超大直径超深38m钻孔桩混凝土施工技术方案

1、目录1 编制依据 22 工程概述 23 工程重难点 24 施工准备 24.1 人员投入 . 24.2 主要机械设备计划 . 34.3 用电供应 . 44.4 施工材料供应 . 45 混凝土灌注主要施工方法及工艺 45.1 施工方案综述 . 45.2 混凝土配合比设计 . 45.3 施工混凝土拌制 . 95.4 冬期施工混凝土的搅拌措施. 115.5 灌注料斗设计及制作 . 125.6 混凝土灌注导管制作与下放. 195.7 混凝土浇灌时间及混凝土运输车配备 265.8 混凝土灌注 . 276 灌注过程中堵管预防措施 327、混凝土灌注的组织协调及职责 338 质量保证措施 339 安全保证措施

2、 341 编制依据1.1.1 嘉绍大桥 3.8m 大直径钻孔桩工艺试桩技术要求1.1.2 嘉绍大桥地质勘查报告1.1.3 公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63-2007）1.1.4 公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-2000）1.1.5 桥涵（公路施工手册）1.1.6 其它现行的国家和行业技术规范和标准。2 工程概述嘉绍跨江大桥 3.8m 大直径钻孔灌注桩试桩桩长 116m，为大直径超长 桩。试桩为非工程桩，采用双荷载箱自平衡法进行试桩承载力测试。试 桩钢护筒内径为 4.2m，钢护筒长 52m，其中底部 15m护筒壁厚为 30mm， 其余部分壁厚为 25mm，总重约 145t 。钢

3、筋笼全长 116m，重约 72t 。试桩 采用 KTY4000型钻机按气举反循环原理进行钻孔。混凝土采用 C30 水下 混凝土，所需混凝土灌注方量约为 1568m3。3 工程重难点（1）混凝土配合比设计中初凝时间的控制是混凝土施工的难点。（2）单桩混凝土灌注方量较大，如何在合理的灌注时间内进行混凝 土供应和组织也是混凝土施工的重点。（3）混凝土灌注过程控制直接关系成桩质量，是混凝土施工的关键 点。4 施工准备4.1 人员投入本工程投入的主要作业人员见 表 4.1.1 主要工种人员计划表 。表 4.1.1 主要工种人员计划表序号工种单位数量1安全员人22测量工人23试验工人24质检员人25混凝土

4、工人166电焊工人57电工人28起重工人89驾驶人员人5010机修工人211合计人914.2 主要机械设备计划表 4.2.1 主要机械设备进场计划表序号机械名称规格型号数量备注1商品混凝土拌合站1203台租用2汽车起重机徐工2001台3汽车起重机徐工251台3混凝土汽车输送泵HDT5281THB 2台4混凝土运输车三菱8m322台5运输汽车50t1台6柴油发电机组250KW1台7全站仪Topcon6021台8水准仪苏光J21台34.3 用电供应现场施工采用自备发电机供电， 配备 250kw 发电机一台。4.4 施工材料供应3.8m 直径钻孔桩试桩实际灌注混凝土用量约 1568m3 , 必须保证

5、不间 断的连续进行，同时混凝土的质量要求高，混凝土采用租赁商品混凝土 厂的场地设备，我方试验、物资人员进行管理生产供应，混凝土所需的 原材料包括砂、碎石和外加剂等均由经理部统一采购。本试桩选用两家商品混凝土厂， 其中商品混凝土主供应厂有 2台 120 拌合机，距施工现场 25km，另外一家有 1台120拌合机 , 距施工现场 10km， 作为备用。5 混凝土灌注主要施工方法及工艺5.1 施工方案综述租用两家商品混凝土拌合站进行混凝土生产、 供应，其中一家有 2 台 120 拌合机的混凝土生产商作为主供应厂，另一家 1 台 120 拌和机作 为备用。混凝土由 25 辆 8m3 混凝土罐车运输至现

6、场。混凝土的配合比设 计试配由我经理部提供，原材料亦由我经理部统一采购。混凝土灌注采 用单根直径为 410mm的丝扣导管进行。首灌的 30m3 储料斗利用两台混凝 土泵车供灰；首灌完成后，将混凝土泵车移开，直接采用 3 台混凝土罐 车借助溜槽进行灌注。5.2 混凝土配合比设计由于本工程单根钻孔桩混凝土方量为 1568 m3, 从施工工艺以及结合 施工现场实际情况 , 在混凝土设计上不仅对混凝土的凝结时间有主要要 求, 还在混凝土和易性方面需要进行控制。本次试桩混凝土配合比设计局 检测中心现场帮助 , 以参照杭州湾大桥、舟山连岛工程混凝土配合比为 基础，从原材料的选购至主要原材料进场 , 从初步

7、的配合比设计至最终的 配合比优化选定 , 都予以高度的关注。5.2.1 混凝土配合比设计原则 在配合比设计中以四性（耐久性、力学性、工作性、经济性）为目 标，遵循四大法则（水灰比法则、混凝土密实体积法则、最小单位用水 量或最小胶凝材料用量法则和最小水泥用量法则） ，选择最佳三比参数 （水胶比、浆集比、砂石比） ，采用胶材双掺（粉煤灰、矿粉）技术，根 据工程实际和工程设计要求，进行配合比设计。5.2.2 混凝土配合比设计流程混凝土配合比设计流程见下图。图 5.2.2.1 混凝土配合比设计流程示意图5.2.3 原材料选择水泥：采用普通硅酸盐 42.5 水泥，在保证混凝土性能不受影响的前 提下，并结

