人工挖孔桩水下砼施工措施.doc

重庆迎龙医药城一期三标段25#楼工程 桩基水下混凝土施工措施审 批: 编 制: 编制单位：中国核工业第二二建设有限公司日 期： 一、 现场实际情况车库人工挖孔桩12轴范围的桩基地下水较大，具体桩号为(自编号)：1#、5#、6#、7#、8#、9#、10#。桩深范围17.5米至19.7米，地下水源标高在214.00M范围，即桩基护壁最后一至二段。孔桩开挖已成型后，在加大抽水力度情况下，水抽干后，已将清底及钢筋笼安装工作完成。在抽水过程中发现地下水源标高位置出水较大，如果采用普通砼施工工艺，极可能导致桩身砼不合格。考虑到此质量隐患，此范围桩基桩身砼采用水下砼灌注，以确保桩身砼质量。二、水下砼灌注施工安排及人员设备准备1、水下砼灌注桩施工人员配置施工过程中，根据实际施工进度组织人员及设备分批进场，水下砼灌注桩施工人员配置详见“水下砼灌注桩施工人员计划表”。水下砼灌注桩施工人员计划表序号工种名称人数作业内容1施工管理员32测量员23电工24机修工25装载机司机16电焊工27普工5灌注砼浇注及各项准备8吊车司机2起吊砼钢导管合计192、水下砼灌注桩施工机械配置：水下砼灌注桩施工机械计划表序号机械名称型号规格单位数量说明1吊车25吨台12挖掘机现代265台1修便道3电焊机交流35KVA台24砼钢导管260mmm30根据孔深配置5料斗1.8m3个16钢套架22m套2锁口夹导管用桩基水下灌注混凝土采用25吨吊车配合装、拆导管及储料斗，储料斗的体积不小于首批砼量。三、水下混凝土施工措施1.导管下放(1) 导管选择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260mm。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20-40cm。(2) 导管水密性试验导管须经水密试验不漏水，其容许最大内压力必须大于Pmax。本工程导管可能承受的最大内压力计算式如下：导管水密试验时的水压应不小于井孔内水深1.3倍的压力，进行承压试验时的水压不应小于导管壁可能承受的最大内压力Pmax，Pmax可按下式计算： Pmax=1.3(YcHcmax-YwHw） 公式中：Pmax导管壁可能承受的最大内压力，KPa； Yc混凝土容重（用24KN/m3），KN/m3； Hcmax导管内混凝土柱最大高度，采用导管全长，单位为m； Yw钻孔内水或泥浆容重，泥浆容重大于12KN/m3时不宜灌注水下混凝土，KN/m3； Hw钻孔内水或泥浆深度，单位为m。经计算我分部所采用导管导管壁能承受的最大内压力Pmax=1.3（2424-1215）=514.8 KPa水密性试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊接出水管接头，另一端焊接进水管接头，并与压水泵出水管相接，启动压水泵给导管注入压力水，当压水泵的压力表压力达到导管须承受的计算压力时，稳压10分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格。(3) 导管安装导管安装时应逐节量取导管实际长度并按序编号，做好记录以便砼灌注过程中控制埋管深度。并应注意橡皮圈是否安置和检查每个导管两头丝扣有无破丝等现象，以免灌注过程中出现导管进水等现象。2.混凝土灌注(1) 混凝土浇注设备1）导管及集料斗导管采用无缝钢管制成，快速螺纹接头，导管接头处设2道密封圈，保证接头的密封性。根据首批封底混凝土方量的要求，选用1.8m3料斗灌注，能够满足混凝土浇注的需要。2）混凝土生产、输送设备现场采用商砼供应，9-12m3混凝土运输车运输。(2) 混凝土配合比设计混凝土设计强度等级C30，采用强度等级C35的专用水下混凝土，混凝土配合比设计通过试配确定，砼除满足强度要求外，还须符合下列要求：应采用P.0 42.5级水泥，混凝土应具有良好的和易性、流动性；外加剂：除高效减水剂、缓凝剂外、粉煤灰，不得掺加其他任何外加剂，外加剂的品种应与所用水泥相匹配。同时，每批外加剂均试配检验合格后方可使用。混凝土初凝时间4h；混凝土的坍落度控制在160220mm；混凝土具有良好的和易性、流动性。(3) 混凝土灌注1）水下砼的灌注时间控制在初凝时间内，砼中应加入缓凝剂。2）混凝土拌和物应具有良好的和易性，在运输和灌注过程中应无明显离析、泌水现象，灌注时应保持足够的流动性。