水下混凝土浇筑方案
一、编制依据
本方案以工程施工图纸及以下规范标准为依据编制
1、《混凝土结构工程施工及验收规范》
2、《混凝土强度检验评定标准》
3、《混凝土拌合用水标准》
4、《建筑地基基础设计规范》
5、《水工混凝土施工规范》
二、工程概况
粤电信息交流管理中心位于广州天河东2号粤电广场北侧,东面为民居住宅楼,北面为写字楼,西面为市政大路;本工程为地下5层,地上32层框架-核心筒结构,总建筑面积56069m2,建筑高度为160m;基础形式:采用人工挖孔桩。由广东省粤电集团有限公司投资,广东省建筑设计研究院设计,广东创成建设监理咨询有限公司监理,广东省建筑工程集团有限公司为总承包单位。
本工程±0.000m为室内地面标高,相当于广州高程标高8.900m。本工程基坑开挖设计深度约20.5m,地下室基坑大致呈方形,南北向最大尺寸约70m,东西向最大尺寸处约61m;地下室拟采用逆作法,基层围护采用地下连续墙(混凝土强度等级为C35),地下连续墙兼作地下室外墙的一部分。
本工程采用人工挖孔灌注桩,大部分桩台面标高-19.85m;孔深由负一层地面起计约24m,桩净长约3~10m;人工挖孔桩共计68条,采用单桩竖向承载力特征值,所有桩均为端承桩,桩端施工扩大头,扩大头部分不设护壁,桩端支承于微风化粉砂岩(土)层,桩端岩层岩样天然湿度单轴抗压强度frp为15MPa。
由于场地的限制,本工程68条基桩全部采用人工挖孔成孔,桩基开挖时正处于雨水多发季节,当桩基挖至设计要求时,由于下雨、基坑渗漏及地下水上涌,孔桩内普通有4-6m积水,其中38#、39#、66#人工挖孔桩成孔后桩孔内积水深度达14m以上,其成桩施工质量的优劣直接关系到整个工程的质量,因此我们选用科学合理的施工工艺,拟采用C35水下混凝土浇筑方式施工。
本次拟采用水下混凝土浇筑的38#人工挖孔桩,桩身直径分别为1800mm,扩大头直径分别3000mm,从负一层基坑面起计成孔深度分别为32m,桩长为16m,地下涌水水面至孔底深度约16m;39#人工挖孔桩,桩身直径分别为1800mm,扩大头直径分别3000mm,从负一层基坑面起计成孔深度分别为28m,桩长为12m,地下涌水水面至孔底深度约14m;66#人工挖孔桩,桩身直径分别为4000mm,扩大头直径分别5000mm,从负一层基坑面起计成孔深度分别为33m,桩长为13m,地下涌水水面至孔底深度约16m;
三、施工准备
1、现场场地布置
本次水下混凝土浇筑量较大,浇筑面广,为保证浇筑质量,4m桩径的66#桩准备采用3个直径1.4m、深1m的料斗同时浇筑,其他两条桩分别采用一个与66#桩同容积的料斗浇筑水下混凝土,届时吊车、搅拌车等施工车辆将直接驶入基坑进行作业。
2、机械设备安排(见附表1)
3、劳动力安排(见附表2)
四、混凝土原材料及外加剂所有的原材料经检查,全部应符合配合比通知单所提出的要求。
1、水泥
水泥采用英德海螺水泥厂的P.0水泥,强度等级为42.5R。水泥应有出厂合格证及进场试验报告。
2、砂
砂采用西江河砂,砂的粒径及产地应符合混凝土配合比设计报告的要求,砂中含泥量为0.9%,细度模数为2.6。砂应有试验报告单。
3、碎石
碎石采用博罗龙溪镇赤的花岗岩,碎石的粒径、级配及产地应符合混凝土配合比设计报告的要求,碎石采用花岗岩碎石,碎石规格为5-25mm,其中针、片状颗粒含量为5%;碎石含泥量(小于0.8mm的尘屑、淤泥和粘土的总含量)为0.3%。石子应有试块报告单。4、水采用自来水。
5、混合材
所用混合材为粉煤灰,等级为II级。
6、外加剂
所用混凝土外加剂的品种、生产厂家及牌号应符合配合比设计报告的要求。外加剂应有出厂质量证明书及使用说明,并应有有关指标的进场试验报告。外加剂必须有掺量试验。
