冲击钻孔灌注桩施工工艺及质量控制毕业论文.docx

郑州大学现代远程教育毕 业 论文题 目： 冲击钻孔灌注桩施工工艺及质量控制入 学 年 月_2011年9月 姓 名 学 号 11088227080 专 业 土木工程 学 习 中 心 指 导 教 师 _ 完成时间2013年07月14日目 录摘 要1关键词11. 冲击钻孔灌注桩适用范围及施工流程12. 冲击钻孔桩施工工艺及质量控制12.1施工准备12.2埋设护筒22.3开挖泥浆池22.4钻孔22.5钢筋笼制作与安装22.6混凝土灌注33. 对护筒冒水、孔壁坍陷、缩颈、卡管、断桩等出现的问题进行分析与 说明 34. 桩事后施工质量控制要点6参考文献6致谢6冲击钻孔灌注桩施工工艺及质量控制摘要：冲击钻孔灌注桩作为高架桥的基础，其质量控制在高架桥的施工质量控制中起着至关重要的作用。本文结合中铁七局修建的胶济客运专线中标的特大桥具体施工情况，浅谈一下冲击钻孔灌注桩施工工艺，并对冲击钻孔灌注桩在施工中易出现的质量问题做分析及预防措施。然后对冲击钻孔灌注桩事后施工质量控制要点做个简要的说明。关键词：冲击钻孔灌注桩 适用范围 施工工艺 预防措施 事后 控制要点1. 冲击钻孔桩适用范围及施工流程 1.1冲击钻孔桩适用范围：冲击钻孔灌注桩适用于卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基础、房屋桩基础的施工。1.2冲击钻孔桩施工流程： 平整场地埋置护筒制备泥浆安装钻机钻架钻孔清孔吊装钢筋骨架灌注水下混凝土2. 冲击钻孔桩施工工艺及质量控制2.1施工准备：2.1.1对场地的要求：平整场地，清除坡面危石浮土。施工现场的出土路线应畅通。施工复测后，定出桩孔准确位置，在桩外侧设置桩中心的十字控制桩，设置护桩并固桩；经常检查校核护桩。放出桩孔四周。 现场四周应设置排水沟、集水井和沉淀池；孔口四周挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水，搭好孔口雨棚。 施工现场备足钻孔用水、粘土、碎石、片石等材料，确保意外情况发生时材料齐备，满足处理需要。2.1.2对人员的审查：对施工人员的控制检查灌注桩施工人员的技术资质与条件是否符合要求，选择分包商承担灌注桩施工时，要审查合同是否允许进行分包，确认承包商的技术能力和管理水平能保证按要求完成工程施工，方可允许分包商施工人员进场。 2.1.3对施工方案、工艺的控制施工方案的审核：施工程序的安排（各桩的施工成桩先后次序）；施工机械设备的选择（适应地层特点和施工工艺的要求；成孔机械必须与现场土质、桩径、桩深等要求相适应；适应施工现场的场地大小、场内搬迁、工期要求、供水、供电条件等）2.2埋设护筒埋设护筒要以桩位中心为护筒中心，护筒内径比桩径大40cm, 护筒顶要高于地面30cm或水面1.02.0m，倾斜度不大于1%，同时应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上。有冲刷影响的河床，沉入冲刷线不小于1.01.5m. 2.3开挖泥浆池选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍桩的混凝土体积，泥浆比重：1.01.1；泥浆稠度：1722 S；含砂率：1.11.3%；2.4钻孔2.4.1安装钻机：安装钻机时底部应垫平,保持平稳, 检查机架枕木基础是否稳定，不允许产生位移和沉陷,顶端用缆风绳对称拉紧,钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。2.4.2钻进：刚开始钻进时，进尺应适当控制，在刃脚处应短冲程钻进，是刃脚出有固定的泥皮护壁。待钻进深度超过钻头全高时正常冲程（可按土质进行钻进）。在钻孔过程中随时复查垂直度及磨盘平整度，对偏差要及时调整。在钻进前要调制足够数量的泥浆，钻进过程中如有泥浆损耗、漏失应及时补充，要及时排除钻渣并置换泥浆，使得钻锥经常钻进新鲜地层，合理确定是否入岩，应根据勘探报告所揭示的持力层等高线与孔深比较，加强巡查、记录，结合钻具自重大小、吊挂松紧程度等，观察在界面钻进过程以及进入持力层钻机的反应情况，并加强取样，对照试成桩时确定的岩样为准，最终判定入岩或终孔，确保桩基进入持力层的深度。 