混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和测定坍落度（坍落度宜为160-220mm），并及时做好记录。如不符合要求时，应进行二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。3）首批灌注混凝土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。首批混凝土拌和物下落后，应连续快速地进行灌注，中途不应停顿，要尽量缩短灌注时间。首批砼灌注导管埋置深度1.0m，计算桩基首批砼数量：VD2*（H1+H2）/4+d2*h1/4=*1.12*(1+0.2)/4+0.262*6.25/4=1.48m3式中： V灌注首批混凝土所需数量（m2） D桩孔直径（m） H1桩孔底至导管底端间距，孔底已经过二次清空无泥浆取0.2m H2导管初次埋值深度（m） d导管内径（m） h1桩孔内砼达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管（水）压力所需的高度(m),即h1=HwRw/Rc=15*10/24=6.25。Hw井孔内水或泥浆的深度（m），按15米计算Rw井孔内水或泥浆的重度（kn/ m3），按10 kn/ m3取值Rc井孔内砼的重度（kn/ m3），按24 kn/ m3取值故浇筑桩基首批水下混凝土数量1.48m3。4）在灌注过程中，应经常用标有尺度的测绳挂圆锥形测深锤，测探混凝土面上升高度（应派二人进行测探，取平均值），及时提拔导管，调整导管的埋置深度控制在2-6m范围内。任何时候，都应确保埋管不小于2m的要求。5）当砼面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被砼顶托上升，可采取以下措施：可采取在钢筋骨架上口四周用钢管套上，顶在钻架上固定等措施来阻止其上浮。尽量缩短砼总的灌注时间，防止顶层砼进入钢筋骨架时，砼的流动性过小。当砼面接近钢筋骨架时，应保持深埋管，并徐徐灌入，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力，当孔内砼面进入钢筋骨架底口5m以上时，适当提高导管，减少导管埋置深度（不得小于2m），以保证骨架在导管底口以下的埋置深度，从而增加砼对钢筋骨架的握裹力。导管提升到高于骨架底部2m以上，即可恢复灌注速度。6）在灌注过程中，应经常注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，并注意保持孔内水头。7）导管提升过程中要注意尽量居中缓慢提升，防止挂卡钢筋骨架。并尽可能缩短导管的拆除时间。当导管提升到法兰接头露出孔口以上有一定高度，可拆除1节和2节导管，（视每节导管和工作平台距孔口高度而定）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新卡牢井口的导管，然后松开导管的接头螺栓，同时将起吊导管用的钓钩挂到待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口导管内，校好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟，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冲洗干净，堆放整齐。在灌注过程中，当导管内砼不满含有空气时，后续砼要徐徐灌入，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。在灌注过程中，应防止污染环境和河流。8）灌注的桩顶标高应比设计高1m，以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，保证桩头无松散层。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的水泥浆挤入导管，形成泥心。9）当灌注完的混凝土开始初凝时即可割断挂环，避免钢筋和混凝土的粘结力受损失。10）灌注混凝土的同时，每根桩应按规定制作2组混凝土试块，标准养护28天后，及时提交混凝土抗压强度报告。