五、混凝土配合比设计报告拟采用C35水下混凝土,其配合比(水泥:水:混合材:砂:石)为1:0.50:0.26:2.16:3.03,含砂率41.6%,质量密度2365kg/m3。
混凝土坍落度控制在200±30mm范围内。
本配合比的室温初凝时间为8-10h,终凝时间为10-12h。
六、施工工艺流程
(一)混凝土的拌制
1、拌制混凝土配料时,各种衡器应保持准确。对骨料的含水率应经常进行检测,雨水施工应增加测定次数,据以调整骨料和水的用量。配料数量的允许偏差(以质量计)(见附表2)
放入拌和机内的第一盘混凝土材料应含有适量的水泥、砂和水,以覆盖拌和筒的内壁而不降低拌合物所需的含浆量。每一工作班正式称量前,应对计量设备进行重点校核。计量器具应定期检定,经大修、中修或迁移至新的地点后,也进行鉴定。
2、经常检查混凝土拌合物的均匀性。
混凝土拌合物应拌和均匀,颜色一致,不得有离析和泌水现象。混凝土拌合物均匀性的检测法应按现行国家标准《混凝土搅拌机技术条件》(GB9142)的规定进行。
检查混凝土拌合物均匀性时,应在搅拌机的卸料过程中,从卸料流的1/4至1/3之间部位,采取试样,进行试验,其检测结果应符合下列规定:
①混凝土中砂浆密度两次测值的相对误差不应大于0.8%。
②单位体积混凝土中粗骨料含量两次测值的相对误差不应大于5%。
3、混凝土搅拌完毕后,应按下列要求检测混凝土拌合物的各项性能:
混凝土拌合物的坍落度,应在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测,每一工作班或每一单元结构物不应少于两次。评定时应以浇筑地点的测值为准。如混凝土拌合物从搅拌机出料起至浇筑的时间不超过15min时,其坍落度可仅在搅拌地点取样检测。
在检测坍落度时,还应观察混凝土拌合物的粘聚性和保水性。
根据需要还应检测混凝土拌合物的其他质量指标并应符合本章的其他规定。
(二)混凝土的运输
1、混凝土的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要,本工程中采用混凝土搅拌运输车运输。运输时间不宜超过下表的规定。混凝土拌和物运输时间限制(见附表3)
2、运输已拌成的混凝土时,途中应以2~4r/min的慢速进行搅动,混凝土的装载量约为搅拌筒几何容量的2/3。
3、混凝土运至浇筑地点后发生离析、严重泌水或坍落度不符合要求时,应进行第二次搅拌。二次搅拌时不得任意加水,确有必要时,可同时加水和水泥以保持其原水灰比不变。如二次搅拌仍不符合要求,则不得使用。
(三)混凝土的浇筑人工挖孔桩桩底沉渣采用人工清除,清渣厚度符合要求,并经监理工程师同意后即开始浇筑水下混凝土。水下混凝土浇筑采用导管法进行,导管内径为250mm;水下混凝土由搅拌站集中拌制,混凝土运输车运送至施工现场,溜槽浇筑。
66#挖孔桩桩身直径较大,为保证首批浇筑混凝土能完全封底,并将导管埋入混凝土面以下,拟采用3个储料斗同时下料,其中两个料斗使用泵送方式输送混凝土,一个料斗采用直卸混凝土。38#、39#挖孔桩桩身直径较小,拟采用一个料斗以直卸方式完成混凝土浇筑。
1、浇筑准备:
A、在清孔的同时,对各类设备进行检查,备足原材料;同时配备水泵、空压机及高压射水管等设备,以保证孔内水头和及时处理浇筑故障。
B、安装导管,导管底部至孔底留有200mm左右的空间,以利首批浇筑混凝土顺利浇筑;导管上口应高出护筒顶面2m与储料斗相连。
C、导管使用前进行过球、水密、泵压和接头抗拉试验。
2、混凝土浇筑:
A、导管安装好后,应再次测量孔底沉碴厚度,如大于设计和规范要求,应再次进行清孔处理,确保孔底沉碴不超出设计要求。确认沉碴符合设计要求、钢筋笼安放正确后,即可开始水下混凝土浇筑。
