（建筑工程管理）超大直径超深钻孔桩混凝土施工技术
方案
目 录
1编制依据 ........................................................................................... 2 2工程概述 ........................................................................................... 2 3工程重难点 ....................................................................................... 2 4施工准备 ........................................................................................... 2 4.1人员投入 .................................................................................................... 2 4.2主要机械设备计划 ................................................................................... 3 4.3用电供应 .................................................................................................... 4 4.4施工材料供应 ............................................................................................ 4 5 混凝土灌注主要施工方法及工艺 ....................................................... 4 5.1施工方案综述 ............................................................................................ 4 5.2混凝土配合比设计 ................................................................................... 4 5.3施工混凝土拌制........................................................................................ 9 5.4冬期施工混凝土的搅拌措施 ................................................................. 11 5.5灌注料斗设计及制作 ............................................................................. 11 5.6混凝土灌注导管制作与下放 ................................................................. 19 5.7混凝土浇灌时间及混凝土运输车配备 ................................................ 25 5.8混凝土灌注 .............................................................................................. 26 6 灌注过程中堵管预防措施 .............................................................. 31 7、混凝土灌注的组织协调及职责 ..................................................... 31 8 质量保证措施 ................................................................................ 32 9 安全保证措施 ................................................................................ 33
1编制依据
1.1.1《嘉绍大桥3.8m大直径钻孔桩工艺试桩技术要求》 1.1.2《嘉绍大桥地质勘查报告》
1.1.3《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 1.1.4《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000) 1.1.5《桥涵》（公路施工手册）
1.1.6其它现行的国家和行业技术规范和标准。 2工程概述
