作业指导书桩砼.docx
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作业指导书桩砼
一、操作步骤
1、混凝土灌注前施工准备
⑴原材料要求
水泥：
选用普通硅酸盐水泥。
进场后，试验室按照规范进行各项指标复查试验，试验合格后方可使用。
骨料：
细骨料选用级配良好的中砂，含泥量应小于2%。
粗骨料选用质地坚硬的碎石，采用连续级配，碎石级配必须符合桥梁施工技术规范，其含泥量应小于2.0%。
外加剂：
采用FDN系列减水剂，使用前应复验其效果，掺量要根据试验确定。
⑵混凝土配合比选择
为满足钻孔桩水下灌注施工的要求，砼灌注前，试验室经过多次试验，已对强度、坍落度、和易性及初、终凝时间进行综合对比，选定最佳施工配合比。
配合比在使用过程中，根据施工现场实际情况进行不断的调整。
2、混凝土的拌合和运输
混凝土的拌合采用强制式搅拌机拌合，自动计量配料机进行配料。
混凝土运输采用混凝土运输车。
混凝土的拌合和运输全部由两个拌合站负责。
3、灌注水下砼
灌注水下砼采用导管法。
导管采用卡口式，大于25cm的钢管制作。
导管使用前作水密、承压和接头抗拉等试验，保证导管不漏水。
导管内壁做到光滑、顺直、无局部凹凸。
各节导管内径大小一致偏差不大于±2mm。
导管外壁用明显标记逐节编号并标明尺度，并配备20%的备用导管。
导管在钻孔旁预先分段分段拼装，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。
接长导管时，应仔细检查密封圈。
密封圈用4-5次应换掉。
导管吊放时，使位置居于孔中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。
导管顶部设漏斗、储料斗。
储料斗必须满足储放灌注首批混凝土必须的储量，即首批混凝土灌入孔内使导管的埋深不小于1.0米。
桩孔成孔、钢筋骨架就位检验合格后，迅速作好灌注水下砼的各项准备工作，防止坍孔和泥浆沉淀过厚。
开始灌注前，再次核对钢筋骨架标高、导管下口距孔底距离、孔深、沉淀厚度、孔壁有无塌坍现象等，不满足要求时，经处理后方可开始灌注砼。
首批砼的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的需要。
砼开始灌注后，应紧凑、连续地进行，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。
灌注过程中，应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，施工现场设专人及时测量并记录导管埋置深度和砼面高度，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。
导管的埋深一般控制在2～6m范围内。
为防止钢筋骨架上浮，当灌注的砼面距钢筋骨架底部1m左右时，使导管保持稍大的埋置深度，降低砼的灌注速度。
当砼顶面上升到钢筋骨架底部4m以上时，提升导管，使其低口高于钢筋骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。
为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度。
增加的高度一般为0.5～1.0m。
此段砼灌注完毕及时挖除，并预留20cm待基坑开挖后凿除，凿除时须防止损毁桩身。
4、灌注事故的预防及处理
灌注水下砼是成桩的关键性工序，灌注过程中应分工明确，密切配合，统一指挥，做到快速、连续施工，灌注成高质量的水下砼，防止发生质量事故。
如出现事故时，应分析原因，采取合理的技术措施，及时设法补救。
⑴导管进水
①导管下口至孔底的距离控制在25-40cm，并经过计算确定初灌量，保证首批砼下落后导管埋入砼的深度不小于1m。
②砼灌注前对导管管身及导管接头进行检查。
③设专人及时测量并记录导管埋置深度和砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。
⑵卡管
①加强对砼拌和站的控制，及时检查砼坍落度及和易性，保证砼的拌和质量。
②砼灌注前仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械。
③砼中掺入缓凝剂，延缓砼的初凝时间。
⑶坍孔
①桩孔附近严禁摆放重物。
②灌注过程中严禁桩孔附近机械振动。
③砼灌注过程中保证水头高度。
⑷埋管
①严格控制埋管深度不超过6m。
②预备附着式振捣器，当停灌时间较长时，适当振捣，使导管周围的砼不致过早地初凝。
⑶砼掺入缓凝剂，并加速灌注速度。
