桥梁钻孔桩水下混凝土灌注作业指导书

- 1 - 钻孔桩水下混凝土灌注作业指导书 2.1编制依据及目的 2.1.1 编制依据 1) 新建XX铁路客运专线站前工程施工总价承包招标XXXX标招标文件、补遗（答疑）书、工程量清单、初步设计图纸等。 2）现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。 3）XXXXXXXXXX工程局有限公司所拥有的技术装备力量、机械设备、管理水平、工法及科技成果和多年积累的工程施工经验。 4）国家、铁道部现行的铁路工程建设施工规范、验收标准、安全规则等。 5）国家及江苏省、浙江省相关法律、法规及条例等。 6）XXXXXXXXXXXXX有限公司近年来铁路、高速公路、宁杭高速铁路等类似施工经验、施工工法、科技成果。 2.1.2 目的

为贯彻执行宁杭高速铁路标准化建设，严格按标准进行工序质量管理和控制，指导作业人员按标准程序进行水下混凝土灌注，防止混凝土灌注过程中出现质量缺陷，以确保建成世界一流的高速铁路。

2.2适用范围 本作业指导书适用于XX铁路客运专线XXXXXXXX标段钻孔桩水下混凝土灌注工序施工。

2.3混凝土灌注方法及工艺要求 2.3.1施工工艺流程 - 2 -

水下混凝土灌注工序施工工艺流程见图1。 2.3.2浇筑前的准备工作 混凝土浇筑前应周密组织，精心安排，做好以下准备工作： （1）完成钢筋笼、声测管的下设和清孔验收工作。 （2）配管。根据孔深编排各根导管的管节组合，并填写“ 桩导管下设、开浇情况记录表（自制）(见附表1)”，记录好导管下设顺序、每根导管根数、各管节的长度、导管实际下设情况、开浇情况等。 （3）绘制“钻孔桩水下混凝土浇筑指示图”（自制）（附表2）。其主要内容有：桩孔纵剖面图、导管布臵、每根导管的分节长度及分节位臵、理论与实际浇筑混凝土方量、不同时间的混凝土面深度和理论与实浇方量、时间～浇筑方量过程曲线等。在混凝土浇筑指示图中，各节导管的上下位臵应倒过来画，以便在浇筑过程中直观了解管底已提升到了什么位臵。 （4）备足水泥、砂、石、粉煤灰、矿渣粉、外加剂等原材料和各种专用器具、零配件，并留有备用。 （5）对混凝土拌合设备、运输车辆以及与各种浇筑机具（包括起重机、隔水球、漏斗等）进行仔细地检查和保养。 （6）维修现场道路，清除障碍，保证全天候畅通。 （7）组织准备。对混凝土搅拌、运输、桩孔孔口灌注等各岗位进行分工，并明确

图1 钻孔桩混凝土浇注工序施工工艺流程图 灌注混凝土 泥浆回收 下设浇筑导管 导管水密试验 验收(若不合格，采用气举法二次清孔) 原材料质量检测 提出施工配合比 拌制水下混凝土 混凝土质量检测 拌和车输送 混凝土至桩孔口

储备原材料 - 3 -

各岗位任务和职责。 2.3.3导管结构及下设

㈠导管结构 水下混凝土灌注宜选用圆形螺旋快速接头的钢导管。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200～300mm。导管可用钢板卷制，也可用无缝钢管制作。导管管壁厚度一般为3～5mm，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1.5m或2.0m，上部配1～2节长0.5m、0.7m、1.0m的短管，根据孔深进行调整。 ㈡水密试验 导管应能承受1.2～1.5MPa的压力。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，试验压力为桩孔底静水（浆）压力的1.5倍，可下式计算： PW = 1.5（rc×hc－rw×hw）

式中 PW——导管壁可能承受的最大压力（kg/m2）； rc——混凝土容重，可采用2350（kg/m3）；

hc——导管内混凝土柱最大高度，采用导管全长（m）；

rw——钻孔内水或泥浆容重（kg/m3），一般取1.0～1.25；

hw——钻孔内水或泥浆深度（m）。

水密试验方法：拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入计算的风压力。导管须滚动数次，经过15min不漏水即为合格。 ㈢导管配臵 配臵导管时要根据各桩孔深、护筒至管架的距离来计算单根导管的长度，其计算式如下(式中符号见图2所示)：