嘉绍跨江大桥3.8m大直径钻孔灌注桩试桩桩长116m，为大直径超长桩。试桩为非工程桩，采用双荷载箱自平衡法进行试桩承载力测试。试桩钢护筒内径为4.2m，钢护筒长52m，其中底部15m护筒壁厚为30mm，其余部分壁厚为25mm，总重约145t。钢筋笼全长116m，重约72t。试桩采用KTY4000型钻机按气举反循环原理进行钻孔。混凝土采用C30水下混凝土，所需混凝土灌注方量约为1568m3。 3工程重难点
（1）混凝土配合比设计中初凝时间的控制是混凝土施工的难点。 （2）单桩混凝土灌注方量较大，如何在合理的灌注时间内进行混凝土供应和组织也是混凝土施工的重点。
（3）混凝土灌注过程控制直接关系成桩质量，是混凝土施工的关键点。 4施工准备 4.1人员投入
本工程投入的主要作业人员见表4.1.1主要工种人员计划表。
表4.1.1主要工种人员计划表
序号 1 2 3 4 安全员 测量工 试验工 质检员 工种 单位 人 人 人 人 数量 2 2 2 2 序号 5 6 7 8 9 10 11 4.2主要机械设备计划
混凝土工 电焊工 电工 起重工 驾驶人员 机修工 工种 单位 人 人 人 人 人 人 数量 16 5 2 8 50 2 91 合 计 人 表4.2.1 主要机械设备进场计划表
序号 1 2 3 3 4 5 6 7
8 机械名称 商品混凝土拌合站 汽车起重机 汽车起重机 混凝土汽车输送泵 混凝土运输车 运输汽车 柴油发电机组 全站仪 水准仪 规格型号 120 徐工200 徐工25 数量 3台 1台 1台 备注 租用 HDT5281THB 2台 三菱8m3 50t 250KW Topcon602 苏光J2 22台 1台 1台 1台 1台 4.3用电供应
现场施工采用自备发电机供电，配备250kw发电机一台。 4.4施工材料供应
3.8m直径钻孔桩试桩实际灌注混凝土用量约1568m3 ,必须保证不
间断的连续进行，同时混凝土的质量要求高，混凝土采用租赁商品混凝土厂的场地设备，我方试验、物资人员进行管理生产供应，混凝土所需的原材料包括砂、碎石和外加剂等均由经理部统一采购。
本试桩选用两家商品混凝土厂，其中商品混凝土主供应厂有2台120拌合机，距施工现场25km，另外一家有1台120拌合机, 距施工现场10km，作为备用。
5 混凝土灌注主要施工方法及工艺 5.1施工方案综述
租用两家商品混凝土拌合站进行混凝土生产、供应，其中一家有2台120拌合机的混凝土生产商作为主供应厂，另一家1台120拌和机作为备用。混凝土由25辆8m3混凝土罐车运输至现场。混凝土的配合比设计试配由我经理部提供，原材料亦由我经理部统一采购。混凝土灌注采用单根直径为410mm的丝扣导管进行。首灌的30m3储料斗利用两台混凝土泵车供灰；首灌完成后，将混凝土泵车移开，直接采用3台混凝土罐车借助溜槽进行灌注。 5.2混凝土配合比设计
由于本工程单根钻孔桩混凝土方量为1568 m3,从施工工艺以及结合施工现场实际情况,在混凝土设计上不仅对混凝土的凝结时间有主要要求,还在混凝土和易性方面需要进行控制。本次试桩混凝土配合比设计局检测中心现场帮助, 以参照杭州湾大桥、舟山连岛工程混凝土配合比为基础，从原材料的选购至主要原材料进场,从初步的配合比设计至最终的配合比优化选定,都予以高度的关注。 5.2.1混凝土配合比设计原则
在配合比设计中以四性（耐久性、力学性、工作性、经济性）为目标，遵循四大法则（水灰比法则、混凝土密实体积法则、最小单位用水量或最小胶凝材料用量法则和最小水泥用量法则），选择最佳三比参数（水胶比、浆集比、砂石比），采用胶材双掺（粉煤灰、矿粉）技术，根据工程实际和工程设计要求，进行配合比设计。 5.2.2混凝土配合比设计流程
混凝土配合比设计流程见下图。
图5.2.2.1混凝土配合比设计流程示意图
5.2.3原材料选择
水泥：采用普通硅酸盐42.5水泥，在保证混凝土性能不受影响的前提下，并结合搅拌站实际材料的供用情况，最后优化选用供应搅拌站现用厂家的浙江金首水泥。其材料试验检测结果符合GB175-2007中P.O 42.5 水泥的技术要求。
粉煤灰：宁波江北金平Ⅱ级粉煤灰。为了使聚羧酸外加剂更有效的体现其性能，在混凝土中以外掺料代替水泥用量，不仅提高混凝土的强度，而且更明显的改善混凝土和易性。该粉煤灰性能试验检测结果符合GB/T1596-2005中Ⅱ级粉煤灰的技术要求。
矿粉：浙江桐乡江江南矿粉 S95级。在降低水泥用量，减少水泥产生水化热的基础上，混凝土对外掺料的掺和考虑选取了粉煤灰与矿粉双掺的技术，经试拌掺入矿粉的混凝土性能不仅良好，并且在材料成本上有所降低，在性能上有很大提高。所使用矿粉的各项性能经试验检测均符合GB/T18046-2008中S95级粒化高炉矿渣粉的技术要求。
砂:福建闽江中砂。因江浙地区天然砂产量极少，机制砂质量无法满足钻孔灌注桩混凝土性能的要求，故优化选用福建闽江江砂，其砂子颗粒级配较好，含泥量及泥块均很小，使用于钻孔灌注桩中体现混凝土流动性能良好，对混凝土浇筑翻浆起到很好作用。其闽江中粗砂试验检测结果符合JTJ041-2000中规定的Ⅱ区中砂的技术要求。
碎石:筠溪石厂生产的5-25mm连续级配碎石。因灌注桩直径较大，考虑集料粒径影响混凝土流动性已及施工中混凝土翻浆等因素，故选用粗集料粒经不大于25mm碎石, 该碎石质地坚硬、级配良好，针片状含量极少，不仅能提高混凝土流动性，还能足以保证混凝土强度。其碎石各项试验检测结果符合JTJ041-2000中规定的5-25mm连续级配碎石的技术要求。
外加剂:上海麦斯特聚羧酸系列缓凝高效减水剂。因对混凝土初凝时
