水下混凝土灌注施工工艺(方案)课件

水下混凝土灌注施工工程092班第一组一、施工准备施工机械准备导管：用钢板焊成或者用无缝钢管制成。其直径按照桩长、桩径和每小时通过的混凝土量来决定。一般为250——300mm；溜槽；储料斗；导管下端（避免初始灌注的混凝土落到水下）：底盖式、桩塞式、开闭扉门式。底盖式是将装置预先在桩头安装，在灌注的时候将导管向上提。开闭扉门式是利用导管端头的自动开关装置时混凝土能够填灌、积累和落下。导管直径的选择导管直径/mm通过混凝土数量/(m3/h)桩径/m200100.6~1.2250171.0~2.2300251.5~3.035035>3.0导管壁厚选择导管长度导管壁厚/mm导管直径200-250mm导管直径300-350mm钢板卷制无缝钢管钢板卷制无缝钢管<303841030-504951150-100510612混凝土灌注所需要主要设备表

序号名称规格单位数量备注1吊车

台1

2钻机

台2

3电焊机

台6制笼、下笼43PNL泵

台4

5380W潜水泵

台2

60.9m3空压机

台2清孔用7桩架

副2

8配电箱

只6

9电表箱

只1

10切割机

台1

11钢板块

块8

12钻杆114

13导管273

灌注14储料斗

台1灌注15钻头

保径钻16电磁铁

个1孔内清除异物检测设备序号名称规格单位数量备注1泥浆测试箱

套1泥浆指标2测绳

m50

3测井仪

台1

4钢卷尺50m把2

5经纬仪

台1

6水准仪

台1

7测温计

支2

8坍落度检测筒

套2

9混凝土含气量检测仪LC-615

台1

10试模150m3组2~4

技术准备（1）检测成孔后护筒顶高程，根据护筒顶高程、施工图标示孔底高程、施工图标示桩顶高程、施工图标示钢筋笼高程等计算出混凝土顶高程。（2）检查砂石、水泥的用量及质量是否满足要求，实施插牌施工。（3）计算导管上端漏斗储存的混凝土量是否满足第一次混凝土灌注后埋设导管下口深度的要求。埋设深度在100cm以上。（4）检查泥浆的比重是否符合要求。开灌前，含砂率<4%,泥浆相对密度1.05——1.209g/cm3。（5）核定扮制及运输设备的性能及数量，必须准备备用设备和发电设备，以保证灌注的连续性。（6）外加剂的所占比重要满足设计的要求，保证混凝土的质量。（7）导管使用前必须进行水密承压和接头抗拉试验。（8）导管必须事先进行编号，每次使用都要对法兰盘、橡胶垫圈、连接螺栓、阀门进行认真检查。（9）钻孔灌注桩检孔完成，钢筋笼下放、二次清孔干净彻底后，经监理单位检查确认，方可进行水下混凝土灌注。（10）作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。（11）钢筋笼安装就位并经复核平面偏差在10mm，高程在±50mm以内。（12）沉渣经测定符合摩擦桩≤20cm,端承桩≤5cm的要求。二、水下混凝土灌注施工工艺流程及施工工序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。桥梁基础水下混凝土灌注施工工序

1.灌注方案的设计（1）灌注水下混凝土所用导管内径一般为25——35mm，每节长度为4——5m。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。（2）导管加压试验

导管壁可能承受的最大压力按下式计算：Pw=γc*hc-γw*hw式中Pw——导管壁可能承受的最大压力（KN/m3）;γc——混凝土容重（KN/m3）;hc——导管内混凝土柱最大高度，采用导管全长（m）;γw——导管内水或泥浆比重，一般为1.0~1.25kg/m2，大于

1.25时不宜灌注水下混凝土；

hw——钻孔内水或泥浆深度（m）.导管（3）漏斗和储料斗首次灌注混凝土的数量：

V=HWγW/γC*3.14d2/4+A(Hd+He)（4）导管提升的控制水下混凝土灌注的过程，导管要提升到一定高度，以便混凝土排泥浆进入孔内。导管提升的高度，可以按照下计算：

HC=(P+Hw*γw)/ΓcHa=hc-Hw2.水下混凝土的扮制与运输水下混凝土的强度、等级和材料除应该满足设计要求外，还应该满足以下要求：（1）水泥可选矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通水泥、硅酸盐水泥；（2）粗集料宜优先选用卵石，宜适当增加含沙量；集料最大粒径不应大于导管内径的1/6~1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm；（3）细集料宜采用级配良好的中沙。为使混凝土有较好的和易性，混凝土的含沙率宜采用40%~50%，水胶比宜采用0.4~0.5。（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气温/℃无搅拌设施运输有搅拌设施运输20-30306010-1945755-960903.混凝土的灌注混凝土的灌注时间不宜过长，否则容易发生灌注质量事故和坍孔事故，但是过分的压缩灌注的时间会增加设备和劳动力。灌注时，应该经常探测水面或泥浆面一下的孔深和所灌注的混凝土厚度，以控制沉淀层厚度、埋置导管深度和桩顶高度。测深锤法是目前采用较多的方法。

