公路橋涵水下混凝土灌注施工作業(yè)指導書

水下混凝土灌注施工作業(yè)指導書1.0編制目的指導作業(yè)人員按標準程序進行水下混凝土灌注，防止水下混凝土灌注過程中出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。2.0編制依據(jù)《公路橋涵施工技術規(guī)范》《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》3.0適用范圍本作業(yè)指導書適用公路橋梁鉆孔樁水下混凝土灌注工序施工。4.0混凝土灌注方法及工藝要求4.1施工工藝流程圖4-1

鉆孔樁混凝土澆注工序施工工藝流程圖4.2澆筑前的準備工作混凝土澆筑前應周密組織，精心安排，做好以下準備工作：⑴完成鋼筋籠、聲測管的下設和清孔驗收工作。⑵配管。根據(jù)孔深編排各根導管的管節(jié)組合，并填寫記錄，記錄好導管下設順序、每根導管根數(shù)、各管節(jié)的長度、導管實際下設情況、開澆情況等。⑶備足水泥、砂、石、粉煤灰、礦渣粉、外加劑等原材料和各種專用器具、零配件，并留有備用。⑷對混凝土拌合設備、運輸車輛以及與各種澆筑機具（包括起重機、隔水球、漏斗等）進行仔細地檢查和保養(yǎng)。⑸維修現(xiàn)場道路，清除障礙，保證全天候暢通。⑹組織準備。對混凝土攪拌、運輸、樁孔孔口灌注等各崗位進行分工，并明確各崗位任務和職責。4.3導管結構及下設⑴導管結構

水下混凝土灌注宜選用圓形螺旋快速接頭的鋼導管。鋼導管的內(nèi)徑應與樁徑及混凝土澆筑速度相適用，不宜小于最大骨料粒徑的6倍，一般為200～300mm。導管管壁厚度一般為3～5mm，其內(nèi)壁應光滑、圓順，內(nèi)徑一致，接口嚴密。導管尾管長度宜為3.0～4.0m，中間每節(jié)長度宜1.5m或2.0m，上部配1～2節(jié)長0.5m、0.7m、1.0m的短管，根據(jù)孔深進行調(diào)整。⑵水密試驗導管應能承受1.2～1.5MPa的壓力。使用前需要檢查導管是否漏氣、漏水、變形，接頭連接要牢固可靠，并且要定期(一般每半個月)進行一次水密性試驗，試驗壓力為樁孔底靜水（漿）壓力的1.5倍，可下式計算：PW=1.5（rc×hc－rw×hw）式中

PW——導管壁可能承受的最大壓力（kg/m2）；rc——混凝土容重，可采用24kN/m3）；hc——導管內(nèi)混凝土柱最大高度，采用導管全長（m）；rw——鉆孔內(nèi)水或泥漿容重（kg/m3），一般取1.0～1.20；hw——鉆孔內(nèi)水或泥漿深度（m）。水密試驗方法：拼裝好的導管，兩端封閉，在端口焊接進出輸水管頭。往管內(nèi)注水，注滿后封出水管頭，加壓注水，達到檢測壓力，經(jīng)過15min不漏水即為合格。⑶導管配置配置導管時要根據(jù)各樁孔的孔深、護筒至管架的距離來計算單根導管的長度，其計算式如下(式中符號見圖4-2所示)：式中：L――導管長度(m)；L1――孔外管長(m)，即導管上端管口至護筒頂?shù)木嚯x；L2――孔內(nèi)管長(m)；H――孔深(m)；L3――導管下端管口距孔底的距離(m)，即導管懸空，一般30～40cm。單根導管的實際長度等于各管節(jié)的累計長度。短導管放置在單根導管的上部。⑷導管下設導管的安裝方法見圖4-2。導管要按照順序依次下放。