④提升导管时不可猛拔。
⑸灌短桩头
①灌注将近结束时加清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土。
②准确测量砼灌注高度。
③桩顶加灌砼0.5-1.0m。
二、所用机械设备
机械设备见表一。
三、对操作者培训要求
1、机械、车辆操作人员达到掌握本机（车辆）的机械性能及工作性能，并能熟练操作。
2、参加施工的各工种人员能熟练掌握本工种的技术技能、技术规范及质量标准。
钻孔灌注桩施工机械设备表
（表一）
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
技术状态
附注
1
砼拌和楼
HZS50
台
1
良好
2
砼拌和楼
HZ25
台
2
良好
3
砼输送泵
HBT60
台
2
良好
4
砼运输车
JC3D
台
3
良好
5
装载机
ZL30E
台
1
良好
6
装载机
ZL30G
台
1
良好
7
发电机
120GF
台
1
良好
8
汽车吊
QY16
台
1
良好
四、所用材料数量、规格
水泥32.5#5203T
中砂5761m3
大石子5～31.5mm4864m3
小石子5～16mm3653m3
灌注水下混凝土
一、钢筋骨架的制作、运输及吊装就位的技术要求
1、钢筋骨架的制作应符合设计要求和有关规定。
2、长桩骨架宜分段制作，分段长度应根据吊装条件确定，应确保不变形，接头应错开。
3、应在骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块，其间距竖向为2m，横向圆周不得少于4处。
骨架顶端应设置吊环。
4、骨架入孔一般用吊机，无吊机时，可采用钻机钻架、灌注塔架。
起吊应按骨架长度的编号入孔。
5、钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：
主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；骨架外径±10mm；骨架倾斜度±0.5%；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm，骨架底面高程±50mm。
二、灌注水下混凝土时应配备的主要设备及备用设备
1、灌注水下混凝土的搅拌机能力，应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。
灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。
若估计灌注时间长于首批混凝土初凝时间，则应掺入缓凝剂。
2、水下灌注混凝土的泵送机具宜采用混凝土泵，距离稍远的宜采用混凝土搅拌运输车。
采用普通汽车运输时，运输容器应严密坚实，不漏浆、不吸水，便于装卸，混凝土不离析。
3、水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为200～350mm，视桩径大小而定。
导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。
进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍，p可按式计算：
p=γchc-γwHw
式中：
p——导管可能受到的最大内压力（kPa）
γc——混凝土物的重度（取24Kn/m3）
hc——导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；
γw——井孔内水或泥浆的重度（Kn/m3）
Hw——井孔内水或泥浆的深度（m）
“导管使用前”是指“导管初用或工地变化或放置时间较长后使用”。
只要能保证灌注时导管不会进水，每根桩灌注前不一定要做试验。
关于导管使用前进行的水密、承压试验，JTJ041—89规定的方法仍可使用，《公路施工手册》“桥涵”上册（P.585）介绍的方法也可供参考.
三、灌注水下混凝土的技术要求
1、首批灌注混凝土的数量应满足导管首次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的需要。
2、混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。
3、首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。
4、在灌注过程中，特别是潮汐地区和有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头。