间要求比较严格，在不影响混凝土强度前提下，故选用了减水率大于20%的，坍落度1小时损失小于2cm的聚羧酸系列缓凝高效减水剂。掺入混凝土中的该外加剂试验检测结果符合JG/T223-2007中HN系列聚羧酸高性能减水剂的技术要求。
混凝土拌合用水：生活饮用水。经检测其拌和用水各指标性能均符合JGJ63-2006混凝土用水标准的要求。 5.2.4配合比设计
设计控制参数：设计坍落度200±20 ，设计初凝时间≥22h,具有良好的和易性和流动性，满足1568 m3混凝土的灌注翻浆。 （1）配制强度确定
fcu0=fcuk+1.645σ=30+1.645*5.0=38.2MPa （2）基准水胶比计算
W/C=(αa*fce)/( fcu0+αa*αb* fce)
=(0.46*42.5)/(38.2+0.46*0.07*42.5) =0.49 （3）基准用水量及水泥用量确定
根据JGJ55-2000，用水量取mw0=205kg/ m3， 则水泥用量mc0= mw0/(W/C)=418kg/m3 （4）骨料用量确定
假设混凝土砂率40% ,混凝土表观密度2400 按重量法公式计算：
mc0+ms0+mg0+mw0+mf0=2400 ms0/(ms0+mg0)=0.40 求得：砂ms0 =710.8 kg/ m3 碎石mg0=1066.2 kg/ m3 5.2.5配合比试配
在配合比试配过程中，本着依据基准配合比，调整水胶比，调整混凝土含砂率等原则，分别进行了近30余种配合试验。经筛选，现列举拌和性能相对较好的几组测试数据如下：
A组 根据基准配合比及杭州湾、舟山配合比，按照调整水胶比至
0.34 砂率39%
试配配合比：水泥：粉煤灰：矿粉：砂：碎石：水：外加剂 =194:175：116：692：1083：165：4.85
试配测试结果:出机坍落度/扩展度：22/52（cm）；1小时坍落度/扩展度18/48（cm）；2小时坍落度/扩展度16/42（cm）；粘聚性良好；保水性良好；初凝时间16h10min；终凝时间21h22min ；7天强度33.0 MPa；28天强度 52.6MPa
B组 根据基准配合比及杭州湾、舟山配合比，按照水胶比0.36 砂率40%
试配配合比：水泥：粉煤灰：矿粉：砂：碎石：水：外加剂 =194:142：94：724：1087：155：4.30
试配测试结果:出机坍落度/扩展度：21.5/52（cm）；1小时坍落度/扩展度20/48（cm）；2小时坍落度/扩展度18/42（cm）；粘聚性良好；保水性良好；初凝时间23h10min；终凝时间29h22min ；7天强度32.6 MPa；28天强度 46.3MPa；
C组 根据基准配合比及杭州湾、舟山配合比，按照水胶比0.38 砂率40%
试配配合比：水泥：粉煤灰：矿粉：砂：碎石：水：外加剂 =183:134：90：733：1100：155：4.08
试配测试结果:出机坍落度/扩展度：22 /50（cm）；1小时坍落度/扩展度19.5/46（cm）；2小时坍落度/扩展度18.5/40（cm）；粘聚性较差；保水性良好；初凝时间19h20min；终凝时间21h30min ；7天强度43.5 MPa；28天强度 57.3MPa； 5.2.6配合比选定
经多组配合比多次试配、调整，根据本工程各项需求，在筛除因配合比坍落度损失大，混凝土流动性较差，混凝土初凝时间不能满足本工程需求，材料经济性成本过相对过大等因素，最终选定混凝土配合比为所列出的B组，该配合比及相关参数如下：
水泥：粉煤灰：矿粉：砂：碎石：水：外加剂
=194：142：94：724：1087：155：4.30 =1：0.73：0.48：3.73：5.60：0.80：0.022
坍落度/扩展度 （cm） 表观密度0h 1h 2h （kg/m3） 粘保聚水初凝时间 性 性 良良好 好 终凝时间 287天天强MPa 23h10min 29h22min 32.6 46.3 强度 度21.5/52 20/48 18/42 2400 5.3施工混凝土拌制
混凝土拌制采用中联120型强制搅拌机进行搅拌，搅拌计量采用全自动计量系统，各称量器具必须经过计量部门审核校正并颁发计量合格证书方可使用。所有混凝土原材料，除水可按体积称量外，其余均按照质量称量，混凝土配合料必须严格计量才可拌制。计量最大允许误差 (按重量计)水泥、粉煤灰、矿粉、外加剂、水控制在施工配合比称重量的±1%；碎石、砂控制在±2%。混凝土外加剂必须在搅拌均匀后方可加入搅拌，搅拌时间自配合料加完起应不少于90秒。称重投料顺序为砂→碎石→水泥、粉煤灰、矿粉→水→外加剂施工过程中持续监测集料含水率的变化，并依据测试结果及时调整施工配合比和每盘拌合材料用量。混凝土搅拌工艺流程见图5.3.1。
图5.3.1混凝土搅拌工艺流程图
5.3.1混凝土拌制要求
搅拌时按上述投料顺序投料。同时，严格控制混凝土在搅拌机内的连续搅拌时间，严禁在拌合物出机后加水。混凝土拌和工作，将各种组合材料搅拌成分布均匀、颜色一致的混合物。
搅拌筒拌和的第一盘混凝土粗集料数量只能用到标准数量的2/3。在下盘材料装入前，搅拌筒内的拌和料全部卸清。拌和出机的第一盘混凝土不得应用于本工程当中。搅拌设备停用超过30min时，将搅拌筒彻底清洗才能重新拌和混凝土。
注意监视与检测开拌初始的前二、三盘混凝土拌和物的和易性，如不符合要求时，及时分析处理，直至符合要求后方可持续生产。
对新拌混凝土应作坍落度、扩展度、压力泌水率和自由下落排空时间试验和粘聚性保水性检查，在搅拌地点和浇筑地点均需测试，每班不少于2次，并做好记录。