下設導管時應防止碰撞鋼筋籠，導管對正鋼筋籠中心慢慢下設，各管節(jié)間連接要安放“O”形密封圈，并檢查每管節(jié)間連接緊扣。導管支撐架用型鋼制作，支撐架支墊在護筒兩側的方木上，方木放置要平穩(wěn)。嚴禁將支撐架放在護筒上。導管全部下入孔內(nèi)后，應放到孔底，以便核對導管長度及孔深，然后提起30～40cm，開始澆注水下混凝土。導管的頂端配有混凝土漏斗，其高度要便于混凝土的卸料。漏斗的容積要足以保證卸料時混凝土不會溢出。4.4混凝土拌制及運輸⑴拌制前的準備工作①由試驗人員根據(jù)監(jiān)理工程師批準的室內(nèi)混凝土配合比、骨料含水量及攪拌機的容量，計算出攪拌一盤混凝土所需砂、石、粉煤灰、礦渣粉、水、水泥、外加劑的重量。②檢查混凝土攪拌機和上料設備，校準配料計量裝置。③準備足夠的砂、石、水泥、粉煤灰、礦渣粉、外加劑等材料和裝載、取樣、測試工具。⑵混凝土拌制①投料：拌制混凝土配料時，宜采用自動計量裝置，各種衡器精度符合要求，計量應準確。拌制混凝土所用的各項材料按質(zhì)量投料，配料數(shù)量的允許質(zhì)量偏差見表4-1。表4-1

配料數(shù)量允許偏差材料類別允許偏差(％)現(xiàn)場拌制預制場或集中攪拌拌站拌制水泥、干燥狀態(tài)的的摻合料±2±1粗、細集料±3±2水、外加劑±2±1②攪拌：采用自動化程度高的強制式拌和機攪拌混凝土。攪拌時間為2min。③計量：采用電子稱自動計量。水和液體外加劑也可采用流量計計量。④檢查和調(diào)整：在混凝土拌制過程中，應根據(jù)混凝土坍落度、擴散度和砂石骨料含水量的檢測結果、環(huán)境條件、工作性能要求等及時調(diào)整施工配合比。⑤每根鉆孔樁混凝土拌和過程中，由攪拌操作人員填寫攪拌生產(chǎn)記錄。⑶混凝土運輸混凝土運輸宜采用混凝土拌和罐車運輸，混凝土拌合車從拌和站開出后應在較短時間內(nèi)達到灌注現(xiàn)場，保證單樁在首盤混凝土初凝前灌注完畢?；炷翍辛己玫暮鸵仔?在運輸和灌注過程中無顯著的離析、泌水。混凝土運至灌注地點時應檢查其均勻性和坍落度，灌注時保持有足夠的流動性。當樁孔直徑D＜1.5m時，坍落度宜為180～220mm；當D≥1.5m時，坍落度應為160～200mm。應盡量減少倒運環(huán)節(jié)，盡可能采用混凝土攪拌車與導管漏斗對口澆筑的施工方法。不具備對口澆筑的條件時，可用吊車、儲料斗、臥罐等作為垂直提升轉(zhuǎn)運工具。冬季施工混凝土入導管溫度低于5℃時，拌合車應采取保溫措施；夏季施工混凝土入導管溫度大于30℃時，拌合車應采取降溫措施，減少運輸過程中混凝土坍落度損失。4.5混凝土灌注(1)開盤開澆宜采用壓球法進行混凝土灌注。導管下設后在導管內(nèi)放置略小于導管內(nèi)徑的隔離膠球作為隔離體，隔離泥漿與混凝土，然后在導管上口設置一個儲料斗，在儲料斗內(nèi)出口上放置一個蓋板。在開澆前，將混凝土儲料斗灌滿(儲料斗容積應滿足導管內(nèi)容積及封埋導管不小于1.0m深的方量)，使導管底部一次埋入混凝土面以下1.0m以上。儲料斗的混凝土儲存量可按下式計算（式中參數(shù)見圖4-3）。當儲料斗內(nèi)的混凝土量已滿足初灌要求時，拔出儲料斗內(nèi)出口上的蓋板，同時打開儲料斗上的放料閘門，使混凝土連續(xù)進入導管，迅速地把隔水栓及管內(nèi)泥漿壓出導管，同時將樁孔旁邊的混凝土攪拌車內(nèi)剩余的混凝土不斷灌入儲料斗內(nèi)而使混凝土連續(xù)地灌入樁孔內(nèi)。