8、合搅拌站实际材料的供用情况，最后优化选用供应搅拌站现 用厂家的浙江金首水泥。其材料试验检测结果符合 GB175-2007 中 P.O42.5 水泥的技术要求。粉煤灰：宁波江北金平级粉煤灰。为了使聚羧酸外加剂更有效的 体现其性能，在混凝土中以外掺料代替水泥用量，不仅提高混凝土的强 度，而且更明显的改善混凝土和易性。该粉煤灰性能试验检测结果符合 GB/T1596-2005中级粉煤灰的技术要求。矿粉：浙江桐乡江江南矿粉 S95 级。在降低水泥用量，减少水泥产 生水化热的基础上，混凝土对外掺料的掺和考虑选取了粉煤灰与矿粉双 掺的技术，经试拌掺入矿粉的混凝土性能不仅良好，并且在材料成本上 有所降低，在性

9、能上有很大提高。所使用矿粉的各项性能经试验检测均 符合 GB/T18046-2008 中 S95级粒化高炉矿渣粉的技术要求。砂: 福建闽江中砂。因江浙地区天然砂产量极少，机制砂质量无法满 足钻孔灌注桩混凝土性能的要求，故优化选用福建闽江江砂，其砂子颗 粒级配较好，含泥量及泥块均很小，使用于钻孔灌注桩中体现混凝土流 动性能良好，对混凝土浇筑翻浆起到很好作用。其闽江中粗砂试验检测 结果符合 JTJ041-2000 中规定的区中砂的技术要求。碎石 : 筠溪石厂生产的 5-25mm连续级配碎石。因灌注桩直径较大， 考虑集料粒径影响混凝土流动性已及施工中混凝土翻浆等因素，故选用 粗集料粒经不大于 25m

10、m碎石 , 该碎石质地坚硬、级配良好，针片状含量 极少，不仅能提高混凝土流动性，还能足以保证混凝土强度。其碎石各 项试验检测结果符合 JTJ041-2000 中规定的 5-25mm连续级配碎石的技术 要求。外加剂: 上海麦斯特聚羧酸系列缓凝高效减水剂。 因对混凝土初凝时 间要求比较严格， 在不影响混凝土强度前提下， 故选用了减水率大于 20% 的，坍落度 1 小时损失小于 2cm的聚羧酸系列缓凝高效减水剂。掺入混 凝土中的该外加剂试验检测结果符合 JG/T223-2007 中 HN系列聚羧酸高 性能减水剂的技术要求。混凝土拌合用水：生活饮用水。经检测其拌和用水各指标性能均符 合 JGJ63-2

11、006 混凝土用水标准的要求。5.2.4 配合比设计设计控制参数：设计坍落度 20020 ，设计初凝时间 22h, 具有 良好的和易性和流动性，满足 1568 m3混凝土的灌注翻浆。1）配制强度确定fcu0=fcuk+1.645 =30+1.645*5.0=38.2MPa2）基准水胶比计算W/C=(a*fce)/( fcu0+a* b* fce)=(0.46*42.5)/(38.2+0.46*0.07*42.5) =0.493）基准用水量及水泥用量确定根据 JGJ55-2000，用水量取 mw0=205kg/ m3， 则水泥用量 mc0= mw0/（W/C）=418kg/m34）骨料用量确定假

12、设混凝土砂率 40% , 混凝土表观密度 2400按重量法公式计算：mc0+ms0+mg0+mw0+mf0=2400 ms0/(ms0+mg0)=0.40求得：砂 ms0 =710.8 kg/ m 3 3碎石 mg0=1066.2 kg/ m 35.2.5 配合比试配在配合比试配过程中，本着依据基准配合比，调整水胶比，调整混 凝土含砂率等原则，分别进行了近 30 余种配合试验。经筛选，现列举拌 和性能相对较好的几组测试数据如下：A 组 根据基准配合比及杭州湾、 舟山配合比，按照调整水胶比至 0.34砂率 39%试配配合比：水泥：粉煤灰：矿粉：砂：碎石：水：外加剂=194:175：116： 69

13、2：1083：165：4.85试配测试结果 :出机坍落度 /扩展度： 22/52 （cm）；1小时坍落度 / 扩展度 18/48（cm）；2小时坍落度/扩展度 16/42（cm）；粘聚性良好；保 水性良好；初凝时间 16h10min；终凝时间 21h22min ；7 天强度 33.0 MPa； 28 天强度 52.6MPaB 组 根据基准配合比及杭州湾、 舟山配合比， 按照水胶比 0.36 砂 率 40%试配配合比：水泥：粉煤灰：矿粉：砂：碎石：水：外加剂=194:142：94： 724：1087：155：4.30试配测试结果 :出机坍落度/扩展度： 21.5/52 （cm）；1小时坍落度 /

14、 扩展度 20/48（cm）；2 小时坍落度 / 扩展度 18/42 （cm）；粘聚性良好；保 水性良好；初凝时间 23h10min；终凝时间 29h22min ；7 天强度 32.6 MPa； 28 天强度 46.3MPa；C 组 根据基准配合比及杭州湾、 舟山配合比，按照水胶比 0.38 砂 率 40%试配配合比：水泥：粉煤灰：矿粉：砂：碎石：水：外加剂=183:134：90： 733：1100：155：4.08试配测试结果:出机坍落度/扩展度： 22 /50 （cm）；1小时坍落度/ 扩展度 19.5/46 （cm）；2小时坍落度/扩展度 18.5/40 （cm）；粘聚性较差； 保水性良