5、在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在2～6m
6、在灌注桩过程中，应经常测探井孔内混凝土面的位置，及时地调整导管埋深。
7、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1m左右时，应降低混凝土的混凝土速度。
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。
8、灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.5～1.0m，以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。
9、在灌注过程中，应将孔内溢出的水或泥浆引流至适当地点处理，不得随意排放，污染环境及河流。
四、水下混凝土的灌注注意事项：
1、灌注混凝土前应检测孔底沉淀土厚度，若大于设计规定，应进行处理。
2、灌注前应将漏斗插入导管内，漏斗底口宜高于井孔内水面30cm，并于该处安置隔水设施，经检查稳妥后，可开始将首批混凝土拌和物灌入漏斗和储料斗内，待数量满足要求后，方可开启隔水设施。
首批混凝土拌和物下落后，应立即检查导管高程是否符合要求，导管内是否有水涌上来，如发现导管提升过高，管内并有水涌上来，则灌注失败，应进行处理。
3灌注开始后，应连续地灌注，并应尽可能缩短拆除导管的间隔时间。
当导管内混凝土不满时，应徐徐地灌注，禁止在导管内形成高压气囊。
4、在灌注过程中，特别是潮汐地区和有承压地下不地区，应特别注意保持孔内水头。
5、在灌注过程中，可采用测深锤探测。
锤宜为锥形，锤重力不宜小于40N，并采用轻质、遇水不伸缩、抗张拉的测尺或测绳系挂探测。
当有条件时，宜采用可靠测深仪探头，探测井孔内混凝土面高度，并及时地提升和拆卸应拆除的导管。
6、桩身混凝土灌注工作结束后，处于地面及桩顶以下井口的整体式刚性护筒应立即拔出；处于地面以上并能拆卸的护筒，应待混凝土抗压强度达到5Mpa后方可拆除。
五、灌注中发生的故障及处理方法
1、初灌导管进水
首批混凝土拌和物下落后，导管进水，应将已灌注的拌和物用吸泥机（可用导管作吸泥管）全部吸出，再针对进水的原因，改正操作工艺或增加首批拌和物储量，重新灌注。
2、中期导管进水
多在提升导管且底口超出已灌混凝土拌和物表面时发生。
遇到该种故障时，可依次将导管拔出，用吸泥机或潜水泥浆泵将原灌混凝土拌和物表面的沉淀土全部吸出，将装有底塞的导管压重插入原混凝土拌和物表面下2.5m深处，然后在无水导管中继续灌注，将导管提升0.5m，继续灌注的拌和物即可冲开导管底塞流出。
3、初灌导管堵塞
多因隔水硬球栓或硬柱塞不符合要求被卡住而产生。
可采用长杆冲捣，或用附着于导管外测的振动器振动导管，或提升导管迅速下落振冲，或用钻杆上加配重冲击导管内混凝土。
若上述方法无效，应提出导管，取出障碍物，重新改用其他隔水设施灌注。
4、中期导管堵塞
多因灌注时间过长，表层混凝土拌和物已初凝产生；或因某种故障，拌和物在导管内停留过久而发生堵塞。
处理方法是将导管连同堵塞物一齐拔出，若原灌混凝土表层尚未初凝，可用新导管插入原灌拌和物内2m深，用潜水泥浆泵下入导管孔底，将底部水泵出，再用圆杆接长的小掏渣桶下入管底，升降多次将残余渣土掏干净，然后在新导管内继续灌注，但灌注结束后，此桩应作为断桩予以补强。
5、灌注坍孔
大的坍孔表征与钻孔期间近似，可用测深仪或测锤探测，如探头达不到混凝土面高程时即可证实发生坍孔。
产生原因是：
（1）护筒底脚漏水；
（2）潮汐区未保持所需水头；（3）地下水压超过原承压力；（4）孔内泥浆相对密度、粘度过低；（5）孔口周围堆放重物或机械振动。
如坍塌数量不大，采取措施后可用吸泥机吸出混凝土表面坍塌的泥土，如不继续坍孔，可恢复正常灌注。
如坍孔仍不停止，且有扩大之势，应将导管和钢筋骨架拔出，将孔内用粘土或掺入5%～8%的水泥填满，待数日后孔位周围地层已稳定时，再钻孔施工。
6、钢筋骨架上升
除去一般被勾挂上升的原因外，主要是由于混凝土拌和物冲出导管底口后向上的顶托力造成的，其防止办法见水下混凝土的灌注技术要求第7条。
辅助方法是将钢筋骨架顶端焊固在护筒上，或将钢筋骨架中4根主筋伸长至桩孔底；当设计许可时，骨架下端2m范围内的箍筋间距布置应大一些。
7、埋管
灌注过程中导管提升不动，或灌注完毕导管拔不出，统称埋管。
常因导管理置过深所致。
应严格参照水下混凝土的灌注技术要求第6条的规定办理。
若已成埋管故障，宜插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中，用吸泥机吸出混凝土表面上泥渣，派潜水工下至混凝土表面在水下将导管齐混凝土面切断，拔出安全护筒，重新下导管灌注，此桩灌注完成后，上下断层间应参照本节六的方法予以补强。
