浅析钻孔灌注桩工程施工过程中质量控制(毕业论文).doc
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1、 浅析钻孔灌注桩工程施工过程中质量控制摘要 钻孔灌注桩是民用和工业建筑广泛应用的一种基础形式,具有适应性强、施工操作简单、设备投入不大等优点。但是由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面以下进行,其施工过程无法直接观察,成桩后也不能进行直接开挖验收,它又是最容易出现质量问题的一种基础形式。如何在工程施工过程中,保证工程质量成为首要问题。目前,在桩基施工中,质量控制能力较差,控制手段不力,造成质量水平不稳定,重大工程质量事故时有发生,给国家、人民的财产带来巨大损失。虽然灌注桩施工工艺正日益完善,但往往由于施工不当,施工管理不规范,断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生。因此,运用科学,实用的
2、施工工艺和方法,加强过程质量控制以确保工程质量显得极为重要。在实际施工过程中,施工技术人员只有了解灌注桩的基本工艺、施工方法、常见的质量事故、事故处理方法,才能做到事前控制、事中控制及事后控制。从而保证灌注桩的施工质量满满足设计及安全使用需要。关键词:钻孔灌注桩 质量控制 施工工艺 ABSTRACT In the actual construction process, construction technicians understand piles, construction methods, treatment of common quality accidents, accidents
3、, to be ex ante control, process control and ex post control. To ensure construction quality of bored pile design and safety needs. In the actual construction process, construction technicians understand piles, construction methods, treatment of common quality accidents, accidents, to be ex ante con
4、trol, process control and ex post control. To ensure construction quality of bored pile design and safety needs. In the actual construction process, construction technicians understand piles, construction methods, treatment of common quality accidents, accidents, to be ex ante control, process contr
5、ol and ex post control. To ensure construction quality of bored pile design and safety needs.Key words:Bored pile; Quality control; Construction technology;目 录第1章 绪 论11.1课题研究的意义11.2研究现状11.3课题研究的主要内容2第2章 钻孔灌注桩施工工艺概述32.1钻孔桩施工工艺流程和主要工序32.2具体施工过程32.2.1施工准备32.2.2护筒埋设32.2.3钻机安装32.2.4泥浆的选用及制备62.2.5成孔62.2.6