15、好；初凝时间 19h20min；终凝时间 21h30min ；7 天强度 43.5 MPa； 28 天强度 57.3MPa；5.2.6 配合比选定 经多组配合比多次试配、调整，根据本工程各项需求，在筛除因配 合比坍落度损失大，混凝土流动性较差，混凝土初凝时间不能满足本工程需求，材料经济性成本过相对过大等因素，最终选定混凝土配合比为 所列出的 B 组，该配合比及相关参数如下：水泥：粉煤灰：矿粉：砂：碎石：水：外加剂=194：142：94：724：1087：155：4.30=1： 0.73 ：0.48 ：3.73 ：5.60 ： 0.80 ：0.022坍落度/ 扩展度 （cm）表观密度（kg/m3

16、）粘聚性保水性初凝时间终凝时间7天 强度28天 强度 MPa0h1h2h21.5/5220/4818/422400良好良好23h10min29h22min32.646.35.3 施工混凝土拌制混凝土拌制采用中联 120 型强制搅拌机进行搅拌，搅拌计量采用全 自动计量系统，各称量器具必须经过计量部门审核校正并颁发计量合格 证书方可使用。所有混凝土原材料，除水可按体积称量外，其余均按照 质量称量，混凝土配合料必须严格计量才可拌制。 计量最大允许误差 （ 按 重量计） 水泥、粉煤灰、矿粉、外加剂、水控制在施工配合比称重量的 1%；碎石、砂控制在 2%。混凝土外加剂必须在搅拌均匀后方可加入搅 拌，搅拌

17、时间自配合料加完起应不少于 90 秒。称重投料顺序为砂碎石 水泥、粉煤灰、矿粉水外加剂施工过程中持续监测集料含水率的 变化，并依据测试结果及时调整施工配合比和每盘拌合材料用量。混凝土搅拌工艺流程见图 5.3.1 图 5.3.1 混凝土搅拌工艺流程图碎石强制式搅拌机出料10s20s90 s粉煤灰、矿粉化学外加剂9水泥水W5.3.1 混凝土拌制要求搅拌时按上述投料顺序投料。同时，严格控制混凝土在搅拌机内的 连续搅拌时间，严禁在拌合物出机后加水。混凝土拌和工作，将各种组 合材料搅拌成分布均匀、颜色一致的混合物。搅拌筒拌和的第一盘混凝土粗集料数量只能用到标准数量的 2/3 。 在下盘材料装入前，搅拌筒

18、内的拌和料全部卸清。拌和出机的第一盘混 凝土不得应用于本工程当中。搅拌设备停用超过 30min 时，将搅拌筒彻 底清洗才能重新拌和混凝土。注意监视与检测开拌初始的前二、三盘混凝土拌和物的和易性，如 不符合要求时，及时分析处理， 直至符合要求后方可持续生产。对新拌混凝土应作坍落度、扩展度、压力泌水率和自由下落排空时 间试验和粘聚性保水性检查，在搅拌地点和浇筑地点均需测试，每班不 少于 2 次，并做好记录。混凝土浇筑温度控制在 28之内。在搅拌地点和浇筑地点均需测试 混凝土拌和物温度，每班不少于 2 次，并做好记录。5.3.2 搅拌站试拌待所有原材料进场检验合格后，对混凝土配合比进行模拟施工现场

19、的试拌，试拌严格按照混凝土拌制规程进行，试拌混凝土方量不小于混 凝土运输车载入量，本工地实际试拌方量为 8m3。试拌前对混凝土所用各 项原材料的检测数据进行检测。对不合格原材料一律清退，坚决杜绝不 合格批次产品使用于配合料当中。对与配合比试配时测试的数据偏移较 大但符合规范要求的原材料进行记录，以备试拌结果与试配数据的比对 分析。试拌过程中认真观察并记录每盘混凝土的坍落度、扩展度、混凝土 粘聚性、保水性等结果的测试，待混凝土搅拌车搅拌运输至施工现场时10 再次取样对整车混凝土进行测试，最终将两次测的数据与配合比试配时 的数据进行比对， 对有和理论配合比测试结果相差太大的数据进行分析， 并立即要

20、对拌制所用的各种原材料进行取留样，组织试验人员对理论配 合比进行复试并分析。直至试拌测试结果符合理论配合比和工程要求， 或考虑重新选配新的配合比。5.4 冬期施工混凝土的搅拌措施(1) 室外日平均气温连续 5 天稳定低于 5时，混凝土拌制应采取冬 施措施，并应及时采取气温突然下降的防冻措施。(2) 混凝土所用骨料必须清洁，不得含有冰、雪等冻结物及易冻裂的 矿物质。(3) 冬期制混凝土应优先采用加热水的方法。水泥不得直接加热，使 用前暖棚内存放。水加热到 70，水泥不应与水直接接触。投料顺序为 先投入骨料和已加热的水，然后再投入水泥。(4) 冬期混凝土拌制的质量检查： 检查外加剂的掺量。保证混凝

