水下砼灌注作业指导书.pdf

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1、 公司作业指导书 文件编号 版 号 A/O 标题：水下砼灌注 页 码 第 1 页共 12 页 1、目的：指导砼工人进行水下砼灌注作业 2、适用范围：水下砼灌注 3、水下砼灌注作业 3.1 灌注机具的准备 3.1.1 导管 导管是灌注水下砼的重要工具，用钢板卷制焊成或采用无缝钢管制成。其直径按桩长、桩径和每小时需要通过的砼数量决定，可按表 1 选用。为了保证导管的强度和刚度，管壁厚度根据导管直径、总长度和制成方法宜按表2 选用。表 1 导管直径表 导管直径（mm）通过砼数量（m3/h）桩径（m）200 10 0.61.2 250 17 1.02.2 300 25 1.53.0 350 35 3.

2、0 表 2 导管壁厚表 导管长度(m)导管壁厚(mm)导管直径 200mm250mm 导管直径 300mm350mm 钢板卷制 无缝钢管 钢板卷制 无缝钢管 30 3 8 4 10 3050 4 9 5 11 50100 5 10 6 12 注：最下端一节壁厚不宜薄于 5mm。导管制作应力求坚固，内壁应光滑、顺直、光洁和无局部凹凸。各节导管内径应大小一致，偏差不大于2mm。导管上下法兰应与导管轴线垂直。为保持法兰位置正确和防止焊接时变形，焊制可在特制的胎具上进行。公司作业指导书 文件编号 版 号 A/O 标题：水下砼灌注 页 码 第 2 页共 12 页 导管在使用前和使用一个时期后，除应对其规

3、格、质量和拼接构造进行认真地检查外，还需做拼接、过球和水密、承压、接头、抗拉等试验。水密试验时的水压应不小于井孔内水深 1.3 倍的压力；进行承压试验时水压不应小于导管壁可能承受的最大内压力 Pmaxo Pmax 可按下式计算：Pmax=1.3（chcmax-w Hw）式中 Pmax 导管壁可能承受的最大内压力,kPa；c 砼容量（用 24kN/m3），kN/m3；hcmax 导管内砼柱最大高度，采用导管全长，m；w 钻孔内水或泥浆容重，泥浆容重大于 12KN/m3时不宜灌注水下砼；Hw 钻孔内水或泥浆深度，m。试验方法是把拼装好的导管先灌入 70%的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入计算的

4、风压力，导管需滚动数次，经过 15min 不漏水即为合格。导管内过球应畅通。符合要求后，在导管外壁用明显标记逐节编号并标明尺度。导管应配备总数 20%30%的备用导管。导管可在钻孔旁预先分段拼装，在吊放时再逐段拼装。分段拼装时应仔细检查，变形和磨损严重的不得使用。导管内壁和法兰表面如粘附有灰浆和泥砂应擦拭干净。导管吊放时宜用两根钢丝绳分别系吊在最下端一节导管的两个吊耳上，并沿导管每隔 5m 左右用钢丝将导管和钢丝绳捆扎在一起。3.1.2 漏斗、溜槽、储料斗 3.1.2.1 漏斗 导管顶部应设置漏斗，其上设溜槽、储料斗和工作平台。储料斗和 公司作业指导书 文件编号 版 号 A/O 标题：水下砼灌

5、注 页 码 第 3 页共 12 页 漏斗高度除应满足导管拆卸等操作需要外，并应在灌注到最后阶段时，不致影响导管内砼柱的灌注高度。在钻孔桩桩顶低于钻孔中水面时，漏斗底口应比水面至少高出4m6m。在桩顶高于钻孔中水面时，漏斗底口应比桩顶至少高出4m6m。当计算值大于上述规定时，应采用计算值。漏斗需要高度可参照下式计算：hc(Po+w Hw)/c 式中：hc 漏斗底口至预计灌注的桩顶以上所需高度，m；Hw 井孔内砼面至钻孔时水面高差，水或泥浆深度当预计桩顶高出水面时，此项不计入，m；c 砼拌和物容量，用（24kN/m3），kN/m3；w 钻孔内水或泥浆容重，kN/m3；Po 使导管内砼下落至导管外的

6、砼顶升时所需的超压力，钻孔灌注桩采用 100kPa200kPa，桩径 1m 左右时取低限；等于或大于 4m时取高限，1m4m 之间取插入值。漏斗一般用 5mm6mm 厚的钢板制成类似于圆锥形或棱锥形。在距漏斗上口约 15cm 处的外面两侧，对称的各焊吊环一个。圆锥形漏斗上口直径一般为 800mm1000mm，高为 900mm1200mm。棱锥形漏斗一般为 1000mm1000mm900mm。插入导管的一段长度，不论圆锥或棱锥均为 150mm。上述漏斗的容量约为 0.5m30.7m3。为了增加圆锥漏斗的刚度,可沿漏斗上口周边外侧焊直径 14mm16mm 的钢筋。棱锥形漏斗则沿斗口周边外侧焊 30