B、在水下混凝土浇筑过程中,经常采用带测锤的测绳探测孔内混凝土面的标高,及时调整埋管深度。一般埋管深度控制在2-6m,以防导管提离混凝土面发生断桩。提管由塔吊完成,人工拆管,并及时冲洗导管,整齐堆存备用。
C、水下混凝土浇筑应连续有节奏地进行,中途不得中断,并尽量缩短拆除导管的间隔时间。
D、水下混凝土浇筑应高出设计桩顶0.5m左右,以保证桩与钢管柱上部结构之间的混凝土连接质量。桩高出设计桩顶的浮浆需凿除以保证桩头无松散层。
E、水下混凝土浇筑过程中,试验人员应经常检测混凝土坍落度,不符合要求的混凝土不得灌入。
七、质量控制措施
(一)施工前的准备工作
1、施工前,施工单位应提前向监理部门报送施工方案进行审查,对其中的施工方法、施工技术等进行明确。在经过监理部门审核后方可根据施工方案施工。
2、水下混凝土灌注桩施工前要做好测量工作。施工单位在具体施工过程中,必须严格按照三检制进行层层落实,及时与监理部门沟通,并对反馈数据、资料进行认真复合,切实保证施工偏差在设计允许范围之内。
3、检查水下混凝土灌注桩施工设备。导管必须具备足够的强度和刚度、且密封性良好,管壁光滑、平直,无穿孔裂纹、接口密封。储料斗等有关的浇筑机具使用前都应进行检查,以保证施工安全和施工质量。
(二)浇筑混凝土的质量控制要提高水下混凝土灌注桩的施工质量,前提必须是要保障浇筑混凝土的质量,所以在混凝土选料方面必须要做到严格要求。
1、粗骨料采用质地坚硬的碎石,其粒径在5-25mm之间,粗骨料的级配应保证混凝土具有良好的和易性。细骨料采用级配良好的中、粗砂,无垃圾及杂物。
2、细骨料应选用质地坚硬的中砂,含泥量不大于3%。无有机物、垃圾、泥块等杂物。
3、水泥采用强度等级为42.5R的普通硅酸盐水泥,初凝时间宜8-10h。所选的水泥品种已通过初凝时间和抗压强度试验,使用前有出厂质量证书和水泥现场取样复试试验报告。
4、钢筋具有出厂质量证明书和钢筋现场取样复试试验报告。
5、混凝土配合比已经试验室试配。为提高其和易性,混凝土中掺入外加剂,掺量是1.2%,能满足施工要求。
总之,必须要保证水下混凝土的强度、等级和材料符合设计要求和《水工混凝土施工规范》的规定。混凝土的配合比必须与导管浇筑水下混凝土相适应,且具有足够的和易性和流动性,因而要从水泥标号的选择、水泥及水的用量比例、骨料的种类和性质及掺用外加剂等几个方面来综合考虑,从而保证水下混凝土的质量,提高水下混凝土灌注桩的施工质量。
(三)加强浇筑施工工艺
浇筑水下混凝土是水下混凝土灌注桩施工的重要工序。要提高施工质量必须要从桩的浇筑过程中把好关。
1、施工时,为防止水流、杂物进入导管,下管前可将管子底端塞住,借第一罐混凝土的重量把塞子冲开,使混凝土浇筑就位,灌入首批混凝土。
2、注意首批混凝土量必须满足导管埋深要求,所以漏斗和储料斗及漏斗和输送泵的混凝土储存数量要充足。
3、首批混凝土浇筑正常后,必须连续进行,不得中断,要一气呵成,否则便可能造成断桩,影响施工质量。
4、在吊装钢筋笼时要注意和桩孔的中心要对应,定位要准确。要特别注意吊环、吊钩的强度及牢固性,钢筋笼吊放时要保持轴线顺直,防止偏斜。当混凝土浇筑接近钢筋笼时,要把导管埋得较深。
5、为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌半米左右高度。
八、混凝土质量检测
按规范及基桩检测方案要求,38#、39#桩采用超声波检测方法进行桩身质量检测,按要求在安装钢筋笼时预埋声测管;66#桩同时进行超声波检测及抽芯检测,抽芯长度须超过孔底至少50cm,同时按每50m3一组的规定做好每根孔桩的砼试件。
一、施工设备
1、材料选用
