论文部分内容阅读
摘 要 水下灌注混凝土是桥梁基础施工中的难点，本文对其施工方法和工艺进行了较为系统的研究，希望为类似工程提供借鉴作用。
关键词 桥梁；混凝土；施工
中图分类号 TU7 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)102-0142-01
1 灌注机具的准备
1.1 导管
导管是灌注水下砼的重要工具，用钢板卷制焊接而成。
导管分节长度应便于拆装和搬动。并小于导管提升设备的提升高度，中间节一般长2 m－4 m左右。下端节可加长至4 m－6 m。为便于调节漏斗高度及封底时导管高度，可在漏斗下配一根长约1 m的上端导管。中间节两端和下端节上端焊有法兰盘，以便用螺栓互相连接。管与管的法兰盘之间加一胶皮垫以防止导管漏水。每使完一次，都要检查导管是否有漏水现象，胶皮垫是否老化漏水。如有应及时更换胶皮垫，导管有眼孔时，及时焊补。每次提出一节用完的导管后，都应及时将导管用水清洗干净。码放整齐以备下次应用。
1.2 漏斗
漏斗高度除应满足司管拆卸操作需要外，并应在灌注到最后阶段时，能满足对导管内砼柱高度的需要。在漏斗上口应对称焊2－4个吊环，以便在拆导管时将其移走。漏斗最小容量即首批砼储备量应使首批灌注下去的砼能满足导管初次埋置深度的需要。（详见图1）
漏斗的容量最小应满足下式所需V：
V＝h1×πd2/4＋HC×πD2/4
式中：V——漏斗最小容量（m3）；
h1——孔内砼高度达到HC时导管内砼柱与导管外水压平衡所
需高度（m）。
h1＝Hwrw／rc
HC——钻孔初次灌注需要的砼面至孔底的高度，即导管次埋
深h2加导管底至孔底间距h3，h2至少为1.0 m，h3为
0.3 m －0.4 m，当孔底有沉淀时，应将h3值适当加大
（m）；
Hw——孔内水面至初次灌注需要的砼面高度（m）；
D——钻孔直径（m），有扩孔情况时，应按扩孔后的直径；
d——导管直径（m）；
rw——孔内水或泥浆的容重（t/m3）；
rc——砼拌合物的容重，取2.4（t/m3）。
2 砼的配制及灌注
2.1 砼配制
配制砼的材料除应符合《规范》规定外，适应符合下列要求。
1）水泥性能除应符合国家现行标准的要求，其初凝时间用标准方法方式验不宜早于2.5 h－3.5 h，标号不低于32.5，用量不小于350 kg/m3。
2）实践证明，粗骨料宜用卵石，用卵石可以避免一些灌注事故，并能加快灌注速度。如用碎石，含砂率应增加约3％，应有良好的级配，粗骨料的最大粒径不可大于导管内径的1/6－1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不宜大于40 mm。
3）如使砼其有较好的和易性，砼的含砂率宜采用40 ％－50 ％，实践表明，50 ％的砂率在施工中是最实用的，水灰比宜采用0.5－0.6。
4）砼拌合后进入导管之前的坍落度以16 cm－22 cm为宜，并宜有一定的流动度保持率。
5）每根导管的砼灌注工作，应在首批砼初凝时间以前完成，在有条件的情况下应尽量延长砼初凝时间，影响砼凝结时间的因素有以下几个方面：①气温：湿度越高，凝结时间越快；②水泥品种：掺有混合料的水泥凝结时间较长，如：砂渣水泥较同标号普通水泥凝结时间长。低标号水泥较高标号水泥凝结时间长；③砼标号：其它条件相同时，砼凝结时间随标号的提高而缩短；④水灰比：随着水灰比增高而凝结时间延长；⑤外加剂：掺入少量缓凝剂可以延长砼初凝时间和终凝时间。
当桩径较大，桩身较长，所需灌注时间较长，不能在初凝前灌注完时，可在首批砼中掺入缓凝剂。掺入量根据水泥种类，缓凝剂性能通过实验确定。
2.2 灌注砼测深和导管埋深控制
1）测深：灌注水下砼时，应探测水面或泥浆面以下的孔深所灌注的砼面高度，以控制沉淀层厚度。埋导管深度和桩顶高度。如探测不准确，将造成沉淀过厚，导管提漏，埋管过深拔不出或短桩事故。因此，测深在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。