混凝土浇筑温度控制在28℃之内。在搅拌地点和浇筑地点均需测试混凝土拌和物温度，每班不少于2次，并做好记录。 5.3.2搅拌站试拌
待所有原材料进场检验合格后，对混凝土配合比进行模拟施工现场的试拌，试拌严格按照混凝土拌制规程进行，试拌混凝土方量不小于混凝土运输车载入量，本工地实际试拌方量为8m3。试拌前对混凝土所用各项原材料的检测数据进行检测。对不合格原材料一律清退，坚决杜绝不合格批次产品使用于配合料当中。对与配合比试配时测试的数据偏移较大但符合规范要求的原材料进行记录，以备试拌结果与试配数据的比对分析。
试拌过程中认真观察并记录每盘混凝土的坍落度、扩展度、混凝土粘聚性、保水性等结果的测试，待混凝土搅拌车搅拌运输至施工现场时再次取样对整车混凝土进行测试，最终将两次测的数据与配合比试配时的数据进行比对，对有和理论配合比测试结果相差太大的数据进行分析，并立即要对拌制所用的各种原材料进行取留样，组织试验人员对理论配合比进行复试并分析。直至试拌测试结果符合理论配合比和工程要求，或考虑重新选配新的配合比。 5.4冬期施工混凝土的搅拌措施
(1)室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时，混凝土拌制应采取冬施措施，并应及时采取气温突然下降的防冻措施。
(2)混凝土所用骨料必须清洁，不得含有冰、雪等冻结物及易冻裂的矿物质。
(3)冬期制混凝土应优先采用加热水的方法。水泥不得直接加热，使用前暖棚内存放。水加热到70℃，水泥不应与水直接接触。投料顺序为
先投入骨料和已加热的水，然后再投入水泥。 (4)冬期混凝土拌制的质量检查：
①检查外加剂的掺量。保证混凝土外加剂称量时的掺入量与混凝土施工配料单一致，允许称量误差控制在±1%。外加剂在存储过程中会产生微量的沉淀，从而难以保证整个外加剂的性能一致，因此在使用前应对存储设备内的外加剂进行搅拌，待搅拌均匀后方可称量加入搅拌机内拌制混凝土。
②测量水和外加剂溶液的加热温度和加入搅拌机的温度。要求水温加热至70度，外加剂加入至30度方可加入搅拌机进行混凝土搅拌。
③测量混凝土自搅拌机中卸出时的温度和浇筑时的温度。要求混凝土温度控制在5-30度之间。
④混凝土试块的留置应增设不少于两组与结构条件养护的试件，分别用于检验受冻前的混凝土强度和转入常温养护28d的混凝土强度。 5.5灌注料斗设计及制作 5.5.1首灌混凝土数量的计算
首批灌注混凝土的数量应满足导管首次埋深（≥1.0m）和填充导管底部的需要，见图5.1 ，所需混凝土数量计算按下式：
式中：V—灌注首批混凝土所需数量（）； D—桩孔直径（m）；
—桩孔至导管底端间距，一般为0.4m； —导管初次埋置深度（m）；
—桩孔内混凝土达到埋置深度时，导管内混凝土柱平衡导管外（或
泥浆）压力所需的高度（m），即；
—灌注首批混凝土面到桩孔内泥浆面的距离； —泥浆容重； —混凝土容重。
—导管内径（m）；
图5.5.1首批混凝土数量计算图示
由于钻孔试桩桩底标高-114m，护筒顶标高+8m，桩孔直径D=3.8m，灌注导管内径=0.41m，桩孔至导管底端间距取0.4m，导管初次埋置深度取1.5m，。将这些已知数据代入上式计算该试验桩首灌所需混凝土数量如下：
=
通过以上计算，该试验桩首批灌注混凝土数量要求不得小于，将混凝土灌注料斗设计成30。首灌时，采用泵车一次性将料斗注满。 5.5.2混凝土储料斗的设计
混凝土灌注采用两个储料斗进行，分别为30大料斗（用于首灌）和4小料斗（用于正常灌注）。 5.5.2.1大储料斗设计
大储料斗漏斗部分底口为410*410mm，顶口为4000*2200mm，高度为1200mm，矩形部分长度为4000mm，宽度为2200mm，高度为3000mm。漏斗部分面板采用10mm厚钢板，支撑在横肋上；横肋采用【8，间距300mm，支撑在竖肋上；竖肋采用2】【8，在2200mm方向上，两边间距为200mm，中间间距为600mm，在4000mm方向间距600mm，在支撑在支架框上。漏斗以上部分面板采用10mm厚钢板，支撑在横肋上；横肋采用【8，截面系数，间距350mm，支撑在竖肋上；竖肋选用2】【8，间距900mm，截面系数，以上、中、下三道拉杆螺栓为支撑点；拉杆螺栓采用φ28圆钢，在距底部15cm处设一道，在距底部120cm处设一道，在顶部设一道。具体尺寸见图5.5.2.1大储料斗平面图, 图5.5.2.2大储料斗正面图，图5.5.2.3大储料斗侧面图。
图5.5.2.1大储料斗平面图 单位：cm
图5.5.2.2大储料斗正面图 单位：cm
图5.5.2.3大储料斗侧面图 单位：cm
5.5.2.2大储料斗支撑架制作 （1）支撑架设计
大料斗支架制作成框架式结构，具体尺寸为4000*2200*2000mm.底面支撑杆件、竖向骨架以及斜撑均采用【16对口槽钢制作。竖向主骨架位置分别与储料斗竖肋相对应，其连接处焊接牢固。具体尺寸见图5.5.2.4大储料斗支撑架正面图、图5.5.2.5大储料斗支撑架侧面图。
图5.5.2.4大储料斗支撑架正面图 单位：cm
图5.5.2.5大储料斗支撑架侧面图 单位：cm
（2）支撑架稳定性验算
混凝土储料斗自重13.9KN，30混凝土自重为720KN，导管自重108.5kN。料斗及混凝土自重作用在支撑架上，简化后计算得作用在单根竖向支架柱上的最大力为120.9KN,作用在单根斜向支架柱上的最大力为133.6KN。
故单根支架柱上的最大轴向压力取N=133.6KN 支架柱采用【】16，, ,
由钢结构计算手册，根据，查得
稳定性满足要求 5.5.2.3支撑平台设计