⑴水泥:宜用425号或525号普通硅酸盐水泥, 有出厂合格证并经试验合格。
⑵砂子:中砂或粗砂,含泥量不大于3%。
⑶优先选用卵石:粒径10~40mm,含泥量少于2%。
2、作业条件
⑴施工机械设备必须满足下列要求:
1)混凝土搅拌机不少于两台。
2)导管配套不得少于灌注一条桩戓沉箱封底深度的需用量。
3)要根据现场用电量至少要配置120KW发电机一台,以作灌注混凝土时突然停电备用。
⑵现场混凝土材料存量必须满足施工需要。材料不足的情况下不得灌注水下混凝土。
二、操作工艺
1、水下混凝土拌和物应符合下列规定:
⑴水下灌注的混凝土必须具有良好的和易性。其配合比应通过试验确定,坍落度宜采用160~220mm,每立方米混凝土中的水泥用量不得少于360kg,水泥标号不宜低于425号。
⑵使用早强型的水泥必须有缓凝措施。当气温高于30°C时, 无论使用早强型或非早强型水泥,都必须根据具体情况对混凝土采取缓凝措施。
⑶细骨料宜选用级配良好的中至粗砂,砂率一般控制在40%~50%。
⑷粗骨料宜选用卵石或碎石,其粒径不得大于40mm,有条件时可采用二级配;
2、导管的结构和使用符合下列要求:
⑴导管壁厚不宜小于3mm,直径宜为200~250mm, 直径制作偏差不得超过2mm,宜采用无缝钢管制作。导管的分节长度一般为2~4m,底管长度不宜小于4m,底部应焊设加强箍,两管之间可用法兰或丝扣连接。
⑵为避免提升导管时法兰挂住钢筋笼,可设置锥形护罩,或采用加焊三角形加劲板等有效措施。
⑶导管使用前应试拼试压,试压压力一般为0.6~1MPa, 并要试验混凝土隔水球塞是否能通过。
⑷使用丝扣连续的导管,应注意使用、运输和堆放中不得碰撞导管连接口的螺纹或压坏管口。导管在每次灌注混凝土使用完毕后,应立即冲冼干争,及时在导管连接口的螺纹涂油防绣。
3、灌注水下混凝土应遵守下列规定:
⑴开始灌注时,预制混凝土隔水球塞吊放的位置应临近水面,导管底端到孔底的距离应为0.5m,排塞后不得将导管插回孔底。
⑵开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋入水下混凝土中0.8m以上深度的混凝土储存
⑶随着混凝土的上升,要适当提升和拆卸导管,导管底端埋入混凝土面以下一般宜保持2~4m,不宜大于6m和不得小于1m, 严禁把导管底端提出混凝土面。
⑷在水下混凝土灌注过程中,应有专人测量导管埋深,填写好水下混凝土灌注记录表。
⑸水下混凝土灌注应连续进行,不得中断。因此灌注前应有严密的施工组织设计及辅助设施,一旦发生机具故障或停电、停水及发生导管堵塞、进水等事故,应立即采取有效措施进行处理,并同时做好记录。
⑹提升导管时应避免碰挂钢筋笼。当混凝土面接近钢筋笼底时,应严格控制导管的埋管不要过深, 当混凝土面上升到钢筋笼内3~4m再提升导管,使导管底高于钢筋笼底端,以防钢筋笼上浮。
4、应控制最后一次混凝土的灌注量,不使桩顶超高或偏低过多,一般应控制在设计桩顶标高以上约0.8m。
5、灌注桩身混凝土时,每条桩的留置试块不得少于一组(三件)。
三、质量标准
1、保证项目
⑴水下混凝土工程所用的水泥、水、骨料、外加剂、混凝土抗压强度必须符合设计要求和施工规范的规定。
⑵水下混凝土的配合比、原材料计量、搅拌必须符合施工规范的规定。
⑶清孔后,孔底泥浆比重和沉渣厚度必须符合施工规范规定。
2、允许偏差
除设计规定浮浆高度外,灌注标高允许偏差+200mm。
四、施工注意事项
1、避免工程质量通病
⑴隔水球塞按规定尺寸严格制作。每次设置隔水球塞时,必须试验一下是否能顺利通过导管。不合格的隔水球塞不得使用。
⑵灌注过程中拆卸下来的导管要及时冲清内壁,以防导管内壁残留的水泥砂浆凝结后,会妨碍隔水球塞顺利通过。
