水下混凝土灌注施工.ppt

1 为贯彻执行高速公路标准化建设 严格按标准进行工序质量管理和控制 指导作业人员按标准程序进行水下混凝土灌注 防止混凝土灌注过程中出现质量缺陷 以确保建成一流的高速公路 前言 2 一 水下混凝土灌注施工技术要点二 水下混凝土灌注常见问题及预防措施 提纲 3 4 一 孔形 孔径 孔深 孔位二 泥浆相对密度 倾斜度 沉渣厚度三 钢筋笼安装高程 1 开灌前 含砂率 4 泥浆相对密度1 05 1 209g cm3 2 钢筋笼安装就位并经复核平面偏差在10mm 高程在 50mm以内 3 沉渣经测定符合摩擦桩 20cm 端承桩 5cm的要求 一 技术准备 质量检查内容 四孔三度一高程 5 桥梁基础水下混凝土灌注施工工艺流程导管水密性试验及安装 二次清孔 混凝土现场检测 首批混凝土 灌注混凝土 导管和导管随混凝土灌注进程的提拔 拆卸 清卸 埋深控制 声测管检查 填写灌注作业记录 二 施工工艺流程及施工工序 6 7 8 1 灌注方案的设计 1 钢导管配置内径一般为20 35mm 每节2 3m 配1 2节1 1 5m的短管 导管下端至孔底一般为25 35cm 首次灌注导管的埋置深度应该不小于1m 必须连续灌注 把握好提升的速度 一般桩顶高程比设计值高出0 5 1 0m 三 桥梁基础水下混凝土灌注施工工序 9 三 桥梁基础水下混凝土灌注施工工序 2 导管水密承压和接头抗拉试验使用前需要检查导管是否漏气 漏水 变形 接头连接要牢固可靠 并且要定期 一般每半个月 进行一次水密性试验 进行水密试验的水压不应小于孔内水深1 3倍的压力 也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力p的1 3倍 p rchc rwHw式中 p为导管可能受到的最大内压力 kPa rc为砼拌和物的重度 24kN m3 hc为导管内砼柱最大高度 m 以导管全长或预计的最大高度计 rw为井孔内水或泥浆的重度 kN m3 Hw为井孔内水或泥浆的深度 m 4 混凝土进入导管的塌落度为18 25cm 桩径小 桩身短的应该取低限 反之取高限 首批灌注的混凝土初凝时间不得早于灌注桩全部混凝土灌注完成的时间 灌注需要较长时间时可以加入混凝剂 减缓初凝时间 运输时间和距离应该尽量缩短 灌注前混凝土的塌落度损失不应该超过2cm 水下混凝土拌制物运输时间限制 四 水下混凝土的拌制与运输 10 11 计算和控制首批封底混凝土数量 下落时有一定的冲击能量 能把泥浆从导管中排出 并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深 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 五 首批封底混凝土 式中 V 初浇混凝土体积 m3 d D 导管内径和桩孔设计直径 m 扩孔 充盈 系数 Ha 初浇混凝土高度 m Ha h1 h2 H 孔内混凝土面深度 m Hb 孔内混凝土高度达到埋管深度时 导管内混凝土柱与导管外液柱的平衡高度 m Hb r1 r2 H r1 r2 孔内泥浆和混凝土重度 kN m3 h1 导管底端到孔底的距离 m 一般取0 4m h2 导管埋入混凝土内的深度 m 一般取1 0m 12 1 桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注 灌注开始后 应紧凑连续地进行 严禁中途停工 2 在灌注过程中 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 正确指挥导管的提升和拆除 导管的埋置深度应控制在2 6m 同时应经常测探孔内混凝土面的位置 即时调整导管埋深 六 水下混凝土灌注施工要点 灌注水下砼时 应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度 以控制导管埋深 如探测不准确 