋?/p>

12、順當(dāng)灌注。本工程水下混凝土協(xié)作比方下：某某航電樞紐工程水下混凝土協(xié)作比SK-1摻量(1/萬(wàn))每立方砼材料用量陷度SK- SK-中石12C25522 130647 387 580注：骨料為湘江自然河砂, 河卵石，粉煤灰為湘潭電廠級(jí)灰其次，在灌注混凝土之前應(yīng)抽干滲水檢查樁孔質(zhì)量,使之到達(dá)灌注要求。同時(shí)，按標(biāo)準(zhǔn)要求檢查鋼導(dǎo)管的水密承壓, 接頭抗拉密度，不符合要求的要進(jìn)展處理, 調(diào)換；對(duì)導(dǎo)管的安裝和隔水栓應(yīng)進(jìn)展檢查，限制導(dǎo)管與孔底的高度，確?；炷聊茼槷?dāng)排出。開(kāi)場(chǎng)灌注時(shí)，應(yīng)備足混凝土料，使第一次下料時(shí)混凝土高度到達(dá)以上導(dǎo)管買(mǎi)入混凝土內(nèi) 1m 混凝土應(yīng)緩緩灌入，防止在導(dǎo)管內(nèi)形成

13、高壓氣囊，損壞導(dǎo)管密封圈，提管時(shí)速度要慢，同時(shí)應(yīng)反復(fù)活動(dòng)導(dǎo)管，使導(dǎo)管下部混凝土密實(shí)；提管高度應(yīng)嚴(yán)格限制，防止提出混凝土面，造成導(dǎo)管進(jìn)水；如不當(dāng)心導(dǎo)管進(jìn)水，應(yīng)剛好向下插入混凝土內(nèi)，并解除導(dǎo)管內(nèi)積水才能接著混凝土澆筑。完畢時(shí)，應(yīng)檢查樁頂混凝土面標(biāo)高。3.3 質(zhì)量限制效果該工程在施工時(shí)對(duì)每樁都預(yù)埋了聲波檢測(cè)管，完畢后對(duì)樁孔混凝土進(jìn)展了抽樣鉆孔取芯和每樁的聲波檢測(cè)，結(jié)果是芯樣密實(shí)，有極少量氣孔，混凝土與基巖面接合嚴(yán)密，聲波檢測(cè)波速均在 5000 波速以上。經(jīng)聯(lián)合評(píng)定 33 個(gè)樁分為33 個(gè)單元，其中合格單元 33 個(gè)，合格率 100，優(yōu)良單元 30 個(gè)，優(yōu)良率91，樁基質(zhì)量?jī)?yōu)良。4 完畢語(yǔ)本工程運(yùn)用的施工方法和質(zhì)量限制措