若桩径过小，潜水工无法下去工作，可在吸出混凝土表面上泥渣后，采用输送管直径100～150mm且水下连接一段钢管的混凝土泵，泵送余下的混凝土桩身。
8、灌短桩头
灌注结束后，桩头高程低于设计高程，属桩头灌短事故。
多由灌注过程中，孔壁断续发生小坍方，施工人员未发觉，未处理，测探锤达不到混凝土表面造成。
预防方法是应严格参按照灌注水下混凝土的技术要求第8款的规定办理。
事故已发生时，可依照处理埋管的办法，插入一直径稍小护筒，深入到原灌混凝土内，用吸泥机吸出坍方土和沉淀土，拔出小护筒，重新下导管灌注，此桩灌注完成后，上下断层间应予以补强。
9、夹层断桩
多为以上各种事故的次生结果。
有些是在灌注完成后，钻取桩身混凝土岩芯或无破损检测法检验时发现混凝土中夹泥砂层的情况，称为夹层断桩事故。
多因首批混凝土隔离层上升、（或第二、第三批）已近初凝，流动性降低，在导管埋深较小时，续灌混凝土拌和物顶破隔离层上升，将原混凝土表面的沉淀土覆盖在混凝土拌和物下面造成。
在灌注中不易发觉，多系在桩身质量检验时才发现。
预防方法应严格参照本节二中的第1条办法办理。
若已发现夹层断桩事故时，应按照本节六的办法予以补强。
10、混凝土严重离析
多由导管漏水引起水浸、地下水渗流等造成。
预防方法使灌注的混凝土拌和物符合规定要求外，灌注前应严格检验导管和水密性，灌注中应注意防止导管内发生高压气囊，在承压地下水地区应测验地下水的压力高度和渗流速度，当其速度超过12m/min时，应注意在此地区进行钻孔灌注的施工措施。
此种事故多在桩身质量检验时发现，处理方法应参照本节六。
七、灌注桩的补强方法和技术要求
1、灌注桩经桩身质量检测后，如发现有夹层断桩、混凝土严重离析、空洞等事故时，经设计代表及监理工程师的同意后进行补强处理。
2、可采用压入水泥浆补强。
先钻两小孔，分别作压浆和出浆用。
深度应达补强处以下1m，对于柱桩应达基岩。
3高压水泵向孔内压入清水，使夹层泥渣从出浆孔被冲洗出来。
4、用压浆泵先压入水灰比为0.8的纯水泥浆，进浆口应用麻絮填在铁管周围，待孔内原有清水从另一孔全部压出来之后，再用水灰比0.5的浓水泥浆（宜用52.5水泥）压入。
5、浓浆压入时应使其充分扩散，当浓浆从出浆口冒出时停止压浆，用碎石将出浆口封填，并以麻袋堵实。
6、最后再用水灰比0.4的水泥浆压入，压力增大到0.7～0.8Mpa时关闭进浆阀，稳压压浆20～25min，压浆补强工作结束。
7、待水泥浆硬化后，应再钻孔取芯检查补强效果。
八、质量检验及质量标准
1、钻孔在终孔和清孔后，应进行孔位、孔深检验。
2、孔径、孔形和倾斜度宜采用专用仪器测定，当缺乏专用仪器时，可采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm（不得大于钻头直径），长度为4～6倍外径的钢筋检孔器吊入钻孔内检测。
3、钻孔成孔的质量标准见表1
表1钻孔成孔质量标准
项目
允许偏差
孔的中心位置（mm）
群桩：
100；单排桩：
50
孔径（mm）
不小于设计桩径
倾斜度
钻孔：
小于1%；挖孔：
小于0.5%
孔深
摩擦桩：
不小于设计规定
支承桩：
比设计深度超深不小于50mm
沉淀厚度（mm）
摩擦桩：
符合设计要求，当设计无要求时，对于直径≤1.5m的桩,≤300mm；对桩径＞1.5m或桩长＞40m或土质较差的桩，≤500mm
支承桩：
不大于设计规定
清孔后泥浆指标
相对密度：
1.03～1.10；粘度：
17～20Pa.s；含砂率：
＜2%；胶体率：
＞98%
注：
清孔后的泥浆指标，是从桩孔的顶、中、底部分别取样检验有平均值，本项指标的测定，限指大直径桩或有特定要
4、钻孔灌注桩的混凝土质量检测
（1）桩身混凝土抗村强度应符合设计规定，每桩试件组数为2～4组，
（2）“桩身混凝土抗压强度应符合设计规定”是指桩身混凝土抗压强度符合设计图纸上标明的设计强度等级和其他要求。
每桩应按《公路工程质量检验评定标准》规定取试件组数为2～4组，再按本规范第11章的规定进行评定，如达到合格条件，即为桩身混凝土抗压强度符合设计要求，
（3）检测方法数量，应符合设计要求
一般选有代表性的桩用无破损进行检测，重要工程或重要部位的桩宜逐根进行检测，设计有规定时或对桩的质量有疑问时，应采用钻取芯样法对桩进行检测，对柱桩并应钻到桩底0.5m以下。
（4）孔底沉淀厚度测定可用沉淀盒或测孔深的方法进行，亦可用专用仪器检测。
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