2.4.3检孔：钻孔完成后，用检孔器检查孔的垂直度、卷尺检查孔径、测绳检查孔深。 2.4.4清孔:清孔采用换浆法以相对密度较底的泥浆逐步把钻孔内浮悬的钻渣和相对密度较大的泥浆换出。严格依照清孔指标进行泥浆的检查（手摸无23 mm、泥浆比重不大于1.1、含砂率小于1.3%、稠度1722 S，灌注混凝土前孔底沉渣厚度：柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于10cm）。严禁采用加深钻孔深的方法代替清孔。 2.5钢筋笼制作及安装 2.5.1钢筋笼宜分段制作，连接时50%的钢筋接头应予错开焊接，对钢筋笼立焊的质量要特别加强检查控制。外观必须顺直，不得扭曲变形，焊接、绑扎必须牢固。钢筋笼所用钢材有产品合格证和现场抽检复查资料，满足有关规范要求。制作安装时主筋接头按规范规定错开。采用挤压或机械连接接头时，先要进行工艺评定，并在施工时现场取样做接头试验。钢筋笼加工确保主筋位置准确。钢筋保护层可在钢筋笼外侧设置耳环筋。按设计要求设声测管。用汽车吊下放钢筋笼，在孔口焊接接长。钢筋骨架上端焊拉钩和横撑固定于孔口，当桩身混凝土初凝后，解除固结设施。 2.5.2钢筋笼入孔时，应保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，严禁强制性下放钢筋笼，造成钢筋笼变形，孔壁塌孔。钢筋笼就位后，应用定位吊筋穿入钢管，可减缓砼上升时的顶托力，防止其上升或掉笼。 2.6混凝土灌注混凝土灌注应在二次清孔验收合格后方能灌注，现场初灌料斗、砼隔水栓（或沙包）、人员等应及时准备到位，在砼到场后方可停止清孔，进行料斗等安装。砼灌注前必须检查砼坍落度是否满足，一般宜控制在180220mm。检查孔内导管的长度及离孔底的距离；根据导管内外混凝土的压力平衡法计算首灌混凝土量，确定采用的料斗容量，保证首灌后导管底埋入混凝土中大于1m以上。后续砼浇捣必须及时跟上，保证砼连续施工。浇捣过程中，检查导管提升、拆除等必须保证管底在砼中的埋置深度，宜控制在26m。并应通过测量确定，不能盲目估计，避免拔空。在混凝土面上升将要接近钢筋笼顶部时，应放慢浇捣的速度，减少导管埋深以降低混凝土上升的冲击力，水下混凝土灌注面应高出桩顶设计高程不小于1.3m。灌注结束时，应待检查无误后方可停止灌注，拆除导管。最后几接导管应慢速拔除，拔除时利用吊车上下缓慢活动导管，防止出现空心桩。3. 对护筒冒水、孔壁坍陷、缩颈、卡管、断桩等出现的问题进行分析与说明3.1护筒冒水（1）造成的原因：埋设护筒的周围土不密实，或钻头起落时碰撞（）产生的后果：护筒冒水，严重的会引起地基下沉，护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。（）处理：发现护筒冒水时立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。3.2孔壁坍陷钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷现象。（1）造成的原因：土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封，钻进速度过快、空钻时间长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。（）处理：发现孔壁坍陷时立即停止钻孔，重新适当的埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和稠度，尽量缩短钻孔和灌注时间。3.3缩颈缩颈即孔径小于设计孔径（1）造成的原因：塑性土膨胀（2）处理：出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。 3.4卡管水中灌注混凝土过程中，无法继续进行的现象（1）造成的原因：混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长而卡管；导管进水混凝土离析。