第十二章水下混凝土施工技术交底
一、编制依据
《公路桥涵施工技术规范》( 041-2000)
《公路工程质量检验评定标准》(80/1-2004)
二、适用范围
适用于公路的桥梁钻孔桩基础水下混凝土施工。
三、交底内容
1、施工准备
⑴完成钻孔桩基础钢筋笼、声测管的安装和清孔验收工作。确认孔深。
⑵导管配管。根据孔深编排各根导管的管节组合，并填写记录，记录好导管下设顺序、导管根数、各管节的长度、导管实际下设情况等。
⑶拌合站准备充足的原材料及混凝土设备、车辆。
⑷维修现场道路，清除障碍，保证全天候畅通。
2、施工工艺
(1)工艺流程
图3-1 钻孔桩水下混凝土浇注施工工艺流程图
(2)导管安装
①水下混凝土灌注宜选用圆形螺旋丝套接头的钢导管。钢导管的内径应与桩径及混凝土浇筑速度相适用，不宜小于最大骨料粒径的6倍，一般为200～300。导管管壁厚度
一般为3～5，其内壁应光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管尾管长度宜为3.0～4.0m ，中间每节长度宜2m ～3m ，上部配0.5m 、1.0m 、1.5m 的短管，根据孔深进行调整。
②水密试验
导管使用前需要检查导管是否漏气、漏水、变形，接头连接要牢固可靠，并且要定期(一般每半个月)进行一次水密性试验，
进行水密性试验的水压应不小于孔内水深1.3倍的压力，亦不小于到关闭和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.3倍。
= 1.3（×－×）
式中 ——导管壁可能承受的最大压力（2）；
——混凝土容重，可采用243）；
——导管内混凝土柱最大高度，采用导管全长（m ）；
——钻孔内水或泥浆容重（3），一般取1.0～1.20；
——钻孔内水或泥浆深度（m ）。
水密试验方法：拼装好的导管，两端封闭，在端口焊接进出输水管头。往管内注水，注满后封出水管头，加压注水，达到检测压力，经过15不漏水即为合格。
③导管配置
配置导管时要根据各桩孔的孔深、护筒至管架的距离来计算单根导管的长度，其计算式如下：
21L L L ＋＝，32L H L －＝
式中：L ――导管长度(m)；
L1――孔外管长(m)，即导管上端管口至护筒顶的距离；
L2――孔内管长(m)；
H ――孔深(m)；
L3――导管下端管口距孔底的距离(m)，即导管悬空，一般30～40。
单根导管的实际长度等于各管节的累计长度。短导管放置在单根导管的上部。 ④导管安装
导管的安装方法见图3-2。导管要按照顺序依次下放。下设导管时应防止碰撞钢筋笼，导管对正钢筋笼中心慢慢下设，各管节间连接要安放“O ”形密封圈，并检查每管节间连接紧扣。
导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在护筒两侧的方木上，方木放置要平稳。严禁
将支撑架放在护筒上。导管全部下入孔内后，应放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提起30～40，开始浇注水下混凝土。
导管的顶端配有混凝土漏斗，其高度要便于混凝土的卸料。漏斗的容积要足以保证卸料时混凝土不会溢出。
(3) 混凝土拌制及运输
混凝土的拌制由拌合站集中搅拌，强制搅拌机进行搅拌。严格控制原材料的投放数量，满足搅拌时间，保证混凝土的坍落度、流动性和强度要求。
混凝土运输采用混凝土搅拌罐车运输，混凝土罐车从拌和站开出后应在最短时间内达到灌注现场，保证单桩在首盘混凝土初凝前灌注完毕。
混凝土应有良好的和易性, 在运输和灌注过程中无显著的离析、泌水。混凝土运至灌注地点时应检查其均匀性和坍落度，灌注时保持有足的流动性，坍落度宜为18—22。如不符合要求应进行第二次拌合，二次拌合后仍不符合要求时不得使用。
应尽量减少倒运环节，尽可能采用混凝土搅拌车与导管漏斗对口浇的施工方法。不具备对口浇的条件时，可用汽车泵等作为转运工具。
冬季施工，罐车应采取保温措施，混凝土入导管温度不低于5℃时，；夏季施工，罐车应采取降温措施，减少运输过程中混凝土坍落度损失，混凝土入导管温度不大于30℃时。
(4) 混凝土灌注
①开盘
开浇宜采用压球法进行混凝土灌注。导管下设后在导管内放置略小于导管内径的隔离胶球作为隔离体，隔离泥浆与混凝土，然后在导管上口设置一个储料斗，在储料斗内出口上放置一个盖板。在开浇前，将混凝土储料斗灌满(储料斗容积应满足导管内容积及封埋导管不小于1.0m 深的方量)，使导管底部一次埋入混凝土面以下1.0m 以上。储料斗的混凝土储存量可按下式计算（式中参数见图3-3）。
4/4/)(12212h d H H D V ππ++=
式中：V ──灌注首批混凝土所需数量(m3)；
D ──桩孔直径(m)；
1H ──桩孔底至导管底端间距，一般为0．4m ；
2H ──导管初次埋置深度(m)；
d ──导管内径(m)
1h ──桩孔内混凝土达到埋置深度2H 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c w w H h γγ=1。