當孔內(nèi)漿液迅猛地溢出孔口時，證明混凝土已通過導管進入孔內(nèi)；若導管內(nèi)無泥漿返回，則開澆成功。此時應測量混凝土面的深度，確認導管埋深是否滿足1m以上的要求。⑵灌注階段①灌注混凝土一旦開澆后，應連續(xù)進行，不得中斷，并應始終使導管埋入混凝土中足夠深度，保證導管拆卸后導管埋入混凝土的深度不小于2m，以防止將導管拔出混凝土面；同時導管埋入混凝土中的深度不大于6m，以免出現(xiàn)堵管或鑄管事故?；炷凉嘧⑵陂g使用起吊設備吊放、拆卸導管。②為防止鋼筋骨架上浮，當灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部lm左右時，應降低混凝土的灌注速度。當混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上時，提升導管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢復正常灌注速度。③灌注過程中，應密切注意孔口情況，若發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮，應稍作停澆，同時在鋼筋籠上加壓重物，在不超過規(guī)定的中斷時間內(nèi)繼續(xù)澆注；若發(fā)現(xiàn)孔口不返漿，應立即查明原因，采取相應的措施處理。④提升導管時應保持軸線豎直、位置居中。如果導管卡掛鋼筋籠，可轉(zhuǎn)動導管，使其脫開鋼筋籠，然后再提升。⑤每盤測量一次樁孔內(nèi)混凝土面深度，并及時填寫水下混凝土灌注記錄表，確定灌注高度和埋管深度，指導導管的拆卸工作。當灌注方量與混凝土頂面位置不相符時，應及時分析原因，找出問題所在，及時處理。⑥混凝土應連續(xù)灌注，遇特殊情況須間歇時，間歇時間應根據(jù)具體情況確定，但不宜大于30min。每根樁的灌注時間不應太長，應在8h內(nèi)灌注完成。⑦灌注時，孔口應設置蓋板，避免混凝土散落到孔內(nèi)?；炷林脫Q出的泥漿通過泥漿排污溝排到其它正在施工的樁孔中或沉淀池，以防止泥漿溢出而污染環(huán)境。⑶終澆階段在終澆階段由于導管內(nèi)外的壓力差減少，澆注速度也會下降，如出現(xiàn)下料困難時，混凝土坍落度應適當提高，并可適當提升導管和稀釋孔內(nèi)泥漿。混凝土灌注到接近設計樁頂標高時，工地值班人員應對剩余混凝土數(shù)量（計算時應將導管內(nèi)的數(shù)量估計在內(nèi)）進行測算，并通知攪拌站按需供料。灌注的樁頂標高應比設計樁頂標高高出0.5～1.0m，以保證樁頭混凝土的強度，多余部分在承臺混凝土施工前鑿除，樁頭應無松散層。在拔除最后一段長導管時，拔管速度要慢，以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導管下，形成泥心。處于地面或樁頂以下的鋼護筒，在灌注混凝土初凝前拔出。5.0混凝土灌注質(zhì)量控制與檢查5.1混凝土原材料對每批進場的水泥、砂石骨料、摻合料、外加劑等原材料，應嚴格檢查標號、出廠日期和出廠試驗報告等材質(zhì)證明文件并抽樣檢查，嚴禁使用不合格的材料。