21、土外加剂称量时的掺入量与混凝土 施工配料单一致，允许称量误差控制在 1%。外加剂在存储过程中会产 生微量的沉淀，从而难以保证整个外加剂的性能一致，因此在使用前应 对存储设备内的外加剂进行搅拌，待搅拌均匀后方可称量加入搅拌机内 拌制混凝土。 测量水和外加剂溶液的加热温度和加入搅拌机的温度。要求水温 加热至 70 度，外加剂加入至 30 度方可加入搅拌机进行混凝土搅拌。 测量混凝土自搅拌机中卸出时的温度和浇筑时的温度。要求混凝 土温度控制在 5-30 度之间。 混凝土试块的留置应增设不少于两组与结构条件养护的试件，分 别用于检验受冻前的混凝土强度和转入常温养护 28d 的混凝土强度。115.5 灌

22、注料斗设计及制作5.5.1 首灌混凝土数量的计算首批灌注混凝土的数量应满足导管首次埋深（1.0m）和填充导管底部的需要，见 图 5.1 ，所需混凝土数量计算按下式：D42(H14H2)d24m3）；式中： V灌注首批混凝土所需数量D 桩孔直径（ m）；H1 桩孔至导管底端间距，一般为 0.4m；H 2 导管初次埋置深度（ m）；d 导管内径（ m）；h1桩孔内混凝土达到埋置深度 H2 时，导管内混凝土柱平衡导管 外（或泥浆）压力所需的高度（ m），即 h1 HW W ；H w 灌注首批混凝土面到桩孔内泥浆面的距离；泥浆容重；c 混凝土容重12图 5.5.1 首批混凝土数量计算图示由于钻孔试桩桩

23、底标高 -114m，护筒顶标高 +8m，桩孔直径 D=3.8m， 灌注导管内径 d =0.41m，桩孔至导管底端间距 H1取 0.4m，导管初次埋置 深度H2取 1.5m，h1 HW W 120.1 1223 62.7m。将这些已知数据代入上 式计算该试验桩首灌所需混凝土数量如下：3.14 3.823.14 0.412V （0.4 1.5） 62.7443=29.8m3通过以上计算，该试验桩首批灌注混凝土数量要求不得小于29.8m3 ，将混凝土灌注料斗设计成 30m3 。首灌时，采用泵车一次性将料斗注满。5.5.2 混凝土储料斗的设计混凝土灌注采用两个储料斗进行，分别为30m3 大料斗（用于首

24、灌）和 4 m3小料斗（用于正常灌注） 。5.5.2.1 大储料斗设计大储料斗漏斗部分底口为 410*410mm，顶口为 4000*2200mm，高度为13 1200mm，矩形部分长度为 4000mm，宽度为 2200mm，高度为 3000mm。漏斗 部分面板采用 10mm厚钢板，支撑在横肋上；横肋采用【 8，间距 300mm， 支撑在竖肋上；竖肋采用 2】【 8，在 2200mm方向上，两边间距为 200mm， 中间间距为 600mm，在 4000mm方向间距 600mm，在支撑在支架框上。漏 斗以上部分面板采用 10mm厚钢板，支撑在横肋上；横肋采用【 8，截面 系数 W 25.3 103

25、 mm3 ，间距 350mm，支撑在竖肋上；竖肋选用 2】【8，间 33距 900mm，截面系数 W 50.6 103mm3 ，以上、中、下三道拉杆螺栓为支撑 点；拉杆螺栓采用 28 圆钢，在距底部 15cm处设一道，在距底部 120cm 处设一道，在顶部设一道。具体尺寸见图 5.5.2.1 大储料斗平面图 , 图5.5.2.2 大储料斗正面图， 图 5.5.2.3 大储料斗侧面图。14图 5.5.2.2 大储料斗正面图 单位： cm图 5.5.2.3 大储料斗侧面图 单位： cm5.5.2.2 大储料斗支撑架制作1）支撑架设计15大料斗支架制作成框架式结构， 具体尺寸为 4000*2200*

26、2000mm底. 面 支撑杆件、竖向骨架以及斜撑均采用【 16 对口槽钢制作。竖向主骨架位 置分别与储料斗竖肋相对应， 其连接处焊接牢固。 具体尺寸见图 5.5.2.4 大储料斗支撑架正面图、 图 5.5.2.5 大储料斗支撑架侧面图。图 5.5.2.4 大储料斗支撑架正面图 单位： cm16图 5.5.2.5 大储料斗支撑架侧面图单位： cm（2）支撑架稳定性验算混凝土储料斗自重 13.9KN， 30 m3 混凝土自重为 720KN，导管自重 108.5kN。料斗及混凝土自重作用在支撑架上，简化后计算得作用在单根 竖向支架柱上的最大力为 120.9KN, 作用在单根斜向支架柱上的最大力为 1

27、33.6KN。故单根支架柱上的最大轴向压力取 N=133.6KN支架柱采用【】16，A 5030mm2 , iy 36.4mm , l 0 1200mml0i0y1200 3336.4由钢结构计算手册，根据33，查得0.957133612.29N 271.7363N61/2m.2m920.957 5030A 0.957 50302 2 2207.57N6N/ m/ mm2 2 205N / mm2稳定性满足要求175.5.2.3 支撑平台设计在钢护筒顶口用 2I56 工字钢做支撑平台，用于安装首灌料斗塔架。 2I56 工字钢上垫 2I22 工字钢，用于调整导管标高和固定导管， 具体如 图 5.

