抗滑桩水下混凝土施工方案

红水河 龙滩水电站

通航建筑物主体土建工程I标

合同编号：CDT-LTHPC-C-941

抗滑桩水下混凝土施工方案

编写： 丁 力 审核：欧阳水芽 批准： 胡和平

中国葛洲坝集团股份有限公司 龙滩通航建筑物工程I标施工项目部

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2017年4月

1、概 述

我部承担龙滩通航建筑物土建工程Ⅰ标施工，在下游引航道南侧坡260马道有5#、7#抗滑桩是原施工的勘探竖井，开挖深度较深，分别为47.0m，39.5m。、Ⅱ号松散堆积体最大开挖深度达50m，底部均低于河床水位高程。

桩基岩为粘土质板岩与钙质、泥质细砂岩、粉砂岩、岩体间裂隙比较发育，红水河水通过基岩裂隙渗流至抗滑桩井内，随着河床水位抬升，影响桩井的渗水不断增加，地下渗水量大给施工造成较大影响。

我部增加水泵及相关配套设备对抗滑桩井内渗水进行强排水，但强排水措施只能解决水位下降问题。由于抗滑桩渗水量大，渗水点分散，影响桩井长度较长，为确保抗滑桩混凝土浇筑质量，抗滑桩底部（水位以下部分）采用导管浇筑水下混凝土，水下混凝土浇筑至一定高度后改浇常态混凝土。 2、水下混凝土浇筑思路及施工准备

水下混凝土施工前，采用泵机进行强排水，同时进行安装导管，施工准备完成并且水位下降至最低时，停止桩井抽排水，进行浇筑水下混凝土，为确保水下混凝土浇筑连续性和可靠性，采用导管浇筑。 水下砼灌注前的准备工作：

吊装设备的选择：抗滑桩灌注水下混凝土采用25吨吊车配合装、拆导管及储料斗，准备好首批砼量，提前修好吊车进出的道路。

灌注支架的搭设：抗滑桩井口采用型钢作分配梁，储料斗放在型钢上。 导管的吊放：

（1）导管在使用前应进行水密承压、接头抗拉和过球试验。

（2）灌注水下混凝土采用钢导管，内径为250mm。导管应采用螺旋丝扣连接，密封性好。

（3）导管应进行试拼，并经过仔细检查，发现变形和磨损严重的不得使用。并逐段编号，标明尺度。

（4）导管下放过程中，注意居中稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架。

（5）导管上口应满足混凝土灌注高度，导管下口距离孔底一般为30～0cm。

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3、水下混凝土灌注施工工艺方法

3.1. 导管安装

导管可在钻孔旁预先分段拼装，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。导管内壁和法兰表面如粘附有灰浆和泥砂应擦拭干净。

导管吊放时宜用两根钢丝绳分别系吊在最下端一节导管的两个吊耳上，并沿导管每隔6m左右用铅丝将导管和钢丝绳捆扎在一起。

导管吊放时，应使位置居孔中、轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。

导管上用油漆划上刻度，导管安装好后，插入孔底，然后提离孔底30cm，检验导管实际长度。

3.2. 首批封底混凝土计算

导管口到孔底0.3～0.5m，首批混凝土导管埋深应满足1m 以上，首批混凝土数量V按下式计算：

V=πHd×d 2/4+Hc×A×B 式中 A——孔桩长度；B——孔桩宽度；

d——导管直径；

Hc——首批需要混凝土面至孔底高度=导管埋深（1m）+导管底至孔底高度； Hd——混凝土面到水面高度，混凝土面到水面高度，即导管内混凝土所必须保持的最小高度（m），根据下式计算：Hd=γw×Hw/γd 。

γw ——水容重（kg/m3）； Hw ——水深（ m）；

γd ——混凝土容重（ kg/m3 ）。

首灌在水下灌注混凝土中是最重要的一步，这一步直接关系到整根桩的质量。混凝土运到现场以后，按照事先的计算，得出首灌混凝土量，然后将足够量的混凝土盛放到漏斗中（一般在套筒内事先放置一个直径略小于套筒的皮球，目的是保证首灌混凝土能够顺利封底），开始灌注时，混凝土卸料迅速，让混凝土以很大的冲力落下，以保证压力足以把套筒内的水完全压出并中和水的压力使混凝土顺利封底，达到埋管一米以上的要求），首灌混凝土顺利灌注以后，以后的

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灌注过程可以适当的根据设备和条件限制进行适当的调节。

现场施工、质检人员需要在现场记录套筒底部距离孔底高度，套筒总长度，套筒节数，套筒每节长度，套筒顶部距离孔口的高度，开灌时间，首灌混凝土量，埋管深度，灌注混凝土高度。

将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故，应排除事故后方可继续灌注

3.3. 混凝土灌注

灌注开始后，应紧凑、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，下料掌握好速度，不宜太快太猛，以免造成气堵。

灌注过程中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。灌注过程中，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。

在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。

灌注的桩顶砼高出河床水位且渗水较小时，排除积水和浮浆层，改用正常混凝土浇筑，采用人工进行振捣。

3.4. 导管提升

导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节和2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时将起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。

拆除导管动作要快，时间一般不宜超过20min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中，并注意安全，已拆下的管节要立即洗洗干净，堆放整齐。

3.5. 灌注混凝土测深和导管埋深控制

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（1）测深：灌注水下混凝土时，应探测水面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制导管埋入深度和桩顶高度。