目前测深多用重锤法，用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下10 cm－20 cm）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。测锤不能太轻，而测绳又不能太重，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测。尤其正循环钻孔在将要灌注结束时，沉淀增加，泥浆变稠，测误经常发生，实际施工中就曾发生，因测不准而只能将桩顶往高提的现象。最后破除桩头时再除去。
2）导管埋深控制：灌注时，导管埋入砼的深度，一般宜控制在
2 m－4 m较好。（拔出砼外）事故，大于6 m以上时，易发生埋管出来的事故。因此控制导管埋深，直接影响成桩质量，故拔管前须仔细测探砼面深度用测深锤测控时，最好由2人或2人以上用测锤测深，防止误测。
2.3 水下砼的灌注
1）灌注水下砼是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经面孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。
2）灌注前，对孔底沉淀层厚度应再次测定。如厚度超过规定，可用前述的喷射法向孔底喷射3 min－5 min，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批砼。
3）打开漏斗阀门，放下封砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内进水，或封底砼下不去，表明出现灌注事故应按后述事故处理方法进行处理。
4）灌注开始后，应紧凑地，边疆地进行，严禁中途停工，在灌注过程中要防止砼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。面合测深不准确。灌注过程中，应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min，要防止螺栓，橡胶和各种工具等掉入孔中注意安全。
3 总结
本文针对桥梁基础施工中的水下混凝土的灌注施工过程进行了研究，尤其是对这种桥梁基础的施工方法和工藝进行了较为系统的分析，对类似工程起到了良好的借鉴作用。
参考文献
[1]刘世忠.桥梁施工[M].中国铁道出版社,2010.
[2]徐伟.桥梁施工[M].人民交通出版社,2007.
关键词 桥梁；混凝土；施工
中图分类号 TU7 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)102-0142-01
1 灌注机具的准备
1.1 导管
导管是灌注水下砼的重要工具，用钢板卷制焊接而成。
导管分节长度应便于拆装和搬动。并小于导管提升设备的提升高度，中间节一般长2 m－4 m左右。下端节可加长至4 m－6 m。为便于调节漏斗高度及封底时导管高度，可在漏斗下配一根长约1 m的上端导管。中间节两端和下端节上端焊有法兰盘，以便用螺栓互相连接。管与管的法兰盘之间加一胶皮垫以防止导管漏水。每使完一次，都要检查导管是否有漏水现象，胶皮垫是否老化漏水。如有应及时更换胶皮垫，导管有眼孔时，及时焊补。每次提出一节用完的导管后，都应及时将导管用水清洗干净。码放整齐以备下次应用。
1.2 漏斗
漏斗高度除应满足司管拆卸操作需要外，并应在灌注到最后阶段时，能满足对导管内砼柱高度的需要。在漏斗上口应对称焊2－4个吊环，以便在拆导管时将其移走。漏斗最小容量即首批砼储备量应使首批灌注下去的砼能满足导管初次埋置深度的需要。（详见图1）
漏斗的容量最小应满足下式所需V：
V＝h1×πd2/4＋HC×πD2/4
式中：V——漏斗最小容量（m3）；
h1——孔内砼高度达到HC时导管内砼柱与导管外水压平衡所
需高度（m）。
h1＝Hwrw／rc
HC——钻孔初次灌注需要的砼面至孔底的高度，即导管次埋
深h2加导管底至孔底间距h3，h2至少为1.0 m，h3为
0.3 m －0.4 m，当孔底有沉淀时，应将h3值适当加大
（m）；
Hw——孔内水面至初次灌注需要的砼面高度（m）；
D——钻孔直径（m），有扩孔情况时，应按扩孔后的直径；
d——导管直径（m）；
rw——孔内水或泥浆的容重（t/m3）；
rc——砼拌合物的容重，取2.4（t/m3）。
2 砼的配制及灌注
2.1 砼配制
配制砼的材料除应符合《规范》规定外，适应符合下列要求。