28、5.2.6 支撑平台布置图 所示。图 5.5.2.6 支撑平台布置图5.5.2.4 大储料斗安装就位 大储料斗安装直接利用其支撑架放在钢护筒顶面，由钢护筒承受其 主要受力；另外，在平台顶面采用 I56 工字钢制作一个支撑平台，并焊 接于平台桥面板上。安装时，在大储料斗侧面设置加强牛腿钢板，通过 牛腿与支撑平台相连（如图 5.5.2.7 大储料斗安装图（正面）、图 5.5.2.8 大储料斗安装图（侧面） ）。18图 5.5.2.7 大储料斗安装图（正面）图 5.5.2.8 大储料斗安装图（侧面）5.5.2.3 小料斗小储料斗尺寸：底口为 410*410mm，顶口为 4000*2000mm，高度为

29、 1300mm，其容量为 4m3 。面板采用 10mm厚钢板，横肋采用【8，间距 300mm， 支撑在竖肋上； 竖肋采用 2】【8。在小储料斗顶口设置四个吊点用于吊装。 5.6 混凝土灌注导管制作与下放5.6.1 混凝土灌注导管制作与配置19（1）导管基本尺寸参考相关大直径灌注桩施工经验， 混凝土灌注用导管制作采用 Q235 无缝钢管 , 接头形式为丝扣式，其内径为 410mm，壁厚为 8mm，底节导管 长为 6m，中间每节长 3m，调整节长度为 1m和 0.5m。每节导管距顶口 50cm 处焊接 8 钢筋。（2）导管长度配置钢护筒顶标高为 +8m，卡管钢板采用 5cm 厚钢板，下用 I56

30、工字钢 做支撑梁，距导管顶口 50cm处焊接 10 钢筋，则首灌时导管顶标高为 +9.11m（ 8+0.56+0.05+0.5=9.11 ）；钻孔桩底标高为 -114m。计算所需导 管长度为： 114+9.11-0.4 （悬空高度） =122.71 m 。则导管配置方案为： 6m+38*3m+1m+1m+0.5 m =122.5。m在 I56 工字钢支撑梁和 5cm 厚卡管钢 板之间垫 I22 工字钢进行高度调整。（3）导管加工加工方式为委托专业生产厂家加工， 加工长度 131m， 包括 1 根底 节 6m，3m节 42根，1m节 2根， 0.5m节 2根，其中两节 3m中间节作为 备用。（4

31、）导管抗拔力计算 导管自重G=122*82.5*9.8* （1+1*0.1）=108500N 混凝土摩阻力 导管受混凝土摩阻力包括导管内和导管外混凝土摩阻力，按首灌导 管埋深 10m 计算。导管内混凝土摩阻力按导管内全部混凝土重量的0.8倍计算，导管外混凝土摩阻力按摩阻力系数 10kPa 计算。混凝土顶面标 高 -102.5m ，泥浆面标高 +4.0m。2f= （102.5+4）*12/24* *（0.41/2） 2*24+ *（0.41+2*0.008）*10*10 =302kN（按摩阻力系数 20kPa计算 436 kN）20 导管抗拔力F 抗拔 =G+f=108.5kN+302kN=41

32、0.5 kN混凝土灌注过程中， 导管的上拔利用 100t 汽车吊进行。(5) 导管丝扣连接强度计算导管制作采用 Q235无缝钢管 ,接头形式为丝扣式，其内径为 410mm， 壁厚为 8mm。丝扣螺牙根部宽度 3mm，螺牙工作高度 3mm，有效工作牙数 6个 丝扣弯曲应力计算Fmax：丝扣最大弯曲应力K 2 ：荷载不均匀系数， 一般取 0.30.5 ，本计算取 0.3 d 1 ：外螺纹的小径，本计算取 410 mm b：螺牙根部宽度，本计算取 3mm h：螺牙工作高度，本计算取 3mmz ：有效工作牙数，本计算取 6P：螺距2Fmax=350*0.3*3.14*410*3 2*6/(3*3)=8

33、11062N F抗拔=410.5 kN 丝扣弯曲应力满足导管上拔的需要。 丝扣剪应力计算 在最大弯曲应力时丝扣的最大剪应力：K 2 d 1 bz =410500/(0.3*3.14*410*3*6)=59.05MPa =85 MPa(6) 导管验收与检查检查导管的壁厚，不得小于 8mm；21测量每节导管长度，并做好记录； 检查丝扣， 保证每个接头的车丝部分完好无损； 管口平整度不得大于 1mm。 密封圈不得有破损。5.6.2 混凝土灌注导管水密性试验5.6.2.1 预施压力计算进行水密性试验的水压不应小于孔内水深 1.3 倍的压力，也不应小 于导管壁和焊接可能承受灌注混凝土时最大内压力 p的1

34、.3 倍，p可按下 式计算：p rchc rw hw式中： p导管可能受到的最大内压力 ;rc 混凝土拌和物的重度；hc 导管内混凝土柱最大高度；rw 孔内泥浆的重度；hw 孔内泥浆的深度。其中 rc =24kN / m3， hc =127m， rw =10.0 kN / m3 ，hw =121m。可计算出P=1838kPa则导管应承受的最大压力 pmax =1.3p=2.4MPa。5.6.2.2 导管水密性试验为了进一步确定导管水密性抗压要求，对每节导管都进行实地的检 测，主要是导管的密封程度，导管之间连接处的水密性检测。检测工作 在栈桥上进行，一次性将导管全部对接好，然后密封导管两头，采用