将造成埋深过浅 导管提漏 埋管过深拔不出或短桩事故 因此 在水下混凝土灌注桩中是一项非常重要的工作 一定要由具有高度责任心的人来操作 严格控制三度 砼高度 埋管深度 桩顶高度 采用深锤法测深 重锤的形状是圆锥形 底面直径15cm左右 重量不小于6 9kg 用绳系锤吊入孔内 使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面 或表面下10 20厘米 根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度 本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别 测锤不能太轻 而测绳又不能太重 否则 探测者手感会不明显 在测深桩 测锤快接近桩顶面时 由于沉淀增加和泥浆变稠的原因 就容易发生误测 探测时必须要仔细 并以灌注砼的数量校对以防误测 13 3 灌注时应采取措施防止钢筋上浮 4 混凝土灌注到接近设计标高时 要计算还需要的混凝土数量 计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内 通知拌和站按需要数拌制 以免造成浪费 5 砼灌注过程中 如发生故障应及时查明原因 并提出补救措施 报请监理工程师经研究后 进行处理 六 水下混凝土灌注施工要点 有关混凝土灌注情况 在灌注前应进行坍落度 含气量 入模温度等检测 在各灌注时间 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 应指定专人进行记录 并把每个桩的原始记录资料存档 以备查 导管埋深控制 灌注混凝土时 导管埋入混凝土的深度 一般宜在2 6m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个测锤探测 防止误测 适当的灌注时间 14 六 水下混凝土灌注施工要点 15 七 质量控制标准及检验 质量控制 1 首次灌注混凝土的数量应该满足导管首次埋深和充填导管底部的要求 2 混凝土运至灌注点式应该对其坍落度 均匀性 如果不符合要求 应该进行二次搅拌 3 首批混凝土灌注后 应该连续灌注 4 在灌注过程中 应该注意保持孔内水头 5 在灌注过程中 导管的埋置深度应该在2 6m 当管内混凝土不满时 应该迅速灌满 禁止在导管内形成高压气囊 6 在灌注过程中 应该经常探测孔内混凝土面的位置 及时调整导管埋深 导管拆除要迅速 一般不宜超过15min 17 七 质量控制标准及检验 1 质量控制 7 为了防止钢筋笼上浮 当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m时 应该降低灌注的速度 当混凝土上升到钢筋骨架底口4m以上时 提升导管 使其底口高于钢筋骨架底部2m以上 即可恢复灌注速度 8 灌注的桩顶高程应比设计高程高出0 5 1 0m 以保证混凝土的强度 9 导管连接时 接头必须清洗干净 涂上黄油 并加上密封圈 对于破损的密封圈进行调换 接头的螺纹要旋转到位 以防止漏水 每次混凝土浇注拆管后应及时清洗导管 以免水泥砂浆附着凝固后下次浇注时造成堵管 10 灌注过程中 若发生意外而暂停 应不时地上下缓慢提升导管 以免导管埋置太深造成提升不动或混凝土初凝 从而出现堵管 18 七 质量控制标准及检验 11 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 12 使用全护筒灌注水下混凝土时 当混凝土面进入护筒后 护筒底部应始终在混凝土面以下 随导管的提升 逐步上拔护筒 护筒内的混凝土灌注高度 不仅要考虑导管及护套将提升的高度 还要考虑因上拔护筒引起的混凝土面的降低 以保证导管的埋置深度和护筒底面低于混凝土面 要边灌注 边排水 保证护筒内水位稳定 不至过高 造成反穿孔 另外 在拔护筒的同时要考虑可能引起的钢筋骨架上浮问题 