由試驗人員對混凝土原材料按照下列要求進行取樣檢驗，并報驗試驗監(jiān)理。⑴水泥水泥可采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，使用礦渣硅酸鹽水泥時應采取防離析措施。水泥的品質(zhì)應符合設計及規(guī)范要求?；炷僚浜媳仍O計階段應進行水泥選料復檢，復檢合格后進行配比。⑵骨料①細骨料采用級配良好的中砂，細度模數(shù)在2.3～3.0之間。細骨料的品質(zhì)應滿足設計及規(guī)范要求。②粗集料宜優(yōu)先選用卵石，如采用碎石宜適當增加混凝土配合比的含砂率。集料的最大粒徑不應大于導管內(nèi)徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時不應大于37.5mm。⑶摻和料粉煤灰等礦物摻合物應保證其產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，來料均勻。施工需要摻用摻合料時，使用前應通過試配檢驗，確定其摻量。摻合料應符合設計、規(guī)范有關的施工要求，并符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。嚴禁使用已結硬、結團的或失效的摻合料用于混凝土工程中。⑷外加劑外加劑的品種應根據(jù)設計和施工要求選擇，應采用減水率高、坍落度損失小、能明顯改善混凝土性能的質(zhì)量穩(wěn)定產(chǎn)品。工程使用的外加劑與水泥、礦物摻合料之間應有良好的相容性。所采用的外加劑，應對人員、環(huán)境無毒作用。外加劑應符合設計、規(guī)范有關的施工要求，并符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。⑸拌和用水拌和用水采用飲用水或地下水，水的品質(zhì)經(jīng)檢驗應符合設計及規(guī)范要求。5.2混凝土配合比根據(jù)設計圖紙所給出的混凝土標號進行混凝土的配合比配制。在混凝土拌制前，根據(jù)理論混凝土配合比以及現(xiàn)場測定的砂、石的含水率，對混凝土配合比進行調(diào)整，提供施工混凝土配合比，并正確計算每盤用量。砂、石含水率測定，要求每工作班測試不得少于一次。5.3混凝土拌和物性能⑴混凝土原材料的稱量誤差要嚴格控制砂、石的超徑含量和混凝土原材料的稱量誤差，水、水泥、粉煤灰、礦渣粉和外加劑的加料誤差不得超過1%，粗、細集料料的加料誤差不得超過2%，每工作班抽查不得少于一次，并由質(zhì)量檢查員填寫記錄。⑵混凝土拌和物的坍落度、擴展度及含氣量混凝土拌制過程中應定期對混凝土拌和物的坍落度、擴展度及含氣量進行測定，要求每拌制50m3混凝土或每工作班測試不得少于一次，測定結果符合規(guī)范要求。5.4混凝土灌注⑴灌注前要檢修好混凝土攪拌系統(tǒng)、混凝土攪拌車、灌注混凝土的吊車等設備，以及澆筑器具，防止灌注混凝土過程中出現(xiàn)長時間中斷。⑵要根據(jù)驗收孔深和灌注平臺高度配置導管，導管接頭應有密封圈（墊）并擰緊。澆筑導管應定期進行水密試驗檢查。⑶導管下設時要按照安裝順序依次進行；導管下設后，要檢查導管是否漏漿；要將導管放置孔底，檢查是否少下導管，以及導管是否下設至距孔底30～40cm；檢查隔球塞和儲料斗內(nèi)出口上的蓋板是否放置好；拆除的導管要做好記錄，放止拆除導管時拔出混凝土面而造成斷樁。