7、mm30mm 角钢加强。3.1.2.2 储料斗 它的作用是储放灌注首批砼必需的储量，和将远运来的可能离析了的砼倒入其中，再拌匀后经溜槽送入漏斗。漏斗和储料的容量（即首批砼储备量）应使首批灌注下去的砼能满 公司作业指导书 文件编号 版 号 A/O 标题：水下砼灌注 页 码 第 4 页共 12 页 足导管初次埋置深度的需要。钻孔灌注桩漏斗和储料斗最小容量可参照下图和下式计算：Vd2/4h1+D2/4Hc 式中：V 首批砼所需数量，m3；h1 井孔砼面高度达到 Hc时，导管内砼柱平衡导管外水（或泥浆）压所需要的高度，即 h1Hww/c，m；Hc 灌注首批砼时所需井孔内砼面至孔底的高度，Hc=h2+h

8、3，m；Hw 井孔内砼面以上水或泥浆深度，m；D 井孔直径，m；d 导管内径，m；h2 导管初次埋置深度（h21.0m），m；h3 导管底端至钻孔底间隙，约 0.4m。3.1.3 砼的运输、提升和导管的升降 3.1.3.1 砼的运输 砼的运输时间和距离应尽量缩短，以迅速、不间断为原则，防止在运输中产生离析。灌注前砼坍落度的损失（比出罐时）不得超过 2cm。如有离析或坍落度损失过大现象就要进行再次搅拌。水下砼运输的延续时间（包括运输中因故障停止灌注而等待的时间）不应超过表 3 的限制。在砼运输过程中应避免倒换运输工具或漏浆，尽量减少颠簸和日晒。在下雨或日晒较强时应加覆盖。图1 漏斗高度计算HwH

9、ch2h3图2 首批砼数量计算hcHwh1公司作业指导书 文件编号 版 号 A/O 标题：水下砼灌注 页 码 第 5 页共 12 页 表 3 砼拌和物运输时间限制（min）气温（C）无搅拌设施运输 有搅拌设施运输 2030 30 60 1019 45 75 59 60 90 注：泵送按无搅拌设施；当输送距较远时，可用搅拌运输车运干拌料到灌注地点，再加水搅拌；掺用缓凝剂砼的运送时限应通过试验确定；表列时间系指从加水搅拌至灌入导管的时间。在岸滩上运输砼可利用机动车或人力车，也可用砼泵或泵车输送。3.1.3.2 砼的提升 在岸滩上灌注时，砼的提升可采用：（1）在装配式钢板桁架或万能杆件拼制支架上设坡

10、道，以人力或卷扬机提升自动翻斗时，将翻斗内砼倒入工作台上的储料斗内。（2）在钻孔口附近用吊机或扒杆提升内装砼的活底吊斗，砼卸入储料斗内（首批）或直接卸入漏斗内。（3）在钻孔口的储料斗平台旁搭设斜直坡轨道，下端坡度约 500，顶端为平坡，爬斗由卷扬机提升，爬斗至平坡处自动翻转倒料。（4）在河中灌注水下砼时，可在驳船上拼装砼拌和平台，将提升架放在船头或船边，砼提升后通过溜槽进入储料斗和漏斗；或在驳船上设高架钢平台，将砼原材料提升到高平台上拌和，通过溜槽进入漏斗。（5）采用砼输送泵时，不仅可作水平运输，还可作竖直提升运输。3.1.3.3 导管的升降 导管的吊挂和升降，可用倒链、钻机的起吊设备或吊机，

11、需保证导管升降高度准确。起重能力应与导管全部填满砼时的重力相适应。3.1.4 隔水栓、阀门 公司作业指导书 文件编号 版 号 A/O 标题：水下砼灌注 页 码 第 6 页共 12 页 3.1.4.1 球栓 球栓可用砼、木料或塑料布、麻袋内包麻絮或锯屑等制成，球面要光滑。采用剪球法时，球的直径宜比导管内径小 2cm2.5cm。木球宜做成两个圆球，中间夹有几层麻袋、帆布或 3cm4cm 厚的橡脱胶垫，用上端带圆环的螺栓穿过两半球的中心，下端设压重铁拧紧而成。目前，很多地方在灌注钻孔桩水下砼时，采用软球式隔水栓。它是用塑料布包新拌砼制成的软球，使用效果较好。3.1.4.2 阀门 在漏斗下孔口以下两节