在钢护筒顶口用2I56工字钢做支撑平台，用于安装首灌料斗塔架。2I56工字钢上垫2I22工字钢，用于调整导管标高和固定导管，具体如图5.5.2.6支撑平台布置图所示。
图5.5.2.6支撑平台布置图
5.5.2.4大储料斗安装就位
大储料斗安装直接利用其支撑架放在钢护筒顶面，由钢护筒承受其主要受力；另外，在平台顶面采用I56工字钢制作一个支撑平台，并焊接于平台桥面板上。安装时，在大储料斗侧面设置加强牛腿钢板，通过牛腿与支撑平台相连（如图5.5.2.7大储料斗安装图（正面）、图5.5.2.8大储料斗安装图（侧面））。
图5.5.2.7大储料斗安装图（正面）
图
5.5.2.8大储料斗安装图（侧面）
5.5.2.3小料斗
小储料斗尺寸：底口为410*410mm，顶口为4000*2000mm，高度为1300mm，其容量为4。面板采用10mm厚钢板，横肋采用【8，间距300mm，支撑在竖肋上；竖肋采用2】【8。在小储料斗顶口设置四个吊点用于吊装。
5.6混凝土灌注导管制作与下放 5.6.1混凝土灌注导管制作与配置 （1）导管基本尺寸
参考相关大直径灌注桩施工经验，混凝土灌注用导管制作采用Q235无缝钢管,接头形式为丝扣式，其内径为410mm，壁厚为8mm，底节导管长为6m，中间每节长3m，调整节长度为1m和0.5m。每节导管距顶口50cm处焊接φ8钢筋。
（2）导管长度配置
钢护筒顶标高为+8m，卡管钢板采用5cm厚钢板，下用I56工字钢做支撑梁，距导管顶口50cm处焊接φ10钢筋，则首灌时导管顶标高为+9.11m（8+0.56+0.05+0.5=9.11）；钻孔桩底标高为-114m。计算所需导管长度为：114+9.11-0.4（悬空高度）=122.71 m。则导管配置方案为：6m+38*3m+1m+1m+0.5 m =122.5m。在I56工字钢支撑梁和5cm厚卡管钢板之间垫I22工字钢进行高度调整。
（3）导管加工
加工方式为委托专业生产厂家加工，加工长度131m， 包括1根底节6m，3m节42根，1m节2根，0.5m节2根，其中两节3m中间节作为备用。
（4）导管抗拔力计算 ①导管自重
G=122*82.5*9.8* (1+1*0.1)=108500N ②混凝土摩阻力
导管受混凝土摩阻力包括导管内和导管外混凝土摩阻力，按首灌导管埋深10m计算。导管内混凝土摩阻力按导管内全部混凝土重量的0.8倍计算，导管外混凝土摩阻力按摩阻力系数10kPa计算。混凝土顶面标高-102.5m，泥浆面标高+4.0m。
f=（102.5+4）*12/24*π*(0.41/2)2*24+π*(0.41+2*0.008)*10*10 =302kN(按摩阻力系数20kPa计算436 kN) ③导管抗拔力
F抗拔=G+f=108.5kN+302kN=410.5 kN
混凝土灌注过程中，导管的上拔利用100t汽车吊进行。 （5）导管丝扣连接强度计算
导管制作采用Q235无缝钢管,接头形式为丝扣式，其内径为410mm，壁厚为8mm。丝扣螺牙根部宽度3mm，螺牙工作高度3mm，有效工作牙数6个。
①丝扣弯曲应力计算 Fmax=
Fmax：丝扣最大弯曲应力
：荷载不均匀系数，一般取0.3~0.5，本计算取0.3 ：外螺纹的小径，本计算取410 mm b：螺牙根部宽度，本计算取3mm h：螺牙工作高度，本计算取3mm z：有效工作牙数，本计算取6 P：螺距
Fmax=350*0.3*3.14*410*32*6/(3*3)=811062N＞F抗拔=410.5 kN 丝扣弯曲应力满足导管上拔的需要。 ②丝扣剪应力计算
在最大弯曲应力时丝扣的最大剪应力：
=410500/(0.3*3.14*410*3*6)=59.05MPa≤[τ]=85 MPa （6）导管验收与检查
①检查导管的壁厚，不得小于8mm； ②测量每节导管长度，并做好记录；
③检查丝扣，保证每个接头的车丝部分完好无损； ④管口平整度不得大于1mm。 ⑤密封圈不得有破损。 5.6.2混凝土灌注导管水密性试验 5.6.2.1预施压力计算
进行水密性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接可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍，p可按下式计算：
式中：p——导管可能受到的最大内压力; ——混凝土拌和物的重度； ——导管内混凝土柱最大高度； ——孔内泥浆的重度； ——孔内泥浆的深度。
其中=24， =127m， =10.0， =121m。可计算出
P=1838kPa
则导管应承受的最大压力=1.3p=2.4MPa。 5.6.2.2导管水密性试验
为了进一步确定导管水密性抗压要求，对每节导管都进行实地的检测，主要是导管的密封程度，导管之间连接处的水密性检测。检测工作
在栈桥上进行，一次性将导管全部对接好，然后密封导管两头，采用高压水枪对导管强行注入高压水，其注压值控制在3MPa，并持荷5分钟。试验满足要求后，及时对各节管进行编号，灌注时按照编号下放导管。 5.6.3混凝土灌注导管下放
（1）平台标高确定
钻孔桩底标高为-114m，钢护筒顶标高为+8m，2I56工字钢顶标高为+8.56m。计算所需导管长度为：114+8.56+0.5+0.05-0.4（悬空高度）=122.71 m。导管配置方案6m+38*3m+1m+1m+0.5 m =122.5m。故在I56工字钢支撑梁和5cm厚卡管钢板之间垫I22工字钢进行高度调整。具体如图5.5.2.9平台高度布置图所示。
