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1、混凝土灌注工艺本讲稿第一页，共十九页300-500300-500300-50010001500导管灌注混凝土施工程序b.灌注水下混凝土的导管 导管是灌注水下混凝土的最重要工具，对导管的基本要求是：通过混凝土的能力满足施工要求，联接要直，接头处密封可靠，不漏水，有足够的强度与刚度。本讲稿第二页，共十九页导管要求导管要求直径直径 导管一般用无缝钢管制作或由钢板卷制焊成，其直径应按桩径和每小时需导管一般用无缝钢管制作或由钢板卷制焊成，其直径应按桩径和每小时需要通过的混凝土数量而定。一般不小于要通过的混凝土数量而定。一般不小于200长度长度分节长度应便于装拆和搬运，并小于导管提升设备的提升高度分节长度
2、应便于装拆和搬运，并小于导管提升设备的提升高度连接连接法兰连接，牢固但联接速度慢，密封可靠；螺纹连接、（双螺纹）快速接头，接头外法兰连接，牢固但联接速度慢，密封可靠；螺纹连接、（双螺纹）快速接头，接头外径尺寸相对较小，提升不易挂钢筋笼，对中性好，联接快，但导管左右扭动过大时可径尺寸相对较小，提升不易挂钢筋笼，对中性好，联接快，但导管左右扭动过大时可能引起联接松脱。能引起联接松脱。下放下放导管下入孔中的深度和实际孔深必须严格测量，导管底口与孔底的距离保持在导管下入孔中的深度和实际孔深必须严格测量，导管底口与孔底的距离保持在0.3-0.5m左右，以能顺利放出隔水塞和混凝土为度。左右，以能顺利放出隔
3、水塞和混凝土为度。本讲稿第三页，共十九页灌注混凝土时用的导管灌注混凝土时用的导管本讲稿第四页，共十九页导管直径（mm）适用桩径（mm）灌注能力（m3/h）连续灌注埋深（m）初灌埋深（m）桩顶部灌注埋深（m）正常灌注最小埋深200600-1200103.0-4.01.5-2.01.5-2.00.8-1.2250800-180015-172.5-3.51.5-2.01.2-1.51.0-1.23001500252.0-3.01.2-1.50.8-1.21.0-1.2导管内径和导管埋深的确定 导管灌注能力由导管的内径确定，不同桩径和单桩混凝土量要选用不同直径的导管，以保证灌注速度。导管埋深大小对灌注
4、质量影响很大，埋深过大管口的超压力减小，管内混凝土不易流动，产生堵管，拔管困难；埋深过小，管外混凝土面上的浮浆沉渣夹裹卷入混凝土内，形成夹层。介绍最大埋深与最小埋深的确定及埋深控制放在后面c.灌注水下混凝土的参数 本讲稿第五页，共十九页漏斗设置高度与初灌量 为保证混凝土能顺利地通过导管下灌，导管出口截面处导管内混凝土拌合物柱的静压力与导管外泥浆和混凝土拌合物柱静压力之差（出口截面上压力差，超压力）有一定要求，这一要求通过漏斗设置高度来保证。第一批灌入混凝土量，要保证足够的埋管高度，保证导管底部隔水。P=hccHww 漏斗高度设置c-混凝土容重kN/m3；w-孔内水或泥浆容重kN/m3；h-导管