11）有关砼灌注情况，灌注时间，砼面的深度变化，导管埋深，导管拆除及发生的异常现象应由专人现场进行记录。灌注砼时应做好应急预案措施，灌注过程中不得中断，尽量用最短的时间结束灌注。12）破桩头：由人工采用风镐进行，要破至设计高程，要保持钢筋的完整，桩顶基本平整、干净。(4) 桩基砼灌注应注意的问题灌注桩施工过程中，项目部施工技术员、试验员、安全员必须到场全面控制，施工队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，经计算首批砼数量为不小于1.48m3，其中料斗中盛满砼1.8m3，罐车与泵送砼同步一次浇筑连续进行，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160220mm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26m。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）灌注的桩顶砼应高出设计桩顶标高0.5-1.0m，以保证砼强度，排除积水和浮浆层，多余部分接桩前必须凿除，应无松散层，冲洗干净，桩顶面高程应符合设计要求。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。9）浇注水下砼时应派专人统一指挥、统一信号，全部准备就绪时，吊车大钩挂住导管，小钩挂住料斗内球阀，当砼盛满料斗时，吊车小钩将球阀拉开，砼沿钢导管下灌注水下砼。水下砼灌注示意图：3、断桩处理钻孔灌注桩基础目前已形成了一套比较成熟的施工技术。但是由于钻孔灌注桩的施工受多种因素影响，处理不好就容易引起断桩，因此编制断桩处理预案是十分必要。断桩原因断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中，泥浆或砂砾进入混凝土内，把灌注的混凝土隔开并形成上下两段，造成混凝土变质或截面积受损，从而使桩不能满足受力要求。 常见的断桩原因大致可分为以下几种情况： （1）由于混凝土坍落度过小，或石料粒径过大、导管直径较小，在灌注过程中堵塞导管，且在混凝土初凝前无法疏通好，不得不提起导管，形成断桩。（2）由于运输或等待时间过长等原因使混凝土发生离析，又没有进行二次搅拌，灌注时大量骨料卡在导管内，不得不提出导管进行清理，引起断桩。（3）由于水泥结块或者在冬季施工时因集料含水量较大而冻结成块，搅拌时没有将结块打开，结块卡在导管内，而在混凝土初凝前不能疏通好，造成断桩。（4）由于混凝土灌注过程中发生坍孔，无法清理，或清孔不彻底，使灌注中断造成断桩。（5）由于检测和计算错误，导管长度不够使底口与孔底距离过大，首批灌注的混凝土不能埋住导管底部，从而形成断桩。（6）由于在提拔导管时，盲目提拔，将导管提拔过量，使导管底口拔出混凝土面，或使导管口处于泥浆层，形成断桩。（7）在提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在混凝土初凝前无法提起，造成混凝土灌注中断，形成断桩。（8）由于导管接口渗漏，使泥浆进入导管，在混凝土内形成夹层，造成断桩。（9）处理堵管时，将导管提升到最小埋置深度，猛提猛插导管，使导管内混凝土连续下落与表面的浮浆、泥土相结合，形成夹泥缩孔。（10）由于导管埋置深度过深，无法提起导管或将导管拔断，造成断桩。（11）由于其他意外原因（如机械故障、停电、材料供应不足等）造成混凝土不能连续灌注，中断时间超过混凝土初凝时间，致使导管无法提起，形成断桩。由此可见，钻孔灌注桩的施工受多方面因素的影响，灌注前应从各方面做好充分的准备，尽可能避免意外情况发生。 4.预防措施(1) 施工材料集料的最大粒径应不大于导管内径的1/61/8以及钢筋最小净距的1/4，同时不大于40mm。拌和前，应检查水泥是否结块；拌和前还应将细集料过筛，以免因细集料冻结成块造成堵管。控制混凝土的坍落度在160220mm范围内，混凝土拌和物应有良好的和易性。在运输和灌注过程中，混凝土不应有离析、泌水现象。 (2) 混凝土灌注1）根据桩径和石料的最大粒径确定导管的直径，采用260mm大直径导管。使用前要对每节导管编号，进行水密承压和接头抗拉试验，以防导管渗漏。导管安装完毕后还应该建立复核和检验制度，尤其要记好每节导管的长度。