图5.5.2.9平台高度布置图
①φ10计算
焊缝抗剪强度按下式计算： （按双面满焊计算）
其中： --焊缝计算宽度，取=3.5mm 拔导管时，N=415KN
考虑施工中受力不均匀影响，采取增加焊缝的措施进行加强，即在原有Ф=10mm箍筋下重新焊接一圈Ф=20mm箍筋作为导管的卡管承重钢筋。
② I56双工字钢计算 a、荷载分析 料斗自重139KN
30m混凝土自重：720KN 导管自重：108.5KN
G=139+720+108.5=967.5KN
最不利工况为，所有重量通过大料斗的支撑以集中力的形式传给I56双工字钢。
F=120.9KN
b、力学模型
c、弯矩计算
I56双工字钢截面特性：
弯曲应力：，满足要求。 d、挠度计算
，满足要求。
（2）混凝土灌注导管下放原则：严格依照水密性试验后的编号按序下放。
（3）导管下放
先检查限位卡板的中心与桩基中心在同一条线上，再下放底节导管，利用卡板固定导管接头处必须放入密封圈；然后安装密封圈，同时在丝扣上涂抹黄油，以保证密封；采用吊车起吊第二节导管进行安装，安装时借助外力将丝扣拧紧；最后缓慢下放，并重复此操作，直至将导管下放完毕。
当导管穿越荷载箱时，必须缓慢下放，不得与荷载箱卡死。 5.7混凝土浇灌时间及混凝土运输车配备
混凝土拌合设备租用距施工现场约25km的商品混凝土拌合站，其拌合站内有120混凝土拌合设备两套，另租用距施工现场约15km的一台120拌合机备用。计算决定每根桩混凝土浇灌时间的控制要素：
a、按搅拌机生产能力：
拌合机工作时，进料需1min，每盘混凝土拌合时间需1.5min，车辆就位及装料需2min，其他预留机动时间1min，则每车混凝土（8 m3）
拌合所用的时间为1+1.5*4+2+1=10min，则拌合机的混凝土生产能力为60/10×8=48 m3/h，本次试桩混凝土数量（按1.1扩孔系数计算）为1568 m3。
H=1568/48/2=16.3h b、按每车混凝土浇灌时间：
①每辆车就位时间2min ②每辆车灌注时间为7min，因安排2辆运输车同时灌注，考虑2辆罐车可能存在不同步灌注，每次混凝土灌注时间取8min ③平均每6m拆卸一次导管，拆卸导管时间平均为3min ④为保证混凝土灌注速度，安排2辆混凝土车同时进行灌注。
由上，可得每批（2辆车）混凝土灌注时间为： 2+10+3/6=12.5min，所以混凝土浇灌速度为：（8*2）×（60/12.5）=76.4 m3/h,
H=1568/76.4=20.5h。 c、按每辆运输能力：
①根据调查，混凝土运输车满载时行驶速度为30km/h,空载时行驶速度为60km/h ②两混凝土拌合站的混凝土运距分别为25km和15km ③ 运输车等待混凝土的时间10min。
则混凝土运输车在拌合站与施工现场往返时间分别为： 较近的拌合站（10/30+10/60）*60+10+17=57min 较远的拌合站（25/30+25/60）*60+10+17=102min
据计算得出的运输时间，按最远运距考虑每辆运输能力为60/102×8=4.7 m3/h，按18辆车配置，则
H=1568/18/4.7=18.5h
综上可分析得出，控制混凝土灌注的关键点在于每车混凝土灌注时间。
为防止混凝土运输车出现故障而影响现场施工，另增加4台混凝土运输车同时使用，共选用22台混凝土运输车运输混凝土。 5.8混凝土灌注 5.8.1灌注前施工准备
（1）灌注前成孔质量检查
导管安装完毕后，采用导管安装风管，气举反循环进行二次清孔。风管的风压控制在5～8bar，不宜过大或过小，气压过大可能会损坏泥浆壁，造成塌孔，过小则不能使沉渣翻滚，对清渣不利。用测绳测量孔深，与终孔后的孔深比较，沉渣厚度不大于200mm。若沉渣厚度大于200mm，则要继续清孔，到符合要求为止。并检查泥浆的各项指标，应满足以下条件：含砂率≤2%，比重1.03～1.10g/cm3，粘度17～20s，PH=9～10。混凝土灌注前，按气举反循环进行三次清孔，使沉碴翻滚、悬浮，满足要求后可灌注水下混凝土。
（2）混凝土运至现场后，对混凝土的坍落度进行检查，应保证在180～220mm。不符合要求不得使用。
（3）首批混凝土灌注前对混凝土料斗、导管用水泥浆、水进行润湿。 （4）检查混凝土拌和机、混凝土泵车及混凝土罐车是否运转正常。 5.8.2混凝土灌注交通组织
5.8.2.1首批混凝土灌注机械设备布置
首批混凝土灌注采用2台混凝土泵车，将24 m3直接输送至大料斗内。每台泵车支腿展开所占面积为10m*8m，罐车尺寸为10m*2.5m,具体机械设备布置如图5.8.2.1首灌时交通组织图所示，平台尺寸可满足该功能要求。首灌时前两辆罐车沿卸料线路直接就位为泵车供灰，后续罐车经运料线路按序停靠在平台北侧栈桥上，待前一辆混凝土罐车灌注完毕后倒车就位，完成卸料工作。
图5.8.2.1首灌时交通组织图
5.8.2.2正常混凝土灌注机械设备布置
正常灌注时采用2辆混凝土罐车直接灌注，以加快水下混凝土的灌注速度。罐车尺寸为10m*2.5m，如图5.8.2.2正常灌注时交通组织图所示，其布置尺寸可满足该工况灌注要求。
混凝土罐车先沿运料线路直接按序停靠在平台北侧栈桥上，待前一辆混凝土罐车灌注完毕后沿卸料线路倒车就位，完成卸料工作。最后按离开线路驶出灌注平台。每一辆罐车司机必须听从统一调配，按照交通
组织要求有序进出工作区域。
图5.8.2.2正常灌注时交通组织图
5.8.2.3道路交通组织