（2）处理：出现卡管，上下抽动导管但不能拔出导管，往导管里倒入减水剂并往后来灌车里的混凝土中添加减水剂，以增加混凝土的流动性。 3.5 断桩 3.5.1断桩的形成和原因 在钻孔灌注桩施工中,由于操作失误,设备不良及地质条件等影响,使得容易发生断桩现象,造成重大工程事故。因此，找出失误原因，防微杜渐是施工人员必须解决的重大课题。一般而言，常见的断桩形式有以下四种：1、混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土软体充填。 原因：由于导管下距孔底太远，混凝土被冲洗液稀释，使得水灰比增大，造成混凝土不凝固。2、桩身中断出现混凝土不凝体。 原因：受地下水活动的影响或导管封闭不良，冲洗液浸入使得混凝土水灰比增大。3、桩身出现空洞。 原因：未往导管里放进球胆，而是从孔口直接倒入混凝土，使得混凝土产生离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段产生疏松、空洞现象。4、桩身中岩渣积成层，将混凝土上下分开。 原因：由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或是因停电、待等原因造成夹渣。另外还有几种原因造成断桩现象的出现：桩间距过小；混凝土初凝后,在桩附近堆放重物或有大型车辆行走；由于混凝土坍落度过小，或由于石料粒径过大、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，在拔管时形成脱空形成断桩；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。 3.5.2断桩的预防对于断桩的预防关键设备（如混凝土拌和设备、发电机、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。首批混凝土拌和物下落后，应连续灌注混凝土。要做好桩孔成孔后，必须进行认真的清孔。一般是采用冲洗液冲孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定。冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣。另外注意现场保护,避免在桩位附近堆放重物!,禁止车辆从桩位附近通行，施工时进行跳打,需待相邻桩混凝土的强度达到70%以上进再进行.。在灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确进行孔径测量，准确算出全孔及首次灌注孔段（封底）的混凝土需要量。特别要注意到基岩中的孔径扩展情况，避免首次灌注量不足。在浇注混凝土前导管必须要进行清洗，除掉污垢与残渣后在下导管，首次混凝土灌注量要满足把导管下端埋设米以上的要求，但不能埋至不能过深否则会出现混凝土不易下落的现象。首次灌注时，起始部分或第斗投料需采用水泥砂浆，并尽量做到一次性灌入孔内。灌注导管口径应控制在毫米以上。导管下端应尽量光滑。其连接处要加放“”形密封圈，防止冲洗液浸入，导管内水泥隔水塞应加放橡皮球，以增强隔水效果。导管下端距孔底宜为.米太高会使混凝土在下落时出现离析的现象。使用运输车从拌和站运送混凝土，为保证首批混凝土灌注后导管的埋置深度，可在施工现场设置两条运输便道，前两辆运输车同时从两条便道运送混凝土，连续灌注。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。混凝土配合比应合理，应严格控制其坍落度（一般控制在毫米为宜）。若坍落度达不到要求可适当专门增大混凝土的坍落度如添加减水剂来增加混凝土的流动性，严禁加水。在改变水泥标号、品种及生产厂家时，必须先做好配合比试验，按配合比控制混凝土的质量。必须采用隔水的方法灌注混凝土。根据导管内外混凝土上升的高度，合理掌握导管的拆卸长度，在随后的灌注过程中，一般控制导管的埋置深度在m范围内为宜，要适时提拔导管，不要使其埋置过深否则会出现混凝土不易下落的现象。切勿起拔过多。制作钢筋笼时，为使焊口平顺，最好采用对焊的方法。若采用搭接焊法，要保证接头不在钢筋笼内形成错台，以防钢筋笼卡住导管在灌注混凝土过程中，要定时测量导管内外混凝土界面的深度，并及时记录绘制曲线图，以监视断桩是否出现。