5、埋深m；hc-漏斗距灌注面的高度m；Hw-孔口距灌注面的高度m；P-超压力，与灌注半径有关，小于2.5米时，取75kPa例：有时在施工现场可见到漏斗直接架在孔口进行灌注，也就是提升高度为0。已知砼重度为24kN/m3，孔内泥浆重度12kN/m3，最小超压力75kPa。(孔内冲洗液面高与护筒顶面齐)何种情况下可采用这种作法？本讲稿第六页，共十九页初灌量D-实际桩孔直径；h-导管埋深，初灌时不小于11.2m；he-导管底口至孔底高度；d-导管内径；h1-完成初灌后为平衡导管外泥浆压力所需的混凝土柱高度；wHch1hhehDd例：桩孔直径1.5米，导管内径0.25米，钻孔深度为孔内液面以下60米，泥
6、浆重度11kN/m3，混凝土重度为24kN/m3，导管底离孔底0.5米，导管最小埋深为1.0米，求初灌量。桩顶灌注标高桩顶灌注标高应比设计标高增加0.5-0.8m，以便清除桩顶浮浆。本讲稿第七页，共十九页混凝土的灌注时间混凝土的灌注上返速度不小于2m/h；混凝土的灌注时间必须控制在灌入导管中的混凝土不丧失流动性的时间内，必要时加入适量缓凝剂。桩长（m）3030505070灌注量m34040-804040-8080-1205050-100100-160适当灌注时间h2-34-53-45-66-73-56-87-9d.隔水塞及初灌混凝土的隔水措施 作用起隔水作用，保证初灌混凝土质量 种类硬塞硬塞-
7、一般用混凝土制作，其直径宜比导管内径小20-25，采用3-5厚的橡胶垫圈密封，橡胶垫圈外径宜比导管内径大5-6。软塞软塞-广泛使用的是充气球胆（比导管内径大4左右），可从桩孔内返回重复使用，只适用于直径较大的桩孔。本讲稿第八页，共十九页隔水措施 剪塞法剪塞法预制隔水塞置入导管，用铁丝挂在漏斗，初灌时剪断铁丝，硬塞随初灌混凝土落入孔底。初灌混凝土与泥浆隔离，保证桩身质量。深孔、导管变形易造成卡塞，导致初灌失败；一桩一塞费工费时。提塞法提塞法制作专门钢提塞或球形（大于导管直径1-1.5）混凝土、木塞，于塞下垫塑料布或水泥袋纸垫，提塞进行初灌。隔水塞可重复使用，并杜绝卡塞的隐患。活门法活门法漏斗装满
8、混凝土后打开活门进行初灌，混凝土与泥浆直接接触，混凝土质量难以保证。球胆法球胆法用于大直径桩，结合了前两种方法的优点（隔水好，球胆还可重复使用），桩径小时钢筋笼与导管间隙小球胆可能无法上返，在桩中形成空洞影响质量。球胆质量要求高，不漏气，不会被压破。本讲稿第九页，共十九页e.导管埋深控制 导管埋深小时（深度不足0.50.6m），导管附近会出现局部隆起现象，砼表面曲线有突然转折。破坏了砼的整体性与均匀性。当导管埋深较深时（大于1米），砼表面较平滑，新浇筑的混凝土拌合物在已浇筑的砼体内部流动，砼内质量均匀且有保证。导管的埋深越大，砼向四周均匀扩散的效果越好，混凝土拌合物越密实，表层也越平坦。但埋深
9、增大，导管底口的超压力减小，砼在管内流动不畅，易造成堵管。在现有施工条件下，不加外加剂的砼导管最大埋深不应超过6m，加缓凝剂的砼导管最大埋深不应超过12m。砼面每上升4-5米即可拆除相应数量的导管。准确测量砼面深度位置，如果测错可能导致导管拔出砼面等严重事故。尤其是扩孔严重桩孔，更应严格测量。最小埋深最大埋深导管埋深控制本讲稿第十页，共十九页f.灌注步骤及事故的预防处理 水下灌注混凝土步骤 成孔和清孔质量合格后才可开始灌注工作；先拌制0.1-0.2m3水泥砂浆，置于导管内隔水塞的上部，其作用为防卡及便于冲到砼表层面用作保护层。首批砼灌注正常后，应紧凑地、连续不断地进行灌注，严禁中途停工；（注意
