钻孔灌注桩水下混凝土施工技术

  • 格式:doc
  • 大小:439.00 KB
  • 文档页数:7

钻孔灌注桩水下混凝土施工技术
作者:王甫学黄云
来源:《珠江水运》2019年第11期
摘要:本文主要阐述了采用导管法浇注水下桩基混凝土的配合比设计、施工措施、方法,其特点主要在于泵送后的混凝土能顺利通过导管灌注桩基,较好的保持混凝土的性能。

关键词:水下混凝土配合比泵送灌注流变性
1.概况
重庆国际集装箱码头寸滩港二期工程,合同造价2.3亿元。

工程主要内容包括多用途泊位集装箱平台、陆域堆场、道路、管网、库房等等。

整个项目的关键点和难点都在集装箱平台,由于该平台为桩基基础,钢筋砼框架结构,平台长316m,宽30m,框架分3层,每层高度近10m,设计钻孔直径φ1600mm灌注桩270根,分45排,每排6根,桩基全部处于水下施工,水深3~18米不等,其中约一半桩基处于水深在10m以上,长江水流速约2m/S,桩基砼设计强度C30。

合同工期28个月,由于集装箱平台位于长江上,水下桩基施工直接影响整个工程的工期,必须在2008年汛期前完成水下施工。

大直径钻孔灌注桩施工,水下混凝土施工是桩基施工成败的关键,因此,项目部对水下混凝土施工从几个重要方面进行了工作。

2.施工技术措施交底
(1)浇注前对导管工人进行交底。

(2)对导管上油润滑。

(3)对钻机司机培训。

(4)技术人员在浇注过程中现场指挥。

(5)正泵,避免管道中沉淀堵管。

(6)两台罐车同时放料。

(7)现场备用调节减水剂。

3.混凝土材料选用及配合比的确定
3.1水泥
本工程选用P.O42.5普通硅酸盐水泥为胶凝材料,其技术性能指标见表1。

3.2细骨料
细骨料采用混合砂,其技術性能指标见表2
3.3粗骨料
采用石灰石破碎的0~10mm和10~20mm的碎石混合为5~20mm的连续级配作粗骨料;其技术性能指标见表3。

3.4泵送剂
选择引气缓凝型泵送剂,该泵送剂由萘系与氨基减水剂复配,其技术性能指标见表4。

3.5配合比的确定
本工程采用P.O42.5水泥配制,水灰比在0.45(小于0.5)为宜。

同时确定砂湿堆密度不小于2100 kg/m3。

通过计算,并经过反复试配试验,优选出如下配合比见表5。

经实践,该配合比满足本工程需求。

4.水下混凝土灌注工艺
水下混凝土一般用导管法灌注,导管内径视桩径大小而定,本工程选择内径为250mm的导管连接。

4.1混凝土面上升速度
采用导管法浇注水下混凝土时,对于大仓面混凝土面的上升速度宜保持0.3~0.4m/h,小仓面混凝土面的上升速度宜需保持0.5~1.0m/h,但不得小于0.2m/h。

其计算式为:
首批混凝土浇注后,导管顶部至已浇注混凝土面的高度为19m,水面至已浇注混凝土面的高度为15m,混凝土的容重为2425kg/m3,水的容重为1000kg/m3。

通过计算,导管底部的混凝土柱压力为46.075N/mm2;桩内水压力和导管底部必需的超压力之和=15.075 N/mm2,满足了工艺要求。

4.3导管插入混凝土中的深度
实践表明,插入深度不足1m时,易使后续混凝土在已浇筑混凝土表层流动,破坏混凝土的整体性和均匀性,使混凝土受到环境水的扰动、稀释、侵渍等。

当插入深度大于1m时,混凝土表面坡率均匀一致,一般在1/6-1/5,后续混凝土混凝土内部成型质量均匀。

导管插入混凝土中越深,混凝土向周边辐射效果就越好,混凝土越密实,表面也越平坦。

但插入深度也不能过深,否则混凝土的流速将减弱,严重影响混凝土浇注进度。

导管的插入深度有一合理值,一般可按下式计算:
I-混凝土表面上升速度(m/h)。

通过对确定的配合比进行试验,其拌合物的流动性保持指标在2.5h以上。

经计算,导管的合理插入深度为6.9m,实际施工过程中的最大插入深度达到11m左右,通过观察,混凝土的流速未受到任何影响。

4.4混凝土的最大插入深度
在施工过程中必需事先了解所浇注混凝土的最大插入深度,以便控制导管的提升速度和导管的拆卸长度等。

其值可按下式计算:
I-混凝土表面上升速度(m/ h);
K-系数,一般取0.8-1.0。

经计算,其最大插入深度可达到14.35m。

5.水下混凝土浇注注意事项
(1)首批混凝土应满足导管埋入混凝土深度大于1m,按下式计算,避免出现倒灌现象。

V≥πD2/4(H1+H2)+πd2/4h1
式中:D-桩孔直径;
H1-桩底至导管底端间距,一般0.3~0.4m;
H2-导管初次埋在深度;
d-导管内径;
h1-桩孔内砼达到埋在深度H2时导管内砼柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度,
h1=Hwγβγυ。

(2)导管插入深度约等于混凝土上升速度与流动性保持指标乘积的两倍,且不得大于最大插入深度。

(3)混凝土表面上升速度应保证在初凝前浇注至设计高度。

(4)水下浇注不能中断,避免环境水造成影响。

(5)浇注过程须不间断对导管降温,避免堵管。

6.结束语
本工程水下浇筑实施成功,通过对施工的270根水下钻孔灌注桩的超声波检测以及钻芯法取样结果分析,桩身完整性好,砼密实,钻芯砼强度全部达到30Mpa以上,符合砼评定标准,其中I类桩达到了256根,II类桩14根,全部桩基没有出现报废等不合格产品,取得了较好的社会效益和经济效益。

参考文献:
[1]公路桥涵施工技术规范.JTJ041-2000.北京人民交通出版社.2000.
[2]李继业,刘福胜.新型混凝土实用技术手册,北京化学工业出版社.2005.2.
[3]混凝土泵送施工技术规程.JGJ/T10-95.北京中国建筑工业出版社.1995.。