⑷灌注開始后，應緊湊地、連續(xù)地進行，嚴禁中途停工，同一根樁的混凝土持續(xù)灌注時間應不大于混凝土初凝時間。盡量縮短拆除導管時間，掌握好下料速度，不宜太快太猛，以免造成氣堵。⑸在灌注混凝土過程中，要每隔15～30min測量一次孔內(nèi)混凝土面的深度，以便控制好導管埋入混凝土中的深度，導管埋深始終控制在2.0～6.0m內(nèi)，拆卸導管時向上提升導管要慢，避免拔出導管而造成斷樁和鋼筋籠上浮。要防止混凝土拌合物從漏斗頂溢出或從漏斗外掉入孔底，使泥漿內(nèi)含有水泥而變稠凝結，而使測深不準確。測混凝土面的深度采用繩系標準錘測深法，標準錘的外形為錐形，測繩必須經(jīng)檢校過的鋼尺進行校核。⑹灌注混凝土過程中，應注意觀察管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時測量孔內(nèi)混凝土面高度，正確指揮導管的提升和拆除。⑺終澆時要仔細而準確地測量混凝土面的深度，必要時采用鋼管取樣盒，從孔內(nèi)取出混凝土樣，鑒別盒內(nèi)之物是混凝土還是泥渣，由此確定混凝土表面的準確位置。終澆標高控制在設計樁頂標高以上0.5～1.0m范圍內(nèi)。鋼管取樣盒用鋼管連接制作，鋼管最下端設一鐵盒，上有活蓋，用細繩系蓋隨鋼管向上引出。當灌注達到設計樁頂標高時，將鋼管取樣盒插入混合物內(nèi)，牽引細繩將活蓋張開，混合物進入盒內(nèi)，然后提出鋼管，鑒別盒內(nèi)之物是混凝土還是泥渣。5.5樁身混凝土檢測對樁身混凝土質(zhì)量檢查，主要從混凝土取樣試件抗壓強度和基樁無損法檢測兩方面進行。⑴混凝土強度要求水下混凝土強度等級必須符合設計要求。每樁的試件留取應按照試驗規(guī)程進行，取樣組數(shù)應滿足要求。⑵樁身完整性檢查對樁身的完整性檢測一般采用低應變檢測法和超聲波檢查法。低應變檢測法在樁頭破除后按要求打磨數(shù)個檢查點，小錘敲擊，運用儀器檢測是否存在斷樁。超聲波檢測法應預先在樁內(nèi)埋設聲測管，并保持通暢。檢測時，將測頭吊入聲測管，感應各斷面混凝土的完整性。(3)如果發(fā)現(xiàn)樁的質(zhì)量有異常現(xiàn)象或設計有要求時，則應鉆取混凝土芯樣進行檢查。6.0質(zhì)量問題處理及預防6.1樁身夾泥灌注時由于導管密封不良，泥漿滲入導管內(nèi)，或?qū)Ч芩ㄈ屏?、脫落；首批混凝土儲量不足，或雖然混凝土儲量已夠，但導管底口距孔底的間距過大，混凝土下落后不能埋沒導管底口，以至泥水從底口進入；導管提升過猛，或測孔內(nèi)混凝土面時出錯，到管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水，都會產(chǎn)生夾泥現(xiàn)象，這時應全部提出導管和鋼筋籠，鑿掉已澆注的混凝土和未提出的鋼筋籠，對樁孔進行處理并重新清孔合格后重新灌注混凝土。預防措施：混凝土導管在下入樁孔前，必須對接頭、管壁等進行詳細檢查，并做好配管記錄；定期進行導管水密性試驗；準備足夠的首批混凝土后才開澆，并使導管底口至孔底的距離為30～40cm；導管提升不要過快，測混凝土面要準確。6.2卡管在灌注混凝土過程中，隔水塞在導管內(nèi)下不去，或?qū)Ч鼙讳摻罨\卡住提升不起來而造成卡管事故?？ü苁鹿试颍焊羲ㄔ趯Ч苤?；導管升降時掛住鋼筋籠等。