35、高 压水枪对导管强行注入高压水，其注压值控制在 3MPa，并持荷 5 分钟。 试验满足要求后，及时对各节管进行编号，灌注时按照编号下放导管。 5.6.3 混凝土灌注导管下放22（1）平台标高确定钻孔桩底标高为 -114m，钢护筒顶标高为 +8m，2I56 工字钢顶标高为 +8.56m。计算所需导管长度为： 114+8.56+0.5+0.05-0.4 （悬空高度） =122.71 m。导管配置方案 6m+38*3m+1m+1m+0.5 =m1 22.5m。故在 I56 工 字钢支撑梁和 5cm厚卡管钢板之间垫 I22 工字钢进行高度调整。具体如 图 5.5.2.9 平台高度布置图 所示。图 5.

36、5.2.9 平台高度布置图10 计算焊缝抗剪强度按下式计算： （按双面满焊计算）Nhu li其中： hu - 焊缝计算宽度，取 0.7h f =3.5mm拔导管时， N=415KN4151000 46MPa =85MPa3.5 3.14 410 考虑施工中受力不均匀影响，采取增加焊缝的措施进行加强，即在原 有 =10mm箍筋下重新焊接一圈 =20mm箍筋作为导管的卡管承重钢筋 I56 双工字钢计算23a、荷载分析料斗自重 139KN30mm3 混凝土自重： 720KN导管自重： 108.5KNG=139+720+108.5=967.5KN最不利工况为， 所有重量通过大料斗的支撑以集中力的形式传

37、给 I56 双工字钢。F=120.9KNb、力学模型.9.9c、弯矩计算24M max 169.3KN gmI56 双工字钢截面特性：3W 4684000mm 3M 169.3 36.1MPa 145MPa弯曲应力：W 4.684 ，满足要求。d、挠度计算fmax40503mm40010mm，满足要求。25（2）混凝土灌注导管下放原则：严格依照水密性试验后的编号按序 下放。（3）导管下放 先检查限位卡板的中心与桩基中心在同一条线上，再下放底节导 管，利用卡板固定导管接头处必须放入密封圈；然后安装密封圈，同时 在丝扣上涂抹黄油，以保证密封；采用吊车起吊第二节导管进行安装， 安装时借助外力将丝扣拧

38、紧；最后缓慢下放，并重复此操作，直至将导 管下放完毕。当导管穿越荷载箱时， 必须缓慢下放， 不得与荷载箱卡死。5.7 混凝土浇灌时间及混凝土运输车配备混凝土拌合设备租用距施工现场约 25km的商品混凝土拌合站，其拌 合站内有 120混凝土拌合设备两套， 另租用距施工现场约 15km的一台 120 拌合机备用。 计算决定每根桩混凝土浇灌时间的控制要素：a、按搅拌机生产能力：拌合机工作时，进料需 1min，每盘混凝土拌合时间需 1.5min ，车 辆就位及装料需 2min，其他预留机动时间 1min，则每车混凝土（ 8 m3） 拌合所用的时间为 1+1.5*4+2+1=10min，则拌合机的混凝土

39、生产能力为 60/10 8=48 m3/h ，本次试桩混凝土数量（按 1.1 扩孔系数计算）为 1568 3m。H=1568/48/2=16.3hb、按每车混凝土浇灌时间：每辆车就位时间 2min 每辆车灌注时间为 7min，因安排 2 辆运 输车同时灌注，考虑 2 辆罐车可能存在不同步灌注，每次混凝土灌注时 间取 8min 平均每 6m 拆卸一次导管，拆卸导管时间平均为 3min 为 保证混凝土灌注速度， 安排 2 辆混凝土车同时进行灌注。26由上，可得每批( 2 辆车)混凝土灌注时间为： 2+10+3/6=12.5min ，所以混凝土浇灌速度为： (8*2 )( 60/12.5 )=76.

40、4 m3/h, H=1568/76.4=20.5h 。c、按每辆运输能力：根据调查，混凝土运输车满载时行驶速度为 30km/h, 空载时行驶速 度为 60km/h 两混凝土拌合站的混凝土运距分别为 25km和 15km 运输车等待混凝土的时间 10min。则混凝土运输车在拌合站与施工现场往返时间分别为： 较近的拌合站( 10/30+10/60 ) *60+10+17=57min 较远的拌合站 (25/30+25/60 )*60+10+17=102min据计算得出的运输时间，按最远运距考虑每辆运输能力为60/102 8=4.7 m3/h ，按 18辆车配置，则H=1568/18/4.7=18.5

41、h 综上可分析得出，控制混凝土灌注的关键点在于每车混凝土灌注时 间。为防止混凝土运输车出现故障而影响现场施工， 另增加 4 台混凝土运输车同时使用， 共选用 22 台混凝土运输车运输混凝土。5.8 混凝土灌注5.8.1 灌注前施工准备(1) 灌注前成孔质量检查 导管安装完毕后，采用导管安装风管，气举反循环进行二次清孔。风管的风压控制在 58bar ，不宜过大或过小， 气压过大可能会损坏泥浆 壁，造成塌孔，过小则不能使沉渣翻滚，对清渣不利。用测绳测量孔深， 与终孔后的孔深比较，沉渣厚度不大于 200mm。若沉渣厚度大于 200mm， 则要继续清孔，到符合要求为止。并检查泥浆的各项指标，应满足以下

