水下混凝土浇筑施工方案.pdf
一、工程概况 2、问题桩概况 在挖孔桩施工的最后阶段，由于地下水过大及地下水位过高，导 致混凝土的施工无法继续进行，并使部分挖孔桩的孔壁出现了轻微的 垮塌现象。详细情况如下表所示：桩轴号 桩号 桩径 桩深 静水位深 桩底地质情况 备注 E/1 5 1100 11.15 4.6 砂岩 H/3 17 1600 11.6 5.1 砂岩 G/5 25 1600 13.5 7.0 砂岩 有轻微塌孔，已 安装钢筋笼 C/4 23 1100 13.0 6.5 砂岩 A/5 29 1200 11.7 5.2 砂岩 3、处理措施 为保证混凝土的质量和结构强度，设计单位、地勘单位、监理单 位、施工单位以及建设单位经过详细的讨论、论证，最后确定了具体 的处理方法：1）、在该5个挖孔桩的底部，再采用机械钻桩的方式进行施工。详细情形详见设计更改通知二及其附图。2）、机械钻孔由建设单位分包给另一施工单位。在钻孔（含清理）完成后，由广厦重庆一建进行钢筋及混凝土的施工。3）、混凝土的浇筑必须采用水下混凝土的浇注方式 鉴于钢筋工程已在其它施工方案中有详细的说明，这里只详细说 明水下砼的施工方法 二、水下混凝土的施工方法（一）、施工准备 水下混凝土配合比的确定：根据设计更改通知单的要求，混凝土 的强度等级提高一个等级，达到 C25。配合比必须通过试验确定。（二）、水下混凝土导管浇注法的参数计算 1、超压力P的计算 由于 桩基础是在地下水中浇筑，为保证砼能顺利通过导管下注，必 须使管内砼在其底部出口的压力大于管外地下水压力（超压力 P）。为此导管内的混凝土产生的压力和使管内砼流出管底的超压力 P之 间应满足下式：cHc WHCW-P 其中：c 砼拌合物容重，KN/m3；H c-导管顶部至桩孔内已浇砼面的高差，根据导管安装示意图及 挖孔桩深度取 Hc=17.1m;W-桩孔内地下水的容重，考虑水中所含砂土率，取 12KN/m3;Hcw-桩孔内地下水的高度，即地下水面与桩孔内已浇砼面之高 差，取 Hcw=10.6m;p-根据砼导管浇筑作用半径w 2.5m,确定其超压力须75KN/m 2;贝y：cHc-WHCW=25 17.112 10.6=300.3KN/m 2Ap=75KN/m2,考虑砼非完全流体，取折减系数J=0.5,则-（cHc-wHcw）150.2KN/m 2 p=75KN/m 2,满足超压力 p要求，砼导管内径（D=200mm）可满足水下砼的浇筑。2、开导管首批砼用量计算 在灌注砼开导管时，漏斗、贮料罐和导管内必须贮备一定数量的砼，以保证能完全排出管内水，并使导管出口埋入至少 0.8m深的流态砼 中以防止导管外地下水混入砼中。V=h H c A，其中 A=HW W，Hc=HD HE 4 c 式中：V 开导管浇筑首批砼所需的用量（m3）;d 开导管内径，取0.20m；Hc 首批砼要求浇灌深度（m）,取0.8m;HD 管底至桩孔底的高度，取 0.15m；HE 导管的埋设深度，取0.45m；A 灌注桩浇筑段的横截面面积（m2）;A=3.14*0.45*0.45=0.64m 2 h 桩孔内砼高度达到Hc时，导管内砼柱与导管外水压平衡所需 高度（m）；HW 预计浇筑砼顶面至桩孔水面的高差（m），即桩孔内地下水 的深度。HW T 桩长 T 水深=17.1-10.6=6.5m；W 桩孔内地下水的容重，考虑水中所含砂土率，取 12KN/m 3;C 砼拌合物容重，取24KN/m3;则最深的G/5桩（直径900mm）的开导管首批砼用量计算：H hi=HW W=6.5*12/24=3.25 C 兀d2 贝卩V 十 丄 He A=3.25*3.14*0.2/4+0.8*0.64=0.56m 2 4 3、砼导管漏斗需要提升的高度的计算 水中浇注砼的过程中，砼导管漏斗都要提升一定的高度，以便利 用砼的挤压力使砼在桩孔内摊开，浇灌面逐渐上升，并将水排出桩孔 外。导管漏斗需要提升高度按下式计算：he 二 _p一Hw_W,H A=he-Hw C 式中:he 漏斗在预计浇筑砼顶面以上所需咼度（m）；Hw 预计浇筑砼顶面至桩孔水面的高差（m），取1m;w 桩孔内地下水的容重，考虑水中所含砂土率，取 12KN/m 3;e 砼拌合物容重，取24KN/m 3;p-根据砼导管浇筑作用半径w 2.5m,确定其超压力须75KN/m 2;HA 漏斗顶需高出水面（桩顶）的高度（m）;H A=he-Hw 二 3.6-1.0 二 2.6m 4、承料漏斗的斗容量确定 承料漏斗的斗容量，一般不小于开浇时首批砼的数量 V。