處理方法：因隔水塞堵塞，則可采用鋼筋或長桿沖搗，或用軟軸振搗器振搗。如仍不能疏通導管時，則應將導管連同其內(nèi)的混凝土提出鉆孔，進行清理整修，然后重新吊裝導管，重新灌注。因?qū)Ч芘c鋼筋籠卡在一起，則可采用輕扭動慢提拔的方法提升導管，使導管與鋼筋籠脫離，決不可強力起拔。如導管拉斷、脫落，可用特殊打撈工具打撈，并清除孔內(nèi)混凝土。預防措施：嚴格按規(guī)程進行操作；隔水塞制作要合理，其直徑要約小于導管直徑；混凝土配合比應與水下混凝土灌注條件相適應，和易性和流動性好；導管檢查和操作精心，導管要對準鋼筋籠的中心下設、提升導管要緩慢等等。6.3堵管在灌注混凝土過程中，由于混凝土的配合比不當；新拌混凝土的質(zhì)量不符合要求(流動性過小，嚴重離析，骨料超徑等)；混凝土的運輸方法不當，造成混凝土嚴重離析；灌注混凝土的方法不當，灌注速度過慢或中斷時間過長；混凝土導管內(nèi)徑過小，或同一根導管中采用了不同內(nèi)徑的管節(jié)等原因造成澆筑導管堵塞。出現(xiàn)堵管事故，采取以下措施處理：⑴分析堵管原因和部位，查對記錄，確認管底位置和埋深。⑵上下反復抖動導管，每次提升不要過高，不得猛敦導管，以防導管破裂和混凝土離析。⑶抖動無效時，可在導管埋深許可的范圍內(nèi)提升導管，以增加導管內(nèi)的壓力，減少混凝土流出的阻力。⑷若仍然無效，堵管部位不深時可下鉆桿捅；較深時可用壓縮空氣頂推管內(nèi)混凝土（事先制作帶進氣管的導管封頭），所用壓力應在導管強度允許的范圍內(nèi)。⑸若以上處理方法均無效，應抓緊時間起出導管和鋼筋籠，鑿掉已澆注的混凝土和未提出的鋼筋籠，對樁孔進行處理并重新清孔合格后重新灌注混凝土。預防措施：正確設計混凝土的配合比，保證其施工性能滿足泥漿下灌注的要求；嚴格控制新拌混凝土的質(zhì)量，防止和易性不合格的混凝土和超徑砂石進入導管；采用適當?shù)幕炷涟柚坪瓦\輸方法，減少倒運環(huán)節(jié)，保證供料強度滿足混凝土面上升速度的要求；做好各項組織、準備工作，確保混凝土灌注連續(xù)進行；混凝土導管的內(nèi)徑應上下一致，并盡量采用直徑較大的導管；混凝土灌注過程中應經(jīng)常提動導管，破壞混凝土的凝結，特別是灌注速度較慢時。6.4鋼筋籠上浮鋼筋籠按設計標高用吊筋懸掛在護筒上。鋼筋籠上浮原因是混凝土和易性不好，灌注中途出事故，使混凝土初凝結成硬蓋，阻力增大，或混凝土灌注速度太快向上拱抬鋼筋籠；鋼筋籠在孔口固定不牢。預防措施：放置鋼筋籠時對準鉆孔中心，在孔口牢固固定，提升導管時不可過猛；鋼筋籠安裝完成后采用2～3根φ50mm鋼管將鋼筋籠壓重，鋼管焊接在護筒或孔口支撐架上；根據(jù)氣溫變化，適當調(diào)整混凝土配合比，使其具有良好的和易性、流動性；在混凝土面接近和進入鋼筋籠時，應放慢混凝土灌注速度，保持許可范圍之內(nèi)的較深埋管，并連續(xù)灌入混凝土盡可能減少混凝土從導管底口出來后對鋼筋籠的沖擊力；當混凝土面進入鋼筋籠一定深度后，適當提升導管，以增加鋼筋籠的埋深，使得混凝土與鋼筋籠的握裹力保證鋼筋籠不至上浮。6.5塌孔在灌注過程中如發(fā)現(xiàn)樁孔護筒內(nèi)水（泥漿）位忽然上升益出護筒，隨即驟降并冒出氣泡，應懷疑是塌孔征象。

塌孔原因：護筒底腳周圍漏水，孔內(nèi)水位降低；地下水位與孔內(nèi)水位相差不