2）混凝土运至灌注地点时，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，不能使用。3）下导管时，其底口距孔底的距离应不大于0.250.4m。首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（1m）和填充导管底部的需要。4）关键设备（如发电机、托泵、起重设备、运输车辆等）要有备用，材料要准备充足，以保证混凝土能够连续灌注。5）首批混凝土拌和物下落后，应连续灌注混凝土。在随后的灌注过程中，一般控制导管的埋置深度在26m范围内为宜，要适时提拔导管，不要使其埋置过深。6）若使用传统的运输车从拌和站运送混凝土，应配置多台搅拌车运输，以保证混凝土灌注的连续性。四、施工保证措施1、 工艺保证措施（1）提高混凝土浇注效率的措施1）混凝土导管进场前进行探伤检验，确保导管制作质量，定期对导管的进行水密、接头抗拉实验和管壁磨损程度进行检验，确保混凝土浇注过程中导管不会出问题。2）加强设备的保养维护力度：确保混凝土生产设备在浇桩过程中不出现故障。3）严格控制混凝土的拌制质量：提高混凝土的和易性能，减小堵管几率。4）严格监控混凝土的浇注过程，确保首批混凝土的浇注效果，将导管的埋深始终控制在26m以内，防止提空导管和混凝土浇注困难。5）加强施工组织，钻孔桩混凝土浇注是多工段、多工种配合的施工生产，每根钻孔桩浇注时，均要有现场负责人现场组织协调，确保施工顺利。（2）防止钻孔桩混凝土浇注时出现堵管、断桩现象的措施1）堵管现象主要分为两种，一种是气堵，当混凝土满管下落时，导管内混凝土（或泥浆）面至导管口的空气被压缩，当导管外泥浆压力和混凝土压力处于平衡状态时就出现气堵现象，解决气堵现象的措施有：首批混凝土浇注时，在泥浆面以上的导管中间要开孔排气，当首批混凝土满管下落时，空气能从孔口排掉，就不会形成堵管。首批过后正常浇注时，应将丝扣连接的小料斗换成外径小于导管内径的插入式轻型小料斗，使混凝土小于满管下落，不至于形成气堵；另外一种堵管现象为物堵，混凝土施工性能不好，石子较多，或混凝土原材料内有杂物等，在混凝土垂直下落时，石子或杂物在导管内形成拱塞，导致堵管。物堵现象的控制为：混凝土自由落至孔底时速度较大，易形成拱塞，要求混凝土有较好的流动性、不离析性能和丰富的胶凝材料，同时加强现场物资管理，使混凝土原材料中不含有任何杂物，并在浇注现场层层把关。确保混凝土浇注顺利。2）断桩主要是导管埋置深度不够，导管拔出了混凝土面（或导管拔断），形成了泥浆隔层。防止措施为：对导管埋深进行记录，同时用搅拌站浇注方量校核测深锤测得混凝土面标高，始终保持导管埋深在2-6m，同时对导管要定期进行试压，并舍弃使用时间长或壁厚较薄的导管，确保导管有一定的强度。3）经常对设备进行检修，确保搅拌站的生产能力。2、 管理措施（1） 建立以项目部经理为领导的施工、技术、安全和质量管理小组，加强质量意识，使每一个职工都树立良好的质量意识。（2）严格岗位责任制，质检员对各个工序、各工种实行检查监督管理，形式质量否决权。（3）对各工序设置管理点，每道工序严格把关，保证施工质量。（4）实行三级管理制度：每道工序技术员100%自检，质检员100%互验，监理工程师抽查验收。（5）认真填写施工日志及各工序施工原始记录。五、.质量保证体系为实现本工程的质量目标，我们将进一步完善本企业的质量管理体系，提高质量管理水平。严格按照跟踪检测、复检、抽检，三个等级对每个施工环节进行行之有效的全面质量监控。1、 质量目标确保全部工程达到验收标准及设计要求，工程一次验收合格率达到100%。2、 质量保证组织机构成立以项目经理为组长的质量管理小组。针对本工程特点和质量要求，为保证质量目标的实现，对各部门的工作进行分解，实行三级质量管理体系，制订“强化质量管理，严格操作规程，消灭质量通病，实现工程创优”的目标。工班成立以班长为组长，工班质检员为副组长的班组全员质量目标执行小组。各岗位职责分明，确定到管理人员的人头。六、安全保障措施1、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。2、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。3、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。