水下混凝土浇注必须符合施工工艺设计要求 19 20 一 水下混凝土灌注施工技术要点二 水下混凝土灌注常见问题及预防措施 提纲 21 1 首批混凝土封底失败2 钢筋笼上浮3 导管进水4 堵管5 埋管6 供料和设备故障使灌注停工7 灌注过程中坍孔8 桩身夹泥9 断桩10 短桩 常见事故及处理方法 22 事故原因和预防措施 导管底距离孔底大高或太低 原因 由于计算错误 使导管下口距离孔底太高或太低 太高了使首批砼数量不够 埋不了导管下口 1米以上 太低了使首批砼下落困难 造成泥浆与混凝土混合 预防措施 准确测量每节导管的长度 并编号记录 复核孔深及导管总长度 也可将拼装好的导管直接下到孔底 相互校核长度 首批砼数量不够 原因 由于计算错误 造成首批砼数量不够 埋管失败 预防措施 根据孔径 导管直径认真计算和复核首批砼数量 首批混凝土品质太差 原因 首批砼和易性太差 翻浆困难 或坍落度太大 造成离析 预防措施 搞好配合比设计 严格控制混凝土和易性 导管进浆 原因 导管密封性差 在首批砼灌注后 由于外部泥浆压力太大 渗入导管内 造成砼与泥浆混和 处理办法 首批混凝土封底失败后 应拨出导管 提起钢筋笼 立即清孔 1 首批混凝土封底失败 23 1 原因 除了由于全导管上拔 导管提升挂钩所至外 主要是由于混凝土表面接近钢筋笼底口 导管底口距钢筋笼底口附近到2m时混凝土灌注的速度过快 使混凝土下落冲出导管底口向上反冲 其顶推力大于钢筋笼的重力导致 钢筋笼在孔口固定不牢 2 预防措施 改善混凝土流动性能 初凝时间 灌注过程中 当混凝土面接近钢筋笼底时 放慢浇注速度 混凝土面超过钢筋笼底2m左右 适当提升导管 增加钢筋笼埋深 即可正常浇注 在吊环上串钢管 钢管顶在吊挂钢筋笼的型钢上 型钢与钻机底座间固定牢固 钢筋笼上端焊固在护筒上 可以承受部分顶托力 具有防止其上升的作用 2 钢筋笼上浮 24 1 主要原因 混凝土的储量不足 或虽然混凝土的储量已够 但导管底口距孔底的间距过大 混凝土下落后不能埋没导管底口 以至泥水从导管进入 导管接头不严 接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开 或焊缝破裂 水从接头或焊缝中流入 导管提升过猛 或测深出错 导管底口超出混凝土面 底口涌入泥水 2 预防和处理办法 如果是上述第一种原因引起的 应立即将导管拔出 将散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出 或者用空气吸泥机 水力吸泥机以及抓斗吸出 若是第二种或第三种引起的 应拔换原管重新下管 或用原导管插入续管 但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥或吸水的方法吸出 3 导管进水 25 在灌注混凝土过程中 由于混凝土的配合比不当 新拌混凝土的质量不符合要求 流动性过小 严重离析 骨料超径等 混凝土的运输方法不当 造成混凝土严重离析 灌注混凝土的方法不当 灌注速度过慢或中断时间过长 混凝土导管内径过小 或同一根导管中采用了不同内径的管节等原因造成浇筑导管堵塞 出现堵管事故 采取以下措施处理 1 分析堵管原因和部位 查对记录 确认管底位置和埋深 2 上下反复抖动导管 每次提升不要过高 不得猛敦导管 以防导管破裂和混凝土离析 3 抖动无效时 可在导管埋深许可的范围内提升导管 以增加导管内的压力 减少混凝土流出的阻力 4 若仍然无效 堵管部位不深时可下钻杆捅 较深时可用压缩空气顶推管内混凝土 事先制作带进气管的导管封头 所用压力应在导管强度允许的范围内 5 若以上处理方法均无效 应抓紧时间起出导管和钢筋笼 凿掉已浇注的混凝土和未提出的钢筋笼 对桩孔进行处理并重新清孔合格后重新灌注混凝土 预防措施 正确设计混凝土的配合比 保证其施工性能满足泥浆下灌注的要求 严格控制新拌混凝土的质量 防止和易性不合格的混凝土和超径砂石进入导管 采用适当的混凝土拌制和运输方法 减少倒运环节 