⑶要切实保证第一次灌注时足以将导管的底端一次性埋入水下混凝土中0.8m以上的深度。储料斗中的混凝土储量必须保证足够。第一次灌注时需多少混凝土量,要认真计算。以免出现差错。
⑷灌注时要随时测量混凝土上升情况。拆卸导管前,要仔细测量导管埋入混凝土中的深度,认真计算需拆卸多少节导管,严防导管拆卸过多,把导管端提出混凝土面。
⑸每灌注一斗混凝土,宜把导管提动一下,并按规定适时拆卸导管,以防导管埋入混凝土时间过长和埋入深度超过规定,造成埋管事故。
⑹当导管堵塞而混凝土尚未初凝时,应按下列方法处理:
1)用钻机的起重设备,吊起一节钢轨或其它重物在导管内冲击,把堵塞的混凝土冲开,或迅速提出导管,用高压水冲通导管,重新下隔水球塞灌注。
2)灌注时,当隔水球塞冲出导管后,应将导管继续下降,直至导管不能再插入时,然后再少许提升导管,继续灌注混凝土,这样,新灌注的混凝土能与原灌注的混凝土结合良好。
2、主要安全技术措施
⑴吊机司机起吊混凝土及其它重物时要注意安全,听从指挥,严格遵守有关操作规程。
⑵高空操作人员要衣着灵便。佩戴安全带,严禁穿带钉易滑的鞋在高空操作。
⑶夜间施工要有足够的照明,现场电线、电缆不能乱拉乱搭,并且要架空2m以上。
3、产品保护
严格按本章工艺标准第一节有关产品保护各项规定执行。
水下混凝土工程在高速公路建设中,桥梁是路线的重要组成部分。灌注水下混凝土是桥梁成桩的重要工序,灌注过程中应明确分工,密切配合,统一指挥.做到快速、续施工,灌注成高质量的水下混凝土,防止发生质量事故。如在灌注水下混凝土出现事故时,应分析原因,采取合理的技术措施,及时设法补救。堵管就是这方面很容易发生的事情。为了预防此类事故的发生,提高灌注速度,确保桩基质量。提出一些在现实施工中经常出现的堵管类型以及一些具体的预防措施和解决办法。
在桥梁下部构造中,灌注水下混凝土是目前高速公路桥梁上较常见和较普遍的一道工序,所以桥梁的前辈们在多年的桩基灌注施工实践过程中,已经对灌注水下混凝土的施工工艺、方法日趋成熟、完善。下面就目前赣大高速A2段水下灌注混凝土施工中容易出现的堵管问题做个小结。在灌注过程中,混凝土在导管中下不去,称为堵管。一般在施工过程中常见的堵管原因有以下几种。
一、水下混凝土发生堵管的原因
1:初灌时,隔水栓堵管。
2:由于混凝土本身的原因。如坍落度过小,导致流动性差;夹有大卵石;拌和不均匀;运输途中产生离析;导管接缝处漏水,影响混凝土质量;雨天运送混凝土时未加遮盖,使混凝土中的水泥浆被冲走;粗骨料太集中而造成导管堵塞。
3:机械发生事故或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已经初凝,增大了管内混凝土下落的阻力,混凝土堵在管内。
二、水下混凝土堵管的预防措施
1):使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时有良好的隔水性能,保证混凝土的顺利排出。
2):在混凝土灌注时,应加强对混凝土的配合比、搅拌时间、以及坍落度的控制。
2.1:水下混凝土的水泥性能应符合国家现行标准外,初凝时间不宜早于2.5h,水泥标号不宜低于325号,每立方混凝土中的水泥用量不得小于350kg,掺有外加剂时水泥用量不得小于300kg。
2.2:粗骨料优先选用卵石,如用碎石,含砂率应增加3%,还应有良好的级配。粗骨料的最大粒径不可大于导管内径的1/6-1/8和钢筋最小静距的1/4,同时还不宜大于40mm,最小粒径不宜小于5mm。
2.3:为使混凝土有良好的和易性,混凝土的含砂率宜采用40%-50%,水灰比宜采用0.5-0.6,搅拌时间为3分/拌。