42、27 条件：含砂率 2%，比重 1.03 1.10g/cm 3，粘度 1720s，PH=910。 混凝土灌注前，按气举反循环进行三次清孔，使沉碴翻滚、悬浮，满足 要求后可灌注水下混凝土。（2）混凝土运至现场后，对混凝土的坍落度进行检查，应保证在 180220mm。不符合要求不得使用。（3）首批混凝土灌注前对混凝土料斗、 导管用水泥浆、 水进行润湿。（4）检查混凝土拌和机、混凝土泵车及混凝土罐车是否运转正常。5.8.2 混凝土灌注交通组织5.8.2.1 首批混凝土灌注机械设备布置首批混凝土灌注采用 2台混凝土泵车，将 24 m3直接输送至大料斗内。 每台泵车支腿展开所占面积为 10m*8m，罐车

43、尺寸为 10m*2.5m,具体机械 设备布置如图 5.8.2.1 首灌时交通组织图 所示，平台尺寸可满足该功能 要求。首灌时前两辆罐车沿卸料线路直接就位为泵车供灰，后续罐车经 运料线路按序停靠在平台北侧栈桥上，待前一辆混凝土罐车灌注完毕后 倒车就位，完成卸料工作。280009300000102混凝土泵车混凝 土 罐 车罐车离开线路罐车卸料线路混 凝 土 罐 车罐车运料线路说明：1、本图尺寸均以 cm计图 5.8.2.1 首灌时交通组织图5.8.2.2 正常混凝土灌注机械设备布置正常灌注时采用 2 辆混凝土罐车直接灌注，以加快水下混凝土的灌 注速度。罐车尺寸为 10m*2.5m，如 图 5.8.

44、2.2 正常灌注时交通组织图 所 示，其布置尺寸可满足该工况灌注要求。混凝土罐车先沿运料线路直接按序停靠在平台北侧栈桥上，待前一 辆混凝土罐车灌注完毕后沿卸料线路倒车就位，完成卸料工作。最后按 离开线路驶出灌注平台。每一辆罐车司机必须听从统一调配，按照交通 组织要求有序进出工作区域。293000100t履带吊作业区400撑板钻杆（导管）堆放区溜槽溜槽罐车离开线路混凝土罐车混1凝1 土罐车栈桥中心线罐车卸料线路罐车运料线路说明：1、本图尺寸均以 cm计。图 5.8.2.2 正常灌注时交通组织图5.8.2.3 道路交通组织（1）混凝土灌注前与交通部门沟通协调，保证运输道路畅通，便于 混凝土运输途中

45、事故的及时处理。（2）经理部成立道路交通组织领导小组，由生产副经理统一协调指 挥。（3）由于混凝土灌注时间相对集中，并且车辆较多，为保证高效作 业及有效管理，先对车辆按顺序编号。（4）配备对讲机或手机，保证信息畅通。车辆司机每隔 5min 向经理 部道路交通领导汇报所在位置及运行情况，便于总体掌握混凝土运输情 况。（5）主要路口设置巡逻指挥人员，一方面预防交通事故，另一方面 及时记录罐车出行情况并及时汇报。沿线配备巡逻车，及时处理突发事30（6）由于栈桥宽度有限，同时钻孔平台车辆组织复杂，经理部派专 人对栈桥通行疏导，并加强桥头、平台等重点位置的指挥力度，保证栈 桥畅通。来往车辆严格遵从交通线

46、路及停放位置。5.8.4 灌注过程控制（1）首批混凝土灌注首批混凝土灌注采用大料斗 （30m3）进行灌注，并在灌注后拔球同时 采用 2 台混凝土泵车同步进行供料，在保证首批混凝土灌注后的导管埋 深大于 1.5m 和填充导管底部间隙需要的同时， 也增大了导管的埋深系数。（2）正常混凝土灌注首批混凝土灌注完毕后，拆除大料斗，安装 4m3 小料斗，通过溜槽采 用 2 辆混凝土罐车同时直接灌注， 以加快混凝土灌注速度。混凝土灌注过程中， 控制好孔内泥浆面始终高出孔外的水位 2m以上 将钢筋笼顶主筋与护筒焊接连接， 防止钢筋笼骨架上浮。 混凝土在灌注至两个荷载箱位置时， 应减慢灌注的速度。 混凝土灌注至

47、设计标高拔出最后一节导管时应使导管内混凝土充 满，并缓慢拔出，以免桩内夹入泥芯或形成空洞。由于桩径较大，浮浆可能较厚，为保证整桩质量，将混凝土面浇筑 标高暂定为高出设计标高 1m。在灌注将近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的 灌注高度是否正确。（3）混凝土面测量 混凝土面测量采用测深锤法，用测绳悬挂测锤进行。测绳选择质轻、 拉力强、不变形的专业厂家生产的测绳。测绳的刻度在使用前应用钢尺 进行校核。测锤采用圆锥形，材质为 C30混凝土，重 8kg。31混凝土灌注过程中沿钻孔桩四周布置四个观测点，设 4 个有经验的 技术人员同时测量测量混凝土面标高， 4 个人同时计算并记录在混凝土灌