当储料斗内的混凝土量已满足初灌要求时，拔出储料斗内出口上的盖板，同时打开储料斗上的放料闸门，使混凝土连续进入导管，迅速地把隔水栓及管内泥浆压出导管，同时将桩孔旁边的混凝土搅拌车内剩余的混凝土不断灌入储料斗内而使混凝土连续地灌入桩孔内。当孔内浆液迅猛地溢出孔口时，证明混凝土已通过导管进入孔内；若导管内无泥浆返回，则开浇成功。此时应测量混凝土面的深度，确认导管埋深是否满足1m 以上的要求。
②灌注阶段
灌注混凝土一旦开浇后，应连续进行，不得中断，并应始终使导管埋入混凝土中足够深度，保证导管拆卸后导管埋入混凝土的深度不小于2m ，以防止将导管拔出混凝土面；同时导管埋入混凝土中的深度不大于6m ，以免出现堵管或铸管事故。
为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m 以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m 以上，即可恢复正常灌注速度。
灌注过程中，应密切注意孔口情况，若发现钢筋笼上浮，应稍作停浇，同时在钢筋笼上加压重物，在不超过规定的中断时间内继续浇注；若发现孔口不返浆，应立即查明原因，采取相应的措施处理。
提升导管时应保持轴线竖直、位置居中。如果导管卡挂钢筋笼，可转动导管，使其脱开钢筋笼，然后再提升。
每盘测量一次桩孔内混凝土面深度，并及时填写水下混凝土灌注记录表，确定灌注高度和埋管深度，指导导管的拆卸工作。当灌注方量与混凝土顶面位置不相符时，应及时分析原因，找出问题所在，及时处理。
混凝土应连续灌注，混凝土面上升速度控制在2以上，遇特殊情况须间歇时，间歇时间应根据具体情况确定，但不宜大于30。每根桩的灌注时间不应太长，应在8h 内灌注完成。
灌注时，孔口应设置盖板，避免混凝土散落到孔内。混凝土置换出的泥浆通过泥浆排污沟排到其它正在施工的桩孔中或沉淀池，以防止泥浆溢出而污染环境。
③收盘
在终浇阶段由于导管内外的压力差减少，浇注速度也会下降，如出现下料困难时，混凝土坍落度宜为22，并可适当提升导管和稀释孔内泥浆。
混凝土灌注到接近设计桩顶标高时，应对剩余混凝土数量（计算时应将导管内的数量估计在内）进行测算，并通知搅拌站按需供料。
灌注的桩顶标高应比设计桩顶标高高出0.5～1.0m，以保证桩头混凝土的强度，多余部分在承台混凝土施工前凿除，桩头应无松散层。
在拔除最后一段长导管时，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。
处于地面或桩顶以下的钢护筒，在灌注混凝土初凝前拔出。
四、质量检查及检验标准
1、钻孔桩成桩质量标准（表4-1）
表4-1 钻孔桩实测项目
五、注意事项
⑴灌注前要检修好混凝土搅拌系统、混凝土搅拌车、灌注混凝土的吊车等设备，以及浇筑器具，防止灌注混凝土过程中出现长时间中断。
⑵要根据验收孔深和灌注平台高度配置导管，导管接头应有密封圈（垫）并拧紧。浇筑导管应定期进行水密试验检查。
⑶导管下设时要按照安装顺序依次进行；导管下设后，要检查导管是否漏浆；要将导管放置孔底，检查是否少下导管，以及导管是否下设至距孔底30～40；检查隔球塞和储料斗内出口上的盖板是否放置好；拆除的导管要做好记录，放止拆除导管时拔出混凝
土面而造成断桩。
⑷灌注开始后，应紧凑地、连续地进行，严禁中途停工，同一根桩的混凝土持续灌注时间应不大于混凝土初凝时间。尽量缩短拆除导管时间，掌握好下料速度，不宜太快太猛，以免造成气堵。
⑸在灌注混凝土过程中，要每隔15～30测量一次孔内混凝土面的深度，以便控制好导管埋入混凝土中的深度，导管埋深始终控制在2.0～6.0m内，拆卸导管时向上提升导管要慢，避免拔出导管而造成断桩和钢筋笼上浮。要防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，而使测深不准确。
测混凝土面的深度采用绳系标准锤测深法，标准锤的外形为锥形，锤底直径15，高20，质量6；测绳必须经检校过的钢尺进行校核。
⑹灌注混凝土过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。
⑺终浇时要仔细而准确地测量混凝土面的深度，必要时采用钢管取样盒，从孔内取出混凝土样，鉴别盒内之物是混凝土还是泥渣，由此确定混凝土表面的准确位置。终浇标高控制在设计桩顶标高以上0.5～1.0m范围内。
六、安全质量和环保施工
1、安全保证措施
(1)上岗前，对所有参加施工的技术员、施工员、劳务队组织学习安全操作知识，进行专门培训；并由专职安全员对其分层进行安全技术交底。
(2)制定严密的操作规程，操作人员必须严守各自岗位，必须按规定佩带安全防护用品。上岗操作时拴好安全绳，正确佩戴安全帽。
(3)施工孔桩周围设置安全护栏，非施工人员不得进入施工区域，防止人员掉入孔桩
(4) 导管起吊作业须有专职安全人员现场监控，操作手必须为熟练工，且经过安全培训。现场有管理人员统一调配指挥。
(5) 夜间施工必须保证照明光线充足，有些工作夜间不得施工，如提升滑架、起吊重物构件等。
2、环境保护施工
(1) 拌合站场地要进行合理规划、原材料分库存放、不得随处铺洒。废弃材料不得乱丢乱放。
(2)现场管理要有序，施工道路要畅通，无积水、坑陷。
(3) 应注意混凝土生产、水泥运输等产生的粉尘对环境影响。混凝土所用材料，特别是外加剂，应满足环保要求。
(4) 混凝土浇筑完成后，要做到工完料清，及时清除多余的砂石、废弃混凝土和各种剩余物质材料。