2.4:混凝土拌和物从拌和机卸出到进入导管时的坍落度以18-25cm为宜,并宜有一定的流动度保持率;当混凝土灌注数量大,灌注时间长,可在首批混凝土中掺入缓凝剂。
3):灌注前应仔细检修灌注机械,特别是导管、拌和机,并准备备用机械,发生事故立即掉换备用机械。
3.1:导管的检查:导管应是用钢板卷焊成或采用无缝钢管制作。中间节一般为长2m,最下端可长至少4-6m。中间节二端得焊有法兰,上下二节法兰间,应垫以4-5mm厚橡胶垫圈,其宽度外侧齐法兰盘边缘,内侧宜稍窄于法兰内缘。各节导管的内径应大小一致,偏差不大于±2mm 。导管吊放是分段拼装时,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浆应擦拭干净。导管的拆除动作要快,时间一般不宜超过15min。
3.2:漏斗和储料斗的检查:主要是检查其容量(首批混凝土储备量),应使首批混凝土能满足导管初次埋置深度的需要。
3.3:拌和机的检查:拌和机开拌前,应检查其电动机运行状态是否正常。拌和机的拌和速度应满足桩基的灌注速度。电子配料斗的容量及电脑的线路是否正常。
3.4:准备备用设备。
三、水下混凝土堵管的解决办法
1):开始灌注前,将隔水栓置于孔内水面以上0.3m左右的导管内,用铁丝悬吊固定。如果隔水栓的内径与导管内径不相配,可以在其外层夹几层麻袋、帆布或3-4mm的橡皮垫,固定在隔水栓上,待有足够混凝土初存量后,提取隔水栓,混凝土会将导管内水压走而落入孔底。现行施工过程中大多数用的是圆形铁盖当隔水栓,铁盖用钢丝绳栓住,铁盖的直径大于导管直径1-1.5cm,该方法较方便,也不容易有堵管的毛病。
2):如果混凝土本身质量差,堵在导管内。首先可以用吊机,附近有钻机的话也可以用其提伸导管一定高度抖动,切勿使导管底部脱离混凝土表面1m以下,容易断桩;如其不行,然后可用长杆、长钢筋冲捣管内的混凝土,或在导管上安装附着式振捣器振捣,迫使导管内的混凝土下落;否则须将导管连其管内的混凝土一节一节拆除,提出桩孔外清理,并对散落在桩孔内的表面松散混凝土清理和修整,为安排接桩做好准备,然后重新吊装导管,重新灌注混凝土。能够出现此类复杂处理程序的桩孔,一般多为挖孔桩水下灌注,因其旁边没有有效的振动设备来处理。
我们处理过一次,一根人工挖孔桩的水下混凝土灌注堵管事故;一开始开拌后,以较快的速度灌注了8盘混凝土,使孔内混凝土埋管深度达3m多,在这个灌注过程中,通过观察孔内泛浆情况很顺利,一直灌注到了8m深的时候,发现孔内没有泛浆现象,导管内的混凝土还有一大部分被堵塞,明显堵管了。当时试过了吊机抖动;也试过了用长的钢管、钢筋插到导管下捣动来,捣动去都看不见管内的混凝土下去,估计再这样抖下去也没有用,又浪费了时间,等过了初凝时间又不好办。于是快速将孔内的导管连同管内混凝土一节节拆除清理,然后重新吊装导管,灌注混凝土,等首批大方量混凝土下去时,出现了泛浆现象,混凝土下去时也有下压声响时,说明灌注情况良好。否则,就只有重新再将导管连其管内混凝土一节节拆除,等到孔内的水抽干,散落在孔底的松散混凝土清除后,才能接桩,重新安装导管,重新灌注混凝土。首批混凝土灌注下去时应用振动器振捣。
3):及时调集周边的设备或成品混凝土,加速混凝土的灌注速度,必要时,可在首批混凝土中掺入缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。当灌注时间已久,孔内首批混凝土已经初凝,导管内又堵塞有混凝土时,此时处理方法是将导管拔出,如果是人工挖孔桩堵管应参照上述第二个原因的解决方法,钻孔桩堵管应用吸泥机将孔内表层混凝土和泥浆渣土等吸出,重新下导管灌注,灌注结束后,这根桩宜作断桩再予补强处理。如果混凝土灌注深度不太深时出现堵管而无法继续灌注时,建议立即停止灌注,拔出导管,提出钢筋笼,重下钻头,清出已灌注的混凝土,再按常规办法清孔,重新灌注,以较小的损失换取高质量工程。