（1）混凝土灌注前与交通部门沟通协调，保证运输道路畅通，便于混凝土运输途中事故的及时处理。
（2）经理部成立道路交通组织领导小组，由生产副经理统一协调指挥。
（3）由于混凝土灌注时间相对集中，并且车辆较多，为保证高效作业及有效管理，先对车辆按顺序编号。
（4）配备对讲机或手机，保证信息畅通。车辆司机每隔5min向经理部道路交通领导汇报所在位置及运行情况，便于总体掌握混凝土运输情况。
（5）主要路口设置巡逻指挥人员，一方面预防交通事故，另一方面及时记录罐车出行情况并及时汇报。沿线配备巡逻车，及时处理突发事件。
（6）由于栈桥宽度有限，同时钻孔平台车辆组织复杂，经理部派专人对栈桥通行疏导，并加强桥头、平台等重点位置的指挥力度，保证栈桥畅通。来往车辆严格遵从交通线路及停放位置。 5.8.4灌注过程控制 （1）首批混凝土灌注
首批混凝土灌注采用大料斗（30m3）进行灌注，并在灌注后拔球同时采用2台混凝土泵车同步进行供料，在保证首批混凝土灌注后的导管埋深大于1.5m和填充导管底部间隙需要的同时，也增大了导管的埋深系数。
（2）正常混凝土灌注
首批混凝土灌注完毕后，拆除大料斗，安装4m3小料斗，通过溜槽采用2辆混凝土罐车同时直接灌注，以加快混凝土灌注速度。
混凝土灌注过程中，控制好孔内泥浆面始终高出孔外的水位2m以
上。
将钢筋笼顶主筋与护筒焊接连接，防止钢筋笼骨架上浮。 混凝土在灌注至两个荷载箱位置时，应减慢灌注的速度。
混凝土灌注至设计标高拔出最后一节导管时应使导管内混凝土充满，并缓慢拔出，以免桩内夹入泥芯或形成空洞。
由于桩径较大，浮浆可能较厚，为保证整桩质量，将混凝土面浇筑标高暂定为高出设计标高1m。
在灌注将近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。
（3）混凝土面测量
混凝土面测量采用测深锤法，用测绳悬挂测锤进行。测绳选择质轻、拉力强、不变形的专业厂家生产的测绳。测绳的刻度在使用前应用钢尺进行校核。测锤采用圆锥形，材质为C30混凝土，重8kg。
混凝土灌注过程中沿钻孔桩四周布置四个观测点，设4个有经验的技术人员同时测量测量混凝土面标高，4个人同时计算并记录在混凝土灌注台帐中。每次测量结果4个人必须进行相互校核，确保正确计算导管在混凝土内的埋置深度，确保导管的埋置深度不小于5m，最多不超过10m。测量次数不少于所使用导管节数，应在每次起升导管前，测量一次管内外混凝土面高度，并绘制混凝土灌入量与孔内混凝土面升高量的过程曲线，用以分析扩孔率。遇到异常情况应增加测量次数，同时观察翻水情况，以正确分析和判断孔内的情况。 5.8.5灌注过程中注意事项
（1）混凝土灌注前，要办好隐蔽工程施工各项检查证，施工过程要指定专人认真填写混凝土灌注记录。
（2）勤测混凝土面，导管埋入混凝中不小于5m，最多不超过10m，宜能提出导管为准。做到勤测、少拆。沿钻孔桩四周布置四个观测点，检查混凝土面是否在同一个面上。
（3）混凝土灌注过程中必须连续、不间断进行，导管提升要缓慢，避免挂碰钢筋笼，万一发生混凝土灌注中断事故，应根据导管埋深，利
用吊车间断、少量提升导管，立即排除故障。
（4）灌注过程中注意不要使桩底压浆管受到损坏，以免后续注浆工作施工。
（5）在储料斗中部安置间距150mm的方型隔栅，防止有安全帽、大粒径等异物掉入导管，以防止堵管。
（6）混凝土灌注前必须对所使用的各种机具进行试运行，确保施工中正常运转，要有专人负责指挥、协调，确保灌注完整、连续。 （7）水下混凝土灌注完毕后，对所用的灌注设备、运输设备及拌合站设备等要清点和清洗，并妥善保养备用。 6 灌注过程中堵管预防措施
（1）组装导管时，要认真检查导管丝扣是否良好，有无局部凹凸，导管底口是否有向内卷曲现象。
（2）下放导管时，要认真检查密封胶圈是否合适，导管一定要 紧固，无晃动现象。
（3）尽量提前做好准备，缩短开灌时间和浇注时间。
（4）按规程操作，提升导管严禁猛拉、猛放。浇注混凝土是靠导管中混凝土自重压力回顶泥浆柱和埋管混凝土柱而上升的，因此猛拉、猛放都会造成导管局部的应力集中而使混凝土卡死。 7、混凝土灌注的组织协调及职责
（1）经理部混凝土灌注现场领导小组，由项目经理任组长，全面负责、领导现场工作。项目副经理主要负责现场的交通组织、人员协调、物资供应工作。总工程师主要负责现场的技术工作，并监督检查每道技术细节的执行落实情况以及现场的突发技术难题初步解决方案。
（2）工程部负责混凝土面测量、导管埋入深度计算、导管拔出长度、混凝土质量控制工作。其中混凝土面测量必须派4人分4个测点分别测量并相互校核；并派2名试验人员分别负责搅拌站的混凝土生产和现场的混凝土质量控制。
（3）物机部负责物资及机具设备配件的供应和现场的用电工作，重点是搅拌站原材料的使用情况。
（4）办公室负责后勤供应、伙食安排工作，做好全部人员24小时作业的后勤保障。
（5）安质部负责现场的安全及车辆指挥协调。
（6）调度负责协调混凝土罐车的道路交通组织，详细掌握每辆罐车的运行情况并向上级汇报。 8 质量保证措施
（1）原材料的采购
加强原材料的质量控制，定点、定量采购，按照原材料各项指标严格执行检验和验收程序，消除原材料因素对工序质量的影响。 （2）设备管理
加强设备管理，提高导管、混凝土泵车、混凝土罐车、吊车日常维护和检修的工作水平，保证设备完好率，消除和预防机械设备故障导致的工程质量问题。 （3）搅拌站控制
对搅拌站计量仪器和设备进行检查，确保精度，积极采用先进的计量设备和快速准确的测试技术，消除和预防检验、测量和试验因素造成的质量缺陷。 （4）检验和试验