12、导管间安设阀门，在漏斗颈口用一层塑料布覆盖好，关闭阀门后向漏斗上料，使注入的砼盛到阀门以上，当有足够数量的砼后打开阀门，砼即迅速下落到孔底。3.2 水下砼的配制 水下砼的强度、等级和材料除应符合设计要求和公路桥涵施工技术规范（JTJ041）的规定外，并应符合下列要示：3.2.1 水泥可选用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通水泥或硅酸盐水泥。水泥的初凝时间不宜早于 2.5h；水泥标号不宜低于 32.5 号（即32.5MPa）；每 m3砼水泥用量一般不应少于 350kg，掺有适宜数量的减水剂或粉煤灰时，可不少于 300kg。配制的砼的实际标号应按公路桥涵施工技术规范（JTJ041）的有关规定办

13、理。3.2.2 粗骨料宜优先选用卵石，如选用碎石，宜适当增加含砂率；骨料最大粒径不应大于导管内径的 1/61/8 和钢筋最小净距的 1/4，同时不应大于 40mm。3.2.3 细骨料宜采用级配良好的中砂。为使砼有较好的和易性，砼的含砂率宜采用 40%50%，水灰比宜采用 0.50.6。有试验根据时，含砂率和水灰比可酌情加大或减小。公司作业指导书 文件编号 版 号 A/O 标题：水下砼灌注 页 码 第 7 页共 12 页 3.2.4 砼拌和物从拌和机卸出到进入导管时的坍落度为 18cm25cm。桩径小、桩身短的取低限；反之取高限。为提高和易性，砼中宜掺用外加剂、粉煤灰等材料，其技术条件及掺用量可

14、参照公路桥涵施工技术规范（JTJ041）有关规定办理。首批灌注的砼的初凝时间不得早于灌注桩全部砼灌注完成时间，当砼数量较大，灌注需用时间较长时，可通过试验，在首批砼中掺入缓凝剂，以延迟其初凝时间。3.2.5 砼的初凝时间随着水泥品种、外加剂品种和用量、砼配合比、环境温度等而变化。影响砼凝结时间的因素如下：气温越高，凝结时间越快；水泥品种：掺有混合料的水泥凝结时间较长；砼标号：其他条件相同时，砼凝结时间随着标号的提高而缩短；水灰比：随着水灰比增高，凝结时间延长；坍落度：一般坍落度增加，凝结时间可以延长；外加剂：参入少量缓凝剂可以延长砼初凝时间和终凝时间；养护环境：水中砼比空气中的凝结时间长。一般

15、如井孔中水温 17C 左右，水下砼标号为 20 号，不掺缓凝剂时，其初凝时间约 8h 左右。当桩直径较大、桩身较长、所需灌注时间较长、不能在初凝时间灌注完时，可在首批砼中掺入缓凝剂。掺入量根据水泥种类、缓凝剂性能，通过试验决定。3.2.6 在受海水侵蚀地区或对砼有特殊要求的地区，应按有关规定或试验选用合适的水泥或掺入防腐剂。3.3 水下砼的灌注 3.3.1 拌制机械的选择 3.3.1.1 砼拌和机数量：可根据一台拌和机的生产率、需要灌注的砼数量 适当的灌注时间计算。延长灌注时间虽然可减少拌和机数量和劳动力，但灌注时间过长容易发生灌注质量事故和坍孔事故。如过分地压缩灌 公司作业指导书 文件编号

16、版 号 A/O 标题：水下砼灌注 页 码 第 8 页共 12 页 注时间，则不必要地增加设备和劳动力。根据目前的施工经验，适当的灌注时间按桩长而变化，可参考表 4 表 4 适当的灌注时间表 钻孔桩长度（m）20 2040 4060 6070 7080 80100 适当灌注时间（h）1.52 23 34 45 56 78 注：灌注时间从第一盘砼拌和加水至灌注结束止。本表适用于桩径小于 2.5m.如水泥初凝时间超过表列数值时,则首批砼必须掺入缓凝剂。砼土拌和机数量 n 可按下式计算：n=V/hp 式中：V 钻孔中应灌注的砼数量，包括桩顶超灌高度和扩孔体积（m3），扩孔率取 1.11.2；h 适当灌

17、注时间 P 砼拌和机生产率，m3/h。P=V0Sa 其中：V0 每次拌制的砼体积，m3；为拌和机的时间利用系数，一般取 0.90.95；S 每小时的拌料次数；a 拌和机体积利用系数，一般取 0.750.85。计算出的 n 值应取整数。另外还应有备用台数，以备在机械发生故障时换用 3.3.1.2 砼拌和机类型，宜采用强制式而不宜采用滚筒自落式，其容量不宜小于400L。公司作业指导书 文件编号 版 号 A/O 标题：水下砼灌注 页 码 第 9 页共 12 页 3.3.2 灌注砼表面测深和导管埋深控制 3.3.2.1 测深 灌注水下砼时，应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的砼面高度，以控制沉淀层、