保证供料强度满足混凝土面上升速度的要求 做好各项组织 准备工作 确保混凝土灌注连续进行 混凝土导管的内径应上下一致 并尽量采用直径较大的导管 混凝土灌注过程中应经常提动导管 破坏混凝土的凝结 特别是灌注速度较慢时 4 堵管 26 在灌注混凝土的过程中 混凝土在导管中下不去 或导管被钢筋笼卡住提升不起来而造成卡管事故 卡管有以下两种情况 原因 初灌时隔水栓卡管 或由于混凝土本身的原因 如坍落度过小 流动性差 夹有大卵石 拌和不均匀 以及运输途中产生离析 导管接缝处漏水等使水泥混凝土中的水泥浆被冲走 粗集料集中而造成导管堵塞 处理方法 可用抖动导管 采用钢筋或长杆冲捣 或用软轴振捣器振捣 如仍不能下落 提出导管 重新灌注 须将散落在孔底的混凝土等清除 因导管与钢筋笼卡在一起 则可采用轻扭动慢提拔的方法提升导管 使导管与钢筋笼脱离 决不可强力起拔 如导管拉断 脱落 可用特殊打捞工具打捞 并清除孔内混凝土 机械发生故障或其它原因是混凝土在导管内停留时间过久 或混凝土灌注的时间过长 最初灌注的混凝土已经初凝的 增大了混凝土下落的阻力 混凝土堵在管里 预防措施是在灌注之前把机械维修一遍 5 卡管 预防措施 严格按规程进行操作 隔水塞制作要合理 其直径要约小于导管直径 混凝土配合比应与水下混凝土灌注条件相适应 和易性和流动性好 导管检查和操作精心 导管要对准钢筋笼的中心下设 提升导管要缓慢等等 27 导管无法拔出称为埋管 原因是导管埋入混凝土过深 或导管内外混凝土已经初凝使导管与混凝土之间的摩擦力增大 猛拔导管会把导管拉断 预防办法 应严格控制导管的埋入深度 一般不超过6m 6 埋管 28 事故原因和预防措施原因 由于设备故障 混凝土材料供应问题造成停工较长时间 使混凝土凝结而断桩 预防措施 施工前应做好过程能力鉴定 对于部分设备考虑备用 对于发生的事故应有应急预案 处理方法 考虑提起钢筋笼后重新成孔 7 供料和设备故障使灌注停工 29 事故原因和预防措施原因 由于清孔不当 泥浆过稀 下钢筋笼时碰撞孔壁 致使在灌注过程中发生坍孔 在松散粉砂土或流砂中钻进时 应控制进尺速度 选用较大相对密度 粘度 胶体率的泥浆或高质量泥浆 发生孔口坍塌时 可立即拆除护筒并回填钻孔 重新埋设护筒再钻 如发生孔内坍塌 判明坍塌位置 回填砂和粘质土 或砂砾和黄土 混合物到坍孔处以上1m 2m 如坍孔严重时应全部回填 待回填物沉积密实后再行钻进 吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入 严防触及孔壁 处理办法 及时回填重新成孔 8 灌注过程中坍孔 灌注过程中混凝土上升困难 不翻浆 事故原因 混凝土供料间隔时间太长 灌注停顿 混凝土流动性变小 混凝土和易性太差 导管埋深过大 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 导管外的泥浆及所含渣土稠度增加 相对密度增大 补救措施 提起导管 减少导管埋深 30 在灌注过程中如发现桩孔护筒内水 泥浆 位忽然上升益出护筒 随即骤降并冒出气泡 应怀疑是塌孔征象 塌孔原因 护筒底脚周围漏水 孔内水位降低 地下水位与孔内水位相差不大 不能保持原有静水压力 由于护筒周围堆放重物或机械振动等 发生塌孔后 应查明原因 采取相应的措施 如保持孔内浆面高于地下水位2m以上 移开重物或机械振动等 然后用吸泥机吸出塌入孔中的泥土 如不继续塌孔 可恢复正常灌注 如塌孔仍不停止 塌孔部位较深 宜将导管拔出 将混凝土钻开抓出 再以粘土掺砂砾回填 待回填土沉实时机成熟后 重新钻孔和灌注混凝土成桩 9 塌孔 31 1 原因 灌注时由于导管密封不良 泥浆渗入导管内 或导管栓塞破裂 脱落 首批混凝土储量不足 或虽然混凝土储量已够 但导管底口距孔底的间距过大 混凝土下落后不能埋没导管底口 以至泥水从底口进入 导管提升过猛 或测孔内混凝土面时出错 到管底口超出原混凝土面 底口涌入泥水 都会产生夹泥现象 这时应