48、 注台帐中。每次测量结果 4 个人必须进行相互校核，确保正确计算导管 在混凝土内的埋置深度， 确保导管的埋置深度不小于 5m，最多不超过 10m。 测量次数不少于所使用导管节数，应在每次起升导管前，测量一次管内 外混凝土面高度，并绘制混凝土灌入量与孔内混凝土面升高量的过程曲 线，用以分析扩孔率。遇到异常情况应增加测量次数，同时观察翻水情 况，以正确分析和判断孔内的情况。5.8.5 灌注过程中注意事项（1）混凝土灌注前，要办好隐蔽工程施工各项检查证，施工过程要 指定专人认真填写混凝土灌注记录。（2）勤测混凝土面，导管埋入混凝中不小于 5m，最多不超过 10m，宜 能提出导管为准。做到勤测、少拆。

49、沿钻孔桩四周布置四个观测点，检 查混凝土面是否在同一个面上。（3）混凝土灌注过程中必须连续、不间断进行，导管提升要缓慢， 避免挂碰钢筋笼，万一发生混凝土灌注中断事故，应根据导管埋深，利 用吊车间断、少量提升导管，立即排除故障。（4）灌注过程中注意不要使桩底压浆管受到损坏，以免后续注浆工 作施工。（ 5）在储料斗中部安置间距 150mm的方型隔栅，防止有安全帽、大 粒径等异物掉入导管，以防止堵管。（6）混凝土灌注前必须对所使用的各种机具进行试运行，确保施工 中正常运转，要有专人负责指挥、协调，确保灌注完整、连续。（7）水下混凝土灌注完毕后，对所用的灌注设备、运输设备及拌合 站设备等要清点和清洗，

50、并妥善保养备用。6 灌注过程中堵管预防措施321）组装导管时，要认真检查导管丝扣是否良好，有无局部凹凸，导管底口是否有向内卷曲现象。（2）下放导管时， 要认真检查密封胶圈是否合适，导管一定要 紧固，无晃动现象。（3）尽量提前做好准备，缩短开灌时间和浇注时间。（4）按规程操作，提升导管严禁猛拉、猛放。浇注混凝土是靠导管 中混凝土自重压力回顶泥浆柱和埋管混凝土柱而上升的，因此猛拉、猛 放都会造成导管局部的应力集中而使混凝土卡死。 7、混凝土灌注的组织协调及职责（1）经理部混凝土灌注现场领导小组，由项目经理任组长，全面负 责、领导现场工作。项目副经理主要负责现场的交通组织、人员协调、 物资供应工作。

51、总工程师主要负责现场的技术工作，并监督检查每道技 术细节的执行落实情况以及现场的突发技术难题初步解决方案。（2）工程部负责混凝土面测量、 导管埋入深度计算、 导管拔出长度、 混凝土质量控制工作。其中混凝土面测量必须派 4 人分 4 个测点分别测 量并相互校核；并派 2 名试验人员分别负责搅拌站的混凝土生产和现场 的混凝土质量控制。（3）物机部负责物资及机具设备配件的供应和现场的用电工作，重 点是搅拌站原材料的使用情况。（4）办公室负责后勤供应、伙食安排工作，做好全部人员24 小时作业的后勤保障。（5）安质部负责现场的安全及车辆指挥协调。（6）调度负责协调混凝土罐车的道路交通组织，详细掌握每辆罐

52、车 的运行情况并向上级汇报。8 质量保证措施33（1）原材料的采购 加强原材料的质量控制，定点、定量采购，按照原材料各项指标严 格执行检验和验收程序， 消除原材料因素对工序质量的影响。（2）设备管理 加强设备管理，提高导管、混凝土泵车、混凝土罐车、吊车日常维护 和检修的工作水平，保证设备完好率，消除和预防机械设备故障导致的 工程质量问题。（3）搅拌站控制 对搅拌站计量仪器和设备进行检查，确保精度，积极采用先进的计 量设备和快速准确的测试技术，消除和预防检验、测量和试验因素造成 的质量缺陷。（4）检验和试验 加强混凝土进场检验和试验控制，适当增加塌落度、扩展度等现场试 验的次数。检验不合格的原料

53、不准使用，并加以标识或隔离处理，防止 误用；加强工序的检验和试验工作，实行“三检制”和工序流程卡制度， 不合格的工序不得转入下道工序。（5）过程控制 在施工过程中，施工技术人员监督作业班组按作业指导书、专项技术 措施的要求操作，在发现偏差时，现场立即进行纠正；认真做好施工生 产过程中的质量记录。（6）质量信息反馈 项目经理部设专人负责信息管理工作，各项目队质检员兼信息员，各 部室设信息员，负责质量信息的收集。9 安全保证措施9.1 施工安全管理制度（1）特殊工种人员（电工、起重工等）必须经培训合格持证上岗，34 无证或证书过期人员严禁上岗。对特种作业人员进行登记汇总，正确填 写已审日期及下次复审日期， 并且附上每位特种作业人员的证件复印件。（2）操作人员必须佩戴安全帽。高空作业超过 2m 以上时必须拴安 全带，所有的器材要放稳固，螺栓装箱，小工具装袋，严禁乱放，防止 坠落伤人。（3）严格落实安全检查制度，重点抓好对危险源的控制，了解现场 第一手安全资料，及时发现事故隐患，堵塞事故漏洞，奖罚当场兑现。（4）生产、生活设施的现场布置要结合防汛、防