6、终孔62.2.7清孔72.2.8钢筋笼制作与安装72.2.9水下混凝土的灌注8第3章 钻孔灌注桩质量控制要点93.1施工机具的选择93.2 钻进过程控制103.3清孔控制103.4钢筋笼制作113.5水下混凝土的灌注控制11第4章 常见质量通病及处理措施. 134.1缩颈134.2钢筋笼上浮134.3桩底沉渣过多144.4导管进水154.5断桩15第5章 工程案例分析 175.1工程地质及施工特点175.1.1工程地质条件175.1.2主要施工特点175.2施工机具选用185.3施工工艺185.3.1钻孔平台搭设185.3.2护筒埋设185.3.3 钻孔195.3.4清孔195.3.5钢筋笼安
7、装195.3.6水下混凝土浇筑19第6章 结语20参考文献21致 谢22IV 浅析钻孔灌注桩工程施工过程中质量控制第1章 绪 论1.1 课题研究的意义桩基础作为建筑物基础实体,施工对是地面以下部分,同时也为地面以上部分服务,最终目的是为保证整个工程的正确性、可靠性和经济性。而钻孔灌注桩作为一种重要的基础形式,常用于楼层高,动荷载大、承载力高的建筑物中,它具有低噪音、小震动、无挤土,对周围环境及邻近建筑物影响小,能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力,适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点。这种施工方法,可以变水下作业为水上施工,从而大大简化施工,缩短工期,降低了工程造价,而且所需设备简单,操
8、作方便。在桥梁、房屋、水工建筑物等工程中得到广泛应用,已成为一种重要的桩型。随着社会经济发展的需要,钻孔灌注桩的桩长和桩径不断加大,单桩承载力也越来越高,同时,也使单柱单桩的设计成为现实。由于钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收,尤其对于长桩、大桩,其施工难度大,易发生质量事故。而单柱单桩的设计,对桩的质量要求高,发生质量事故后,加固处理难度大,且费用较高。如果施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。因此,桩基施工单位如何施工确保质量是形成工程项目实体的过程,也是决定最终产品质量的
9、关键阶段,要提高桩基工程的质量,就必须狠抓施工阶段的质量控制。探讨桩基施工过程中的质量控制过程和方法,作到事故提前预防,为整个工程打好基础,具有实际的意义。1.2 研究现状目前,钻孔灌注桩的研究,从施工工艺到质量检测,已日益成熟。新的标准和规范也不断出台,而现行所采取的规范和规程,既是指导设计、施工的技术标准,又是评定桩基质量的依据。这些规范和标准包括一些灌注桩的研究资料,从总体上对整个桩基行业确立了一个普遍使用的质量要求标准和操作规程,更加着重于对施工过程中可见工序的标准要求,如钢筋笼的验收,孔深的测量,混凝土塌落度的检验。而对具体项目不同条件下控制要点的研究,没有过细的总结,对如何具体操作
10、以完成质量目标还缺乏针对性。还存在着实际操作难以达到理论要求的现实情况。由于灌注桩属隐蔽工程,施工结果往往是不可见的,就具体的灌注桩施工项目而言,由于受不同地质工程条件限制,所采用的施工工艺和方法也有所不同,这就使得过程控制方法、控制要点因不同项目特点而有所不同。如何落实标准,规范过程,如何针对不同项目的特点有针对性的进行施工管理,作到重视细节、提前予控质量事故是当务之急。 1.3 课题研究的主要内容本课题研究的主要内容包括钻孔灌注桩的施工工艺概述,灌注桩的质量控制要点以及常见的质量通病和处理措施,来说明钻孔灌注桩每一道工序的施工都必须认真严格地进行,任何一个疏忽都有可能给桩基带来施工事故或质
11、量事故。第2章 钻孔灌注桩施工工艺概述2.1 钻孔桩施工工艺流程和主要工序钻孔灌注桩施工过程主要可分为成孔阶段、清孔阶段、水下混凝土灌注阶段等三大阶段。钻孔灌注桩是一项工序多、技术要求高、工作量较大、并需要在一个短时间内连续完成的地下(或水下)隐蔽工程。要保质、保量、按期完成施工工程,必须认真做好施工的各项准备工作。钻孔桩施工工艺流程见图1,钻孔灌注桩施工程序见图2。2.2 具体施工过程2.2.1施工准备平整场地,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