1）水泥性能除应符合国家现行标准的要求，其初凝时间用标准方法方式验不宜早于2.5 h－3.5 h，标号不低于32.5，用量不小于350 kg/m3。
2）实践证明，粗骨料宜用卵石，用卵石可以避免一些灌注事故，并能加快灌注速度。如用碎石，含砂率应增加约3％，应有良好的级配，粗骨料的最大粒径不可大于导管内径的1/6－1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不宜大于40 mm。
3）如使砼其有较好的和易性，砼的含砂率宜采用40 ％－50 ％，实践表明，50 ％的砂率在施工中是最实用的，水灰比宜采用0.5－0.6。
4）砼拌合后进入导管之前的坍落度以16 cm－22 cm为宜，并宜有一定的流动度保持率。
5）每根导管的砼灌注工作，应在首批砼初凝时间以前完成，在有条件的情况下应尽量延长砼初凝时间，影响砼凝结时间的因素有以下几个方面：①气温：湿度越高，凝结时间越快；②水泥品种：掺有混合料的水泥凝结时间较长，如：砂渣水泥较同标号普通水泥凝结时间长。低标号水泥较高标号水泥凝结时间长；③砼标号：其它条件相同时，砼凝结时间随标号的提高而缩短；④水灰比：随着水灰比增高而凝结时间延长；⑤外加剂：掺入少量缓凝剂可以延长砼初凝时间和终凝时间。
当桩径较大，桩身较长，所需灌注时间较长，不能在初凝前灌注完时，可在首批砼中掺入缓凝剂。掺入量根据水泥种类，缓凝剂性能通过实验确定。
2.2 灌注砼测深和导管埋深控制
1）测深：灌注水下砼时，应探测水面或泥浆面以下的孔深所灌注的砼面高度，以控制沉淀层厚度。埋导管深度和桩顶高度。如探测不准确，将造成沉淀过厚，导管提漏，埋管过深拔不出或短桩事故。因此，测深在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。
目前测深多用重锤法，用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下10 cm－20 cm）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。测锤不能太轻，而测绳又不能太重，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测。尤其正循环钻孔在将要灌注结束时，沉淀增加，泥浆变稠，测误经常发生，实际施工中就曾发生，因测不准而只能将桩顶往高提的现象。最后破除桩头时再除去。
2）导管埋深控制：灌注时，导管埋入砼的深度，一般宜控制在
2 m－4 m较好。（拔出砼外）事故，大于6 m以上时，易发生埋管出来的事故。因此控制导管埋深，直接影响成桩质量，故拔管前须仔细测探砼面深度用测深锤测控时，最好由2人或2人以上用测锤测深，防止误测。
2.3 水下砼的灌注
1）灌注水下砼是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经面孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。
2）灌注前，对孔底沉淀层厚度应再次测定。如厚度超过规定，可用前述的喷射法向孔底喷射3 min－5 min，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批砼。
3）打开漏斗阀门，放下封砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内进水，或封底砼下不去，表明出现灌注事故应按后述事故处理方法进行处理。
4）灌注开始后，应紧凑地，边疆地进行，严禁中途停工，在灌注过程中要防止砼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。面合测深不准确。灌注过程中，应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min，要防止螺栓，橡胶和各种工具等掉入孔中注意安全。
3 总结
本文针对桥梁基础施工中的水下混凝土的灌注施工过程进行了研究，尤其是对这种桥梁基础的施工方法和工藝进行了较为系统的分析，对类似工程起到了良好的借鉴作用。
参考文献
[1]刘世忠.桥梁施工[M].中国铁道出版社,2010.
[2]徐伟.桥梁施工[M].人民交通出版社,2007.