灌注过程中要防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底。

下料掌握好速度，不宜太快太猛，以免造成气堵。

测深锤法：目前多采用绳系重锤吊入孔内，使通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面上，根据测绳，所示锤的沉入深度作为混凝土灌注深度。完全凭探测者手中所体测锤在接触混凝土顶面以前与接触混凝土顶面以后不同重量的感觉而判别。测深桩的测锤的重量以重一些为好，为防止测深锤接触混凝土表面后陷入太深，以平底为宜，且底面积不宜太小。一般制成圆锥形，锤底直径15cm左右，高8~12cm，锤用铁铸成，其重量视所系绳种类、测探深度和泥浆比重等而定，一般为6~9kg。测绳用质轻、拉力强、遇水不伸缩，标有尺度的如尼龙皮尺为宜。探测时须仔细，比已灌注的混凝土数量校对，防止错误。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2~4m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。适当的灌注时间钻孔桩长度/m<2020-4040-6060-7070-8080-100适当关注时间/h1.5-22-33-44-55-67-84.导管的提升与拆除导管的提升可以使用倒链、钻机或者吊机。起吊设备的起重能力应该与导管全部填满混凝土的重量相适应。导管的提升应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。当导管提升到法兰接头露出孔口一定高度时，可以拆除1节或者2节。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上上升设备，松动接头螺栓，吊起待拆的导管，放在地上，然后将漏斗重新插入导管内，继续灌注。拆除导管要快，一般不宜超过15min。

5.钢筋骨架的制作、吊装6.注意事项:(1)混凝土灌注高程低于地面高程的桩孔，灌注混凝土完毕要立即回填砂石至地面高程。严禁用大石、砖墩等大物件回填桩孔。

(2)桩养护期间，严禁汽车、吊车、桩机等大型机械碾压桩位。

(3)严禁把桩体作锚固桩使用。（三）、施工组织作业水下混凝土灌注施工作业人员包括钢筋绑扎、混凝土灌注等班组共50人左右。负责人1人技术主管1人专职安全员1人工班长3~5人技术、质检及试验人员3~5人机械工、普工30~50人生产效率主要取决于钢筋的绑扎速度和混凝土灌注效率。一般灌注时间为10h左右。一根直径为200——300mm的导管，在混凝土满足供应下，每小时可以灌注混凝土5——25方。材料消耗主要有砂石、水泥、钢筋、导管等。（四）、安全生产施工人员应认真贯彻执行安全生产规程中的各项规定，加强现场安全教育工作，增强职工的安全意识，建立安全生产交底制度，要针对施工内容进行交底，并作书面记录。工程施工中，当班的项目管理人员，各工序责任人，应定期和不定期对施工机械设备、测量计量仪器具的维护磨损连接和状态偏离等状况进行检查和技术复核。及时对机械设备进行保养和维修。起重吊装设备使用前，均应按程序进行检查和试运行验收，确认合格后在投入使用。施工员起重工要对投入的起重吊装设备新旧程度、起重能力及司机的熟练程度有所了解，严格遵守“十不吊”规定。起重吊装设备旋转范围内严禁站人。孔口用钢筋网片或木板铺盖，防止人和物掉入其中。应制定施工现场用电安全措施、安装、维修或拆除临时用电设施必须有证专业电工进行，施工现场所有电器设备都应做好接地保护。（五）环境保护混凝土灌注过程中排除的泥浆要通过引流集中沉淀处理，不得随意排放或引入河流。废弃不用的混凝土要集中处理，不得随意排放或引入河流。混凝土灌注过程中及灌注完毕后，清洗管道、机械的废水不得随意排放或引入河流，以免造成环境污染。三、质量控制标准及检验1.质量控制首次灌注混凝土的数量应该满足导管首次埋深和冲天导管底部的要求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。首批混凝土灌注后，应该连续灌注。在灌注过程中，应该注意保持孔内水头。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。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。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。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。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。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假凝，从而出现堵管。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。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。2.质量检验混凝土原材料、配合比设计、施工和水下混凝土的检验必须符合铁道部现行《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》和《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》桩的混凝土强度等级必须符合设计要求。水下混凝土标准养护试件强度必须符合设计强度等级的1.15倍。检验数量：在混凝土的浇注地点随机抽样制作混凝土试件不得少于2组。检验方法：施工单位进行混凝土强度试验，监理单位检查混凝土强度实验报告和进行见证取样检测或平行检验。水下混凝土浇注必须符合施工工艺设计要求工序过程检验项目技术要求检查方法导管安装导管总长大于孔深加1m节数与长度核定导管直径200~300mm尺量导管接口处理丝口上足、密封不渗水观察检查、水密承压检测导管下至深度距孔底0.3~0.5m换算核定二次清空清孔后泥浆指标密度≤1.10，黏度17~20s比重仪法、漏斗计法沉渣厚度柱桩≤5cm,摩擦桩≤20cm测绳探测长度混凝土灌注坍落度±20cm用坍落筒、首盘一次，每50m3一次含气量2%~4%或≥5%（有抗冻时）含气量仪、首盘一次，每50m3一次温度5℃~30℃温度计、首盘一次，每50m3一次泌水率少量泌水率测定仪、每班至少一次初灌量≥(计算值）m3审核配料单、漏斗体积核定埋管控制3m≥计算值≥1m计算与实测对比核定充盈系数1.0~1.3计算核定终灌高度大于施工图桩顶高程1.0m以上测深与计算核定四、水下混凝土灌注施工过程中常见事故及处理方法4.断桩断桩主要是由于导管提升过高，提离混凝土顶面或混凝土灌注作业因故中断等原因造成。可采取以下措施预防：施工技术人员和操作人员要进行岗前培训

增强质量意识和业务技能。技术人员要细心量测，准确计算导管埋深，合理控制拆管节奏，严格按施工规范施工。严格控制混凝土拌和质量宜掺用缓凝型减水剂，以改善混凝土性能。钻孔桩施工要确保设备的完好率并有备用设备；一旦设备出现故障，立即启用备用设备，确保正常施工，不得延误时间。

5.短