四、结束语
以上总结的就是几个常见的导管堵管原因及预防措施,在实际生产中,由于外界条件的变化造成堵管的原因往往不止这些。但是只要我们严格按照操作规程操作,做到“防微杜渐”,不断地从每一次堵管中总结经验和教训,就一定能将堵管的可能性降到最低。
A、水下混凝土浇筑水下混凝土采用导管灌注法。具体施工方法如下:
a、安装导管导管选用直径φ250mm的两端带丝口的钢管,分底节、中间节、顶节三种,底节不短于4m,一端设丝口;中间节从1.0~4.0m不等,顶节根据计算配置。采用橡胶垫及抱圈联结导管。导管使用前进行必要的水密、承压及接头抗拉等试验,进行承压试验的水压不小于导管壁可能承受的最大内压力Pmax.Pmax计算式如下;
Pmax=γc×hcmax—γw×hw式中:Pmax—导管壁可能承受的最大内压力;
γc—混凝土拌合物的容重(kN/m3);
hcmax—导管全长(m);
γw—桩内泥浆或水容重(kN/m3);
hw—桩内泥浆或水深度(m)
导管安放要根据配管设计,快速安装,避免间隔时间过长。经水压试验合格后,正居孔中安装导管,导管放至底口距孔底30~50cm,在孔口用夹板固定,接上漏斗,用铁丝悬挂隔水塞,上接储料斗,待保证导管埋设深的首批混凝土量填满后,剪断悬挂隔水塞的铁丝。
b、灌注水下混凝土导管上口按常规施工设置储料槽和漏斗,因桩顶高于桩孔内水面,漏斗底部应高出水面不小于4~6m,桩孔内混凝土面以上导管内混凝土柱的高度hc可用下式计算确定,当计算值大于4~6m时取计算值,否则取4~6m。hc≥(P0+γw×hw)/γ
c、式中:hc—导管内混凝土柱的高度;P0—综合考虑,本工程选用100KPA;γw—桩内泥浆或水容重(kN/m3);hw—桩内混凝土面以上泥浆或水深度(m);γc—混凝土拌合物的容重(kN/m3)灌注水下混凝土时,首批混凝土的数量应能满足导管初次埋深大于1m,故首批混凝土的数量是混凝土水下灌注过程成败的首要因素。首批混凝土的数量在施工时根据下式确定:V=∏d2×h1/4+∏D2×hc/4式中:V—首批混凝土的数量(m3);h1—桩内导管达到必需埋深时,导管内混凝土柱的高度(m)。h1≥γw×hw/γc;hc—灌注首批混凝土时,桩内混凝土面至孔底的高度(m)。(按常规可取1.0+0.4=1.4m);d—导管内径(m);D—桩孔直径(m)。
B、水下混凝土的配制要求及灌注时的注意事项
①混凝土配合比设计选择葛洲坝水泥厂生产的PO42.5级水泥,粗骨料用级配碎石最大粒径4cm,细骨料用长江中砂,含砂率采用40%~50%,水灰比取0.5~0.6,坍落度18~20cm,并要求有良好的和易性和流动性。水泥最小用量不小于300kg/m3.混凝土和易性要满足规范要求。
②导管下口至孔底的距离宜为25~40cm,灌注首批混凝土时,导管埋深不小于1m,其后埋深不得小于2m或大于6m。
③开始灌注水下混凝土时,须在漏斗底部设置隔水栓。
④导管提升用设备的最大提升力须大于导管自重、导管内混凝土的重量及导管壁与混凝土的摩擦力之和。
⑤水下混凝土灌注过程中,须保持孔内水头,防止塌孔;经常检查孔内混凝土面的位置,调整导管埋深,提升导管应缓慢进行,不得将导管拔出混凝土面。
⑥导管轴线在施工的全过程均须保证位于桩孔中心,以防止导管提升时导管连接件被孔内钢筋笼骨架挂住。
⑦混凝土要不间断地连续快速浇筑。每隔一定时间测量一次混凝土灌注高度,以保证导管埋深不小于1.5m,不大于4m,同时保证导管内混凝土的高度,以保证水下灌注混凝土在一定落差作用下,形成连续密实的混凝土桩身。桩身顶部混凝土灌注标高不小于桩顶标高以上0.50m。