18、埋导管深度和桩顶高度。如探测不准确，将造成沉淀过厚、导管提漏、埋管过深，因而发生夹层断桩、短桩或导管拔不出事故。因此测深是一项重要工作，应采用较为准确、快速的方法和探测工具。测探锤法；钢管取样盒；热敏电阻测深仪；感应式测深仪；电导式测深仪。3.3.2.2 导管埋深控制 灌注砼时，导管埋入砼的深度一般宜控制在 2m6m 范围之内。当拌和物内掺有缓凝剂、灌注速度较快、导管较坚固并有足够的起重能力，可适当加大埋深，但最好也不要大于 8m（即允许导管最大埋深处），导管外侧可正常灌注。井孔上仪器发生响声并亮红灯时，即可提升导管 4m 或 6m（即允许最大埋深减去最小埋深 2m），并拆除提升的导管，装上漏

19、斗，继续灌注，不需要测深的专职人员，可免去测深时所耗时间，加快了灌注的速度。3.3.3 水下砼的灌注 3.3.3.1 灌注水下砼是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。3.3.3.2 灌注前，对孔底沉淀层厚度应进行一次测定。如厚度超过规定，可用前述喷射法向孔底喷射 3min5min，使沉碴悬浮，然后立即灌注首批水下砼。3.3.3.3 剪球、拔栓或开阀，将首批砼灌入孔底后，立即测探孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故，应按后述事故的处理方法进行处理。3.3.3.4 灌注开始后，应紧凑、连接地

20、进行，严禁中途停工。在灌注过程中，要防止砼拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含水泥 公司作业指导书 文件编号 版 号 A/O 标题：水下砼灌注 页 码 第 10 页共 12 页 而变稠凝结，致使测深不准确。灌注过程中，应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除 1 节或 2 节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂

21、上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时将起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过 15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。3.3.3.5 在灌注过程中，当导管内砼不满，含有空气时，后续砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。3.3.3.6 当砼面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被砼顶托上升，可采取以下措施：尽量缩短砼

22、总的灌注时间，防止顶层砼进入钢筋骨架时砼的流动性小，建议使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性；当砼面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋宠底口 3m 以下和 1m以上处，并徐徐灌注砼，以减少砼从导管底口出来后向上的冲击力；当孔内砼进入钢筋骨架 4m5m 以后，适当提升导管，减少导管埋置 公司作业指导书 文件编号 版 号 A/O 标题：水下砼灌注 页 码 第 11 页共 12 页 长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加砼对钢筋骨架的握裹力。3.3.3.7 为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后将此段砼清除。增加的高度，可按孔深、成孔方法和清孔方法确定，一般

23、不宜小于 0.5m,长桩不宜小于 1.0m。砼灌注到接近设计标高时，工地值班人员要计算还需要的砼数量（计算时应将导管内及砼输泵泵管内的砼数量估计在内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。为减少以后凿除桩头的工作量，可在灌注结束、砼初凝前拔出。当使用两半式钢护筒或木护筒时，要待砼强度达到 5MPa 后方可拆除。3.3.3.8 在灌注将近结束时，由于导管内砼柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。如在这种情况下出现砼顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心

24、。3.3.3.9 在灌注砼时，每根桩应至少留取两组试体，桩长 20m 以上者不少于 3组；桩径大、浇筑时间很长时，不少于 4 组。如换工作班时，每工作班都应制取试件。试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。3.3.3.10 有关砼灌注情况，各灌注时间、砼面的深度、导管埋深、导管拆除所发生的异常现象等，应指定专人进行记录，记录格式如表 5 公司作业指导书 文件编号 版 号 A/O 标题：水下砼灌注 页 码 第 12 页共 12 页 表 5 钻孔桩水下砼灌注记录表 桥梁名称 墩桩 施工单位 共 页第 页 设计钻孔直径 计算砼数量 灌注前孔底标高 灌注完毕桩顶标高 护筒顶标高 测深基点标高 设计桩底标高 设计桩顶标高 每盘砼方数 灌注日期 年 月 日 时 分至 月 日 时 分 共灌注 时 分 检测 序号 （1）时间 时分 （2）（3）砼面 深度（m）（4）（5）导管下口到测深基点长度（m）（6）导管埋深（m）6-（4）+（5）/2（7）拆除导管节数余长（m）（8）砼盘数 （9）砼方数 （10）备注 （11）技术负责人：记录：年 月 日