在正常情况下，导管内外混凝土界面的距离是开始大，然后逐渐缩小，最后重合。若发现管内外混凝土灌注曲线距离拉大，并且导管外混凝土曲线变平，而管内混凝土曲线变陡，则是断桩预兆，应查明原因，尽快处理。 3.5.处理断桩的几种方法（1）断桩后如果能够提出钢筋笼，可迅速将其提出孔外，然后用冲击钻重新钻孔，清孔后下钢筋笼，再重新灌注混凝土。（2）如果因严重堵管造成断桩，且已灌混凝土还未初凝时，在提出并清理导管后可使用测锤测量出已灌混凝土顶面位置，并准确计算漏斗和导管容积，将导管下沉到已灌混凝土顶面以上大约10cm处，加球胆。继续灌注时观察漏斗内混凝土顶面的位置，当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间（此时漏斗内混凝土顶面位置可以根据漏斗和导管容积事先计算确定）将导管压入已灌混凝土顶面以下，即完成湿接桩。（3）若断桩位置处于距地表10m以下处，且混凝土已终凝，可使用直径略小于钢筋笼内径的冲击钻在原桩位进行冲击钻孔至钢筋笼底口以下1m处，然后往孔内投放适量炸药，待钢筋笼松动后整体吊出或一根根吊出。然后再进行二次扩孔至设计直径，清孔后重新灌注混凝土。（4）若断桩位置处于距地表5m以内，且地质条件良好时，可开挖至断桩位置，将泥浆或掺杂泥浆的混凝土清除，露出良好的混凝土并凿毛，将钢筋上的泥浆清除干净后，支模浇筑混凝土。拆模后及时回填并夯实。（5）若断桩位置处于地表5m以下、10m以内时，或虽距地表5m以内但地质条件不良时，可将比桩径略大的混凝土管或钢管一节节接起来，直到沉到断桩位置以下0.5m处，清除泥浆及掺杂泥浆的混凝土，露出良好的混凝土面并对其凿毛，清除钢筋上泥浆，然后以混凝土管或钢管为模板浇筑混凝土。（6）若因坍孔、导管无法拔出等造成断桩而无法处理时，可由设计单位结合质量事故报告提出补桩方案，在原桩两侧进行补桩。4. 桩事后施工质量控制要点桩基质量检测与验收对已完工的钻孔灌注桩进行质量检测与验收，也是对其进行事后质量控制。质量检测可检验钻孔灌注桩成桩后承载力能否达到设计要求。这里仅指桩身结构完整性（即桩体质量）及桩承载力检测。桩身结构完整及桩的承载能力检测有钻芯法、动测法、声波透射法及射线法，以及静荷载试验法。静载荷法比较直观，得出的数据容易让人信服，但缺点是堆载的重量常常达到数百吨、操作不便、费工费时；动测法可通过波速检测出桩身的完整性及桩的长度，测出长度的误差一般在±300 mm；取芯法缺点是取芯深度也有限；目前只有声波透射法，其机理明确，设备简单，使用方便，检测准确可靠，能测出桩身完整性、均匀性而被广泛应用。仅采用静荷载法不能保证施工后沉降达到设计要求；目前动测法还不能直接测出承载力值。因此，把静载荷法和动测法结合起来较为合理钻孔灌注桩桩基分项（分部）工程验收包括隐蔽工程验收和检验批（单元工程）、分项工程验收。隐蔽工程验收在被验收工序施工完毕后下道工序施工前进行；检验批、分项工程验收在基坑开挖至设计标高后组织验收。这两项验收均应在施工单位自检合格的基础上进行。施工单位确认自检合格后提出工程验收申请，验收由监理工程师或建设单位项目负责人组织勘察、设计单位及施工单位的项目负责人、技术质量负责人，共同按设计要求、验收规范及其他有关规定进行。 参考文献 1 孙力文、 桥梁钻孔灌注桩施工质量缺陷产生原因和处治实践J 浙江交通 科技, 2003.  2 朱世宏、 钻孔灌注桩断桩事故及其处理J. 土工基础, 2003.  3 黄卫华 、钻孔灌注桩施工监理J施工技术，2006（增刊）4 公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）  5 公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004致 谢   通过两年多时间的郑州大学专升本远程网络教育与考试，我已完成了土木工程专业的所有课程。在此我感谢一直关心我的老师们和我的家人，谢谢你们一路对我的鼓励和支持，我才得以顺利毕业。毕业以后，我将继续进行深造学习，我将用我所学的知识尽职尽责，服务岗位，为国家建设做出贡献。