测深锤法：目前多采用绳系重锤吊入孔内，根据锤的沉入深度作为混凝土灌注深度。完全凭探测者手中所提测锤在接触混凝土顶面以前与接触混凝土顶面以后不同重量的感觉而判别。

测深桩的测锤的重量以重一些为好，为防止测深锤接触混凝土表面后陷入太深，以平底为宜，且底面积不宜太小。一般制成圆锥形，锤底直径15cm左右，高8～12cm左右，锤用铁铸成，其重量视所系绳种类、测探深度和泥浆比重等而定。一般为6～9kg。测绳用质轻、拉力强、遇水不伸缩、标有尺度的尼龙皮尺为宜。

探测时须仔细，并与灌注的混凝土数量进行换算校对，防止错误，及时发现问题，及时解决。

（2） 导管埋深控制：灌注混凝土时，导管埋入混凝土的深度，一般宜控制在2～4m较好。在任何情况下，不得少于1m或大于4m。少于1m时，易发生拔导管时拔漏（拔出混凝土外），大于4m以上时，埋管不易拔出。拔管前须仔细测探混凝土面深度。用测深锤测探时，至少须由2人用测锤分别换手测探，防止误测。

3.6. 水下混凝土浇筑注意事项

（1） 浇筑水下混凝土的导管不应漏水，内壁光滑。装配好的导管在使用前，应通过充水、加压的方式进行检查。

（2） 准备工作经检查合格后方可开始浇筑。水下混凝土浇筑应在不受水流影响的环境中进行。

（3） 当浇筑的基面不在同一水平面而呈阶梯形或斜面时，应从低洼处开始浇筑，待大致浇平后，再全断面浇筑。

（4） 水下混凝土浇筑不得中途间歇。每根导管的间歇时间应根据具体情况确定，但不宜大于30min。

（5） 浇筑混凝土时的流动距离、流动坡度、导管埋入深度、浇筑速度和基坑内混凝土面升高等情况，应随时检查，及时调整。

（6） 导管应沿竖向徐徐提升，每次提升高度应与混凝土浇筑速度相适应，且导管内应经常具有足够高度的混凝土。

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（7） 水下混凝土顶面的流动坡度宜在1∶5以下。当流动坡度较大时，应增加导管底端在混凝土内的埋入深度，同时应加快浇筑速度，或改用流动度较大的混凝土。

（8） 当水下混凝土浇筑面积较大时，应使用数根导管同时浇筑。导管的数量、安放位置及浇筑速度，应根据结构的具体条件确定。每根导管的作用半径应视导管管径而定。混凝土每小时的浇筑数量，应使每根导管均有适当的埋入深度，且不宜小于0.25m/h。 4、水下混凝土浇筑技术要求

水下混凝土灌注过程中必须严格控制导管下口埋入混凝土的深度，规范要求埋置深度为1.0~4.0m。导管埋深过浅导管容易进水，发生断桩事故；导管埋置过深会因为混凝土的凝结而无法拔出导管，所以在混凝土灌注过程中需时时测量已灌混凝土厚度及导管埋深。水下混凝土必须具有良好的和易性，其配合比按计算和试验综合确定。水下混凝土塌落度宜18～22cm。 5、质量控制措施

灌注桩施工过程中，项目部施工技术员、试验员、安全员必须到场全面控制，负责人员应始终在现场指挥作业，派专人做好原始记录。施工中的各种原始记录填写应规范、完整和准确，严禁造假。并及时收集、整理、归档和进行签认。

（1）首批灌注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，保证首批封底砼要求，要专人指挥，信号一致。

（2）砼拌合物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，坍落度控制在180～220mm之间，如不符合要求，应进行第二次拌和，否则不能使用。

（3）首批砼拌合物下落后，砼必须连续灌注。 （4）在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在1～4m。

（5）在灌注过程中，应经常测探孔内砼的位置，及时的调整导管埋置深度。现场采用25吨吊车起吊拆导管，保证砼的质量和桩的完整性。

（6）为防止钢筋骨架上浮，当首批砼灌注完后，应降低砼的灌注速度，当砼浇注到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。

（7）灌注的桩顶砼高出河床水位且渗水较小时，排除积水和浮浆层，改用正常混凝土浇筑，采用人工进行振捣。

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（8）在灌注将近结束时，应核对砼的灌入数量，以确定所测砼的灌注高度是否正确。

6、安全保证措施

严格执行一机一闸一漏的用电规定，一台设备一个闸刀一个漏电保护器。各桩孔用电分箱，严禁一箱多孔；孔内电线、电缆有防磨损、防潮、防断等保护措施；严禁将电线、电缆捆绑在钢管等金属架上或架设在树上等。

浇注水下砼时，应统一信号、统一指挥，对吊车驾驶人员进行岗前培训，按照指挥人员的手势及规定的提升高度进行操作，严禁违章操作、违章指挥，预防吊车操作不当将导管提出砼面而造成断桩。

若发现断桩或护壁塌孔，应立即停止浇注。将孔内砼或垮塌的部分全部清除干净，验收合格后重新浇注砼。

现场派专人随时跟踪测量砼浇注高度，随时监测离设计高程的高度及所需砼数量。

吊车起重臂下严禁站人。

随时跟踪砼供应速度，若因砼供应不及时引起水下砼初凝，导致导管无法拔出，应立即采取措施，采用吊车上下提升导管或采用钢筋捅砼或采用型钢敲击导管等。

浇注完毕时应计算桩基砼设计数量与实际浇注数量对比，检查是否有断桩或砼不密实现象。

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