4、吊车起重臂下严禁站人。5、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。6、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。七、应急预案为了贯彻实施“安全第一，预防为主”的安全方针，提高整个项目部对事故的整体应急能力，确保发生事故时能有序的应急指挥，把事故及损失降低到最小程度。1、领导小组：项目部成立应急预案领导小组：由项目经理、技术负责人为组长，项目安全主管领导和专职安全员为副组长，由项目部各科室负责人，各专业工程师、技术负责人、各作业队队长、安全员、班组长组成。2、应急反应预案：项目部要组建安全事故抢险突击队，要准备充足的救援设备和自救系统，对突发事故要及时、准确、迅速到场处理，不留安全隐患，最大程度的减少损失。3、事故报告程序：事故发生后，作业人员、班组长、现场负责人、项目部安全主管领导应逐级上报，并联络报警，组组急救。事故发生后应逐级上报：一般为现场事故知情人员、作业队、班组安全员、施工单位专职安全员。发生重大事故（报告人员死亡、重伤及财产损失等严重事故）时，应立即向上级领导汇报，并在24小时内向上级主管部门作出书面报告。4、现场应急救援预案的实施1）、事故发生 施工范围内的任何地点发生伤亡事故。2）、事故报警根据事故的类别，现场人员及时报告项目应急机构，并启动反应程序；并向总公司应急救援领导小组报告。根据事故级别的不同，发出的报警信号可采取口头通电话通知和传真。报警内容应包括：事故单位、事故发生的时间、地点、事故性质（火灾要报燃料名称和数量）、严重程度、危险程度、人员伤亡、报警人姓名和联系电话。管理机构安 监 局：安 管 站：建 委：事故发生项目部应急救援领导小组 事故报警 区域应急机构医疗救援：120火 警：119公 安：110交 警：122调查取证应急机构救援紧急疏散建立警戒区域现场急救事故控制3）、现场组织救援一线施工人员安排立即停止作业或采取应急措施后撤离。对于不会继续扩大事故严重程度的事故，可立即停止作业 。对于可能会继续扩大事故严重程度的事故 ，必须在采取应急措施后撤离。关闭电源。关闭液流物阀门或搬运易燃物。通知危险范围内的人员。阻止危险物体的运动等。讯速采取有效措施，组织抢救，防止事故扩大，减少人员伤亡和财产损失，保护事故现场，因救护需要移动现场物体的要做好记录。4）、应急机构救援接到事故报警后的应急救援机构应按照应急救援预案，实施应急救援，同时就近联系巴南区人民医院做好救援准备。5）、紧急疏散建立警戒区：事故发生后应根据事故的性质、严重程度、危险程度、人员伤亡等情况建立警戒区域，设置警示标志，非应急人员禁止进入警戒区。交通管制：在通往事故现场的主要干道上实行交通管制。紧急疏散：迅速撤离警戒区内与事故处理无关的人员，以减少不必要的人员伤亡。6）、现场急救 在事故现场，安全事故可能造成的伤害主要有：电伤、轧伤、压伤、倒塌压埋伤、骨折、扭伤、中暑、烧伤、中毒等。事故发生后，应立即进行现场急救。7）、事故控制建设工程事故包括：高处坠落、物体打击、坍塌事故、触电事故、机械伤害事故、火灾及爆炸事中毒和窒息事故、食物中毒事故、中暑事故、粉尘伤害事故、地下管网损坏事故等11种。8）、应急救援根据事故报警确定救援方案。9）、应急救援的演习一旦事故应急救援预案被批准，应做到以下几点：所有工人应知道内容和参加演习。上报外部应急服务机构，并进行必要的联系。对事故应急救援预案进行定期检查。检查发生事故时，通讯系统是否能正常动作。撤离步骤的演习。现场急救、现场保护、转运伤员的演习。演习每半年演练一次，做好演练记录。10）、应急救援预案的评审和修订在制定预案及演习过程中，应让熟悉设施的工人。包括一线专业安全人员参加。在演习后，应核对预案的执行情况，发现不足，及时修订。领导人员参与演习，准确评价预案的可行性，以满足使用要求。11）、应急救援的有关制度值班制度：24小时值班。检查制度：每月应急救援领导小组结合项目部生产安全情况，检查应急救援工作情况，发现问题及时整改。例会制度：每季度由项目部应急救援领导小组召开一次领导小组成员及有关负责人会议，检查上季度工作，并针对存在的问题积极采取有效措施加以改进。中国核工业第二二建设有限公司 重庆迎龙医药城项目部 2016年1月27日 - 20 -