10、砼的下降速度与孔口返水情况）导管提升时应保持轴线竖直的位置居中，防止卡挂钢筋笼；首批砼灌入孔底后，立即测量孔内砼高，计算出导管埋深，符合要求，可正常灌注，如导管内大量进水，则表明出事故；灌注过程中，导管上段有空气时，后续砼要徐徐灌入，以免在导管内形成高压气囊挤出连接处止水垫，使导管接头漏水；为防止钢筋笼被砼顶托上升，须在孔口固定牢钢筋笼上端，砼面接近钢筋笼时放慢灌注进度；本讲稿第十一页，共十九页水下灌注混凝土步骤 为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度，以便灌注结束后将上段砼清除。一般不小于0.5m，深桩不小于1m；灌注将近结束时，导管内砼柱高度减小，导管处泥浆重度加大，沉渣增多，超压
11、减小。如出现砼顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土或提升漏斗高度。拔出最后一节导管时，拔管速度要慢，防止桩顶浓泥浆挤入形成泥心；钢护筒在灌注结束砼初凝前拔出，起吊要垂直，尤其是桩顶标高高于护筒底面时更应注意 灌注时，每根桩制作不少于1组（3块）砼试件；本讲稿第十二页，共十九页本讲稿第十三页，共十九页本讲稿第十四页，共十九页桩头清理桩头清理 本讲稿第十五页，共十九页事故及预防处理事故及预防处理 导管堵塞导管堵塞：导管变形或内壁有硬结；砼质量不好离析粗骨料堆积；中途停顿导管变形或内壁有硬结；砼质量不好离析粗骨料堆积；中途停顿时间长；导管漏水砼受水冲洗后粗骨料聚集。（时间长；导管漏水砼
12、受水冲洗后粗骨料聚集。（提升及猛插导管来抖动导管，提升及猛插导管来抖动导管，停止灌注，用长钢筋疏通，还不行则只能拔出导管，刚开灌时孔底已灌注的停止灌注，用长钢筋疏通，还不行则只能拔出导管，刚开灌时孔底已灌注的砼须排出，中途卡管则按断桩处理砼须排出，中途卡管则按断桩处理）钢筋笼上浮钢筋笼上浮：砼品质差，初凝时间不够，导致钢筋笼底端无法插入，或砼面砼品质差，初凝时间不够，导致钢筋笼底端无法插入，或砼面已升至钢筋笼内一定高度，表层砼开始初凝也会携带钢筋笼上浮；导管埋深已升至钢筋笼内一定高度，表层砼开始初凝也会携带钢筋笼上浮；导管埋深过浅，灌注量过大，砼对钢筋笼的上冲力过大。过浅，灌注量过大，砼对钢筋
13、笼的上冲力过大。将主筋点焊于护筒上或将主筋点焊于护筒上或用其它方法固定于孔口等用其它方法固定于孔口等断桩、夹泥断桩、夹泥：灌注时间长，表层砼流动性差，导管埋深浅，继续灌注的砼冲破表层而上灌注时间长，表层砼流动性差，导管埋深浅，继续灌注的砼冲破表层而上升，将混有泥浆的表层覆盖、包裹；采用抖动方法来解除卡管，则可能有泥浆混入造成夹升，将混有泥浆的表层覆盖、包裹；采用抖动方法来解除卡管，则可能有泥浆混入造成夹泥，如果导管提离砼面较大则断桩；测深不准，将沉积于砼面上的钻渣判断成砼，使导管泥，如果导管提离砼面较大则断桩；测深不准，将沉积于砼面上的钻渣判断成砼，使导管提离砼面成为断桩。提离砼面成为断桩。严格控制混凝土灌注时间以及导管埋置深度；灌注过程中准确测严格控制混凝土灌注时间以及导管埋置深度；灌注过程中准确测量混凝土表面高度；卡管时谨慎采用抖动方法等。量混凝土表面高度；卡管时谨慎采用抖动方法等。本讲稿第十六页，共十九页本讲稿第十七页，共十九页本讲稿第十八页，共十九页本讲稿第十九页，共十九页