由于桩 孔内地下水压的存在，一般在首批砼下注时，导管内总要留一定量的 砼。由此可则:he P Hw w 75 1 12 24 二 3.6m 确定 VD00為.56 m3。根据砼搅拌机的单位时间供应量的关 系，拟定承料漏斗的斗容量为1.0m3。5、一根砼导管需用砼搅拌机台数n按下式计算：门=9 p 式中：q 砼搅拌机的生产率（m3/h）,自落式锥型反转出料350L 砼搅拌机拌合时间2min，出料容量350L，单台生产率5-7 m3/h.结 合施工实际情况，现场拟谁备两台自落式锥型反转出料 350L的砼搅 拌机。p 砼浇筑速度（m3/h）,结合吊机、导管等设施的灌注效率，一根导管浇筑速度为5-10m3/h。贝y：n=q 5_-1,一根导管可满足砼的浇筑。p 5-10（三）、水下混凝土浇筑工艺 1、浇筑过程 心清孔合格后，进行钢筋笼的安装（塔机吊装），钢筋笼安装后，如有必要，可进行二次清孔，二次清孔检查及隐蔽工程验收合格后，方可进行浇注砼的准备工作；搭设浇筑平台，准备好钻机，砼搅拌机作好开盘准备；各项准备工作做好以后，开始搅拌和运输砼到现场，在注满大 料斗以后，即可开始浇筑砼，其要点如下：A、把导管下到桩底，此时导管隔水盖密封住导管；B、开浇时，先用坍落度为18-22cm的水泥砂浆，再用大于导管 容积的同样坍落度的砼送入导管底部。C、满管后，缓慢提管30-150mm，利用导管内砼的自重将导管 隔水盖冲开，砼流至桩孔内，再立即把导管下到原处，使导管底部插 入已浇注的砼中。在动水位以下导管的提升速度宜缓慢且一次提升不 得超过 30cm，在动水位以上导管的提升速度可适当加快；D、迅速检查导管内是否漏浆，若不漏浆，立即开始连续浇注砼。随着砼面的不断上升，导管相应提升，断续拆管，连续浇注。一次提 管拆管长度不得超出2m，导管须始终埋在砼中，严禁将导管埋入砼 中。心 在浇注过程中，导管埋入砼内的深度应控制在 0.6-1m，保持桩 孔砼面高差不大于 0.3-0.5m；心浇筑时拟采用大直径漏斗的容量(1.0m3)加塔吊吊斗的容量(0.3m3)共计约合1.3m3的砼一次性注入桩底中使导管埋入桩底砼 的深度不低于 40-50cm；每隔半小时测定一次桩孔砼面至少三处的深度，每 1h测定一 次导管内砼面的深度，及时填绘桩孔砼浇筑进度图，以便核算砼浇入 量，判断浇筑是否顺利进行；心桩孔孔口设置盖板，避免砼散落桩孔内；在浇注过程中，可使导管作 30cm的上下往复运动，有利于砼 的密实。但不得做横向运动，以免泥浆和沉渣混入砼内；、为防止钢筋笼在砼灌注过程中发生上拱，砼进入钢筋笼后提升 导管要平稳，速度要慢，以防止砼冲力过大或钩带钢筋笼。砼灌注过程中发生钢筋笼上拱，堵管或埋管时应立即测定砼面 高度，并与监理、业主共商处理措施。自拌砼时根据配合比检查投料的计量，计量要盘盘过秤。砼灌 注过程中按要求测定坍落度和制作试块，试块的制作和送检要进行见 证。砼浇注应连续进行，因故中断时不得超过30-45min。流动性（坍 落度）及和易性不合格的砼不得进入桩孔。桩基砼上升速度不得小于 2.0m/h。浇注过程中，后续砼应徐徐进入导管内，以避免把空气带入砼 内，形成高压气囊。浇注过程中，要根据砼的浇注量，用抽水机抽出相应体积的水，使水位始终保持在静水位高度，其偏差不应大于 200mm。砼面浇注超过静水位线约1.5米后，应抽出所有的余水，并用 人工舀出表面的浮浆，直到合格砼面为止。利用正常的挖孔桩施工方法进行余下砼的浇筑。（见基础施工 方案）2、常见灌注砼故障及处理措施 心导管进水处理措施：提出导管，检查垫圈，重新安放并检查密 封情况；提出导管，清除灌入的砼，重新开始灌注，附加初灌量，调 整导管底口至孔底高度。堵管处理措施：上下提动导管或捣实，使导管疏通，若无效，提出导管进行清理，然后重新插入砼内足够深度，用潜水泵或空气吸 泥机将导管内泥浆、浮浆、杂物等吸除干净恢复灌注；尽量不采取提 起导管下的隔水盖；也可使用高频振捣器在导管顶部进行振动处理，心钢筋笼错位或上拱处理措施：吊起钢筋笼重新焊好下入孔内，检查钢筋笼固定情况，并加焊固定。（四）、保证安全措施 1、在进行挖孔桩施工过程中，必须设置安全防护区域并以绳子和红 白小旗进行标识。漏斗 井字形支架 密封盖 钢丝绳 导管