加强混凝土进场检验和试验控制，适当增加塌落度、扩展度等现场试验的次数。检验不合格的原料不准使用，并加以标识或隔离处理，防止误用；加强工序的检验和试验工作，实行“三检制”和工序流程卡制度，不合格的工序不得转入下道工序。 （5）过程控制
在施工过程中，施工技术人员监督作业班组按作业指导书、专项技术措施的要求操作，在发现偏差时，现场立即进行纠正；认真做好施工生产过程中的质量记录。 （6）质量信息反馈
项目经理部设专人负责信息管理工作，各项目队质检员兼信息员，各部室设信息员，负责质量信息的收集。
9 安全保证措施 9.1施工安全管理制度
（1）特殊工种人员（电工、起重工等）必须经培训合格持证上岗，无证或证书过期人员严禁上岗。对特种作业人员进行登记汇总，正确填写已审日期及下次复审日期，并且附上每位特种作业人员的证件复印件。
（2）操作人员必须佩戴安全帽。高空作业超过2m以上时必须拴安全带，所有的器材要放稳固，螺栓装箱，小工具装袋，严禁乱放，防止坠落伤人。
（3）严格落实安全检查制度，重点抓好对危险源的控制，了解现场第一手安全资料，及时发现事故隐患，堵塞事故漏洞，奖罚当场兑现。
（4）生产、生活设施的现场布置要结合防汛、防台考虑，并在汛期到来前做好各项防范措施，使损失减少到最小程度。 9.2试桩灌注过程中安全管理措施
本工程工程量较大，在常规安全技术保证措施的基础上，制定适合本工程的特殊安全措施，做好施工安全、施工水域安全警戒、伤病人员急救、工程应急抢救等工作，使整个工程的施工处于安全受控状态，在确保安全的前提下，顺利完成本工程的施工任务。
（一）水中作业
水中作业必须穿救生衣，戴安全帽，高空作业人员必须系安全带；同海事部门建立协作关系，及时获取潮水和台风预报，提前做好安全防护措施。潮水来临前水上施工设备必须做好避潮和抗潮准备，以确保水上施工设备的安全。涨潮时受潮水影响的施工工序均停止作业。
（二）起重吊装
吊装作业指派专人统一指挥，参加吊装的起重工要掌握作业的安全要求，其他人员要有明确分工；吊装作业前必须严格检查起重设备各部件及钢丝绳的可靠性和安全性，并进行试吊；
各种起重机具不得超负荷使用。支脚必须支垫牢靠，回转半径内不得有障碍物，不得站人。吊起重物时，应先将重物吊离地面10cm左右，停机检查制动器灵敏性和可靠性以及重物绑扎的牢固程度，确认情况正
常后，方可继续工作。作业中不得悬吊重物行走，吊装的物体下严禁站人。
起升或降下重物时，速度要均匀、平稳，保持机身的稳定，防止重心倾斜。严禁起吊的重物自由下落。配备必要的灭火器，驾驶室内不得存放易燃品。雨天作业，制动带淋雨打滑时，应停止工作。
（三）高处作业
凡在坠落高度基准面2m以上（含2m）有可能坠落的场所处进行作业，均称为高处作业。
从事高处作业的人员应定期体检。凡患有高血压、低血压、癫痫病、贫血、弱视以及其它不适合高处作业的疾病者，不得从事高处作业。严禁酒后作业。高处作业时必须穿防滑鞋，系安全绳。
施工作业人员应从人行爬梯上下作业平台，不得沿钢管进行攀登，也不得利用吊车进出其他作业面。
高处作业与地面的联络、指挥，应有统一规定的信号、哨音，最好采用无线通信对讲机，不得以喊话取代指挥。做好临边防护,栈桥施工完一孔栏杆需及时安装一孔，以防止人员、汽车坠落，也可防止各种材料、工具等物体坠落伤人。
（四）临边防护
混凝土灌注时时要及时安装护栏立杆、护栏扶手及护栏钢筋，外侧和底面要挂设安全网。
（五）其它
由于本工程施工作业高峰期将有很多机械同时作业，除做好自身安全、遵守有关规定外，还须协调好相互关系，建立统一指挥、协调管理系统，针对该地域自然条件，做好防台、防汛措施。
在栈桥桥头设置安全值班岗，安排专人24小时轮流值班，禁止闲杂人员和非工程车辆在桥梁施工或夜间无管理人员在现场的情况下进出该桥梁。
在施工期内，安全值班岗人员还负责监督运行车辆在栈桥上的行使速度，将车速限制在15Km/h以内，若发现车速超过15Km/h的车辆，
应立即采取措施进行管制，从而保证栈桥在施工和使用过程中的安全。 9.4特殊安全管理措施
（一）用电安全管理
（1）施工现场制订电气安全操作规程、电气安装规程、电气运行管理规程和电气维修检查制度，做好交接班、电气维修作业、接地电阻、手持电动工具绝缘电阻、漏电开关测试记录。
（2）变配电室符合“四防一通”要求，建立相应的管理制度，配置好必要的安全防护用品。
（3）电工作业时必须穿戴好个人防护用品，并严格执行电气安全操作规程，做到持证上岗。电工作业必须严格贯彻“装得正确，用得安全，修得及时，拆得彻底”的十六字方针。
（二）设备安全管理
（1）各大、中型机具设备、压力容器、机动车辆（包括外借设备）的进场，均进行认真检查验收，填写验收记录。进场的设备要有安全操作规程。
（2）机械操作人员必须严格执行安全操作规程，佩戴个人防护用品，做到持证上岗，每天要填写运转记录和例行保养记录。
（3）机具设备及车辆在使用过程中，提前维修和保养，不准带病作业，凡已维修保养的设备，车辆均应在设备台帐中如实记载。
（三）防火安全管理
（1）建立健全危险品、油库、物资仓库、氧气、乙炔气瓶等储运和使用的防火管理制度。油库、危险品仓库和变配电间独立设置，并保持足够的安全距离。露天不准存放油桶和各种易燃易爆物品，危险物品必须入库。
（2）施工现场消防器材设有专人负责保养，定期检查，并记录检查日期和责任人。油库及危险品库重点配置。
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