21LLL＋＝，32LHL－＝

式中：L ――导管长度(m)； L1――孔外管长(m)，即

图2 混凝土浇筑导管的安装

L

L3 L2

L1

H 支承托架

钢护筒 方木 方木

钢筋笼

导管 漏斗 - 4 -

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30～40cm。

单根导管的实际长度等于各管节的累计长度。短导管放臵在单根导管的上部。 ㈣导管下设 浇筑导管的安装方法见图2。导管要按照“ 桩导管下设、开浇情况记录表”的编排顺序依次下放。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，方木放臵要平稳。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30～40cm，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。 2.3.4混凝土拌制及运输

㈠拌制前的准备工作 （1）由试验人员根据监理工程师批准的室内混凝土配合比、骨料含水量及搅拌机的容量，计算出搅拌一盘混凝土所需砂、石、粉煤灰、矿渣粉、水、水泥、外加剂的重量，并填写“混凝土（砂浆）施工配料单”（自制）（附表3），报送监理工程师验收、签字。 （2）检查混凝土搅拌机和上料设备，校准配料计量装臵。 （3）准备足够的砂、石、水泥、粉煤灰、矿渣粉、外加剂等材料和装载、取样、测试工具。 ㈡混凝土拌制 （1）投料：投料应按照经监理工程师审批的“混凝土（砂浆）施工配料单”进行。为了减少水泥粉尘飞扬及粘罐现象，拌制混凝土的投料顺序是：石子→水泥→砂→水和外加剂。 （2）搅拌：采用自动化程度高的强制式拌和机搅拌混凝土。搅拌时间为2min。 - 5 -

（3）计量：采用电子称自动计量。水和液体外加剂也可采用流量计计量。 （4）检查和调整：在混凝土拌制过程中，应根据混凝土坍落度、扩散度和砂石骨料含水量的检测结果、环境条件、工作性能要求等及时调整施工配合比。 每根钻孔桩混凝土拌和过程中，由搅拌操作人员填写“混凝土搅拌生产记录表” （附表4）。 ㈢混凝土运输 混凝土运输宜采用混凝土拌和车运输，混凝土拌合车从拌和站开出后应在较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。 混凝土在运输过程中不得漏浆和离析。混凝土运至灌注地点时应检查其均匀性和坍落度，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，可用吊车、储料斗、卧罐等作为垂直提升转运工具。 冬季施工混凝土入导管温度低于5℃时，拌合车应采取保温措施；夏季施工混凝土入导管温度大于30℃时，拌合车应采取降温措施，减少运输过程中混凝土坍落度损失。 2.3.5混凝土灌注

㈠开浇阶段 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臵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，然后在导管上口设臵一个储料斗，在储料斗内出口上放臵一个盖板。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）。 adHDHVba224



式中：V—初浇混凝土体积（m3）； d、D—导管内径和桩孔设计直径（m）； α—扩孔(充盈)系数； Ha—初浇混凝土高度（m），Ha ＝ h1＋h2 ；

H—孔内混凝土面深度（m）；

Hb—孔内混凝土高度达到埋管深度时，导管

H d

D h

1

h2 Ha

Hb

泥浆 混凝土

导管

图3 初浇混凝土量计算示意图 - 6 -

内混凝土柱与导管外液柱的平衡高度（m），Hb ＝ ( r1/r2)×H； r1、r2—孔内泥浆和混凝土重度（kN/m3）；

h1—导管底端到孔底的距离（m），一般取0.4m；

h2—导管埋入混凝土内的深度（m），一般取1.0m。

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。 ㈡灌注阶段 （1）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1m，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。混凝土灌注期间使用16t或25t汽车起重机吊放、拆卸导管。 （2）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。 （3）提升导管时应保持轴线竖直、位臵居中。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。 （4）每隔30min测量一次桩孔内混凝土面深度(灌注后期和浅孔应缩短间隔时间至15min)，并及时填写“导管拆卸记录表（自制）”（附表5）和“钻孔桩内灌注水下混凝土记录表”（附表6），绘制“钻孔桩水下混凝土灌注指示图”，指导导管的拆卸工作。当灌注方量与混凝土顶面位臵不相符时，应及时分析原因，找出问题所在，及时处理。 （5）混凝土应连续灌注，混凝土面上升速度控制在2m/h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30min。每根桩的灌注时间不应太长，应在8h内灌注完成。 （6）灌注时，孔口应设臵盖板，避免混凝土散落到孔内。混凝土臵换出的泥浆通