12、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。2.2.2护筒埋设护筒埋设工作是泥浆护壁成孔灌注桩施工的开端,护筒位置与垂直度准确与否,护筒周围和护筒底脚是否紧密,是否不透水,对成孔、成桩的质量都有重大影响。在水域中施工时,护筒沉至河床表面后,可在护筒内射高压水、吸泥、抓泥,在护筒上压重、反拉(静力压桩)或用震动打桩机震动下沉护筒等方法埋设护筒。2.2.3钻机安装旱地桩施工时应平整、加固处理地面,在钻架下部支点处垫设方木,以扩散对地面应力。水中桩时钻机直接安放于平台上。钻机就位时保持
13、底盘平稳、钻架直立、钻头中心对准桩位中心,并将钻架可靠固定。确保在钻进过程中不发生倾斜和位移。泥浆备料泥浆池平整场地(搭设钻机平台)桩位放样钻机就位埋设护筒钻 进终孔质量检查清 孔下钢筋笼安装导管再次检查沉渣厚度及泥浆指标,必要时二次清孔水下混凝土灌注拔除护筒凿除桩头,质量检验下道工序孔内造泥浆泥浆沉淀池混凝土拌制及输送检查混凝土质量及顶面标高、制作试件拼装检查导管钢筋笼制作图1 钻孔灌注桩施工工艺流程图 桩端持力层(3)钻机就位、泥浆制备(5)钻进完成,第一次清孔,检孔(7)插入导管,二次清孔,砼灌注(6)吊放钢筋笼(8)砼灌注完成,拔出导管,桩完成桩端持力层(4)钻进(1)平整场地、测量放
14、样泥浆池泥浆池(2)护筒埋设图2 钻孔灌注桩施工程序示意图2.2.4泥浆的选用及制备由于钻孔灌注桩的特性,钻孔是否成功是成孔的关键,而泥浆的合适与否又是钻孔成功的关键。所以,泥浆的选用及制备是钻孔灌注桩是否成功的关键工序之一。除了少数地层(如没有覆盖层)的桩可以采用清水成孔外(佛开高速公路九江大桥28#墩 4 根 3.0 米桩的施工,就采用了清水反循环钻进),其余地层的桩都应选用粘土泥浆或膨润土泥浆。粘土泥浆一般适用于桩径比较小,桩长较短的桩,也就是清孔后灌注砼前泥浆停置时间相对较短(一般小于 6 小时)的桩。特别适用于冲击钻进及正循环钻进。膨润土泥浆一般适用于桩径较大,桩长较长,也就是清孔后
15、灌注砼前泥浆停置时间相对较长(一般大于 6 个小时)的桩,适用于反循环钻孔。如何选择泥浆种类,要根据施工方法及地层情况结合进行。长大桩基及反循环施工,一般采用膨润土泥浆;较短小的桩基、正循环施工以及海水中施工一般采用粘土泥浆。2.2.5成孔灌注桩成孔工艺应根据工程的具体情况,并结合现有的技术和装备水平,进行经济技术分析,合理选择。一般来讲,根据地层情况,应用较多的成孔方法有:(l)正循环回转泥浆护壁适用于粘土、砂、含少量砾石、卵石(含量少于20%)的土、软岩等地层。(2)反循环回转泥浆护壁适用于粘土、砂类土、含少量砾石、卵石(含量少于20%、砾径小于钻杆内径66%)的上、软岩等地层。(3)潜水
16、电钻正循环适用于淤泥、粉土、砂类土等地层。2.2.6终孔终孔检查项目:孔径、孔形、垂直度检查,用笼式检孔器;孔深和孔底沉渣厚度检查,用测绳配测锤;桩位检查,用全站仪测放桩位中心。2.2.7清孔清孔方法根据设计要求,钻孔方法,机具设备和土质情况决定。钻孔灌注桩常采用换浆法清孔。正循环钻进,正循环清孔。目前施工单位一般采用两次清孔,第一次清孔是在钻孔终孔进行:终孔后,停止进尺,将钻头提离孔底1020cm,以中速压入相对密度1.15左右、含砂率4%的泥浆,把孔内悬浮钻碴多的泥浆换出。第一次清孔的重点是搅碎孔底较大颗粒泥块,同时上返孔内尚未返出的的钻碴。第二次清孔是在安放好钢筋笼和灌浆导管后进行:导管
17、就位后在导管上装上配套盖头,以大泵量向导管内压入相对密度1.15左右的泥浆,把孔底部在下钢筋笼和灌浆导管过程中再次沉淀的钻碴和仍然悬有钻碴的相对密度较大的泥浆换出,沉碴厚度和孔内泥浆相对密度均达到清孔标准后,立即开始灌注水下混凝土。2.2.8钢筋笼制作与安装1. 钢筋笼的制作要求(l)钢筋笼所用钢筋规格、材质、尺寸应符合设计要求。(2)钢筋笼的制作偏差应符合下列规定:主筋间距士10mm;箍筋间距士20mm;钢筋笼直径士10mm;钢筋笼长度士100mm。(3)钢筋笼的直径除按设计要求外,还应符合下列规定:用导管灌注水下混凝土的桩,其钢筋笼内径应比导管连接处的外径大100mm以上,钢筋笼的外径应比
18、钻孔直径小100mm左右;沉管灌注桩,钢筋笼外径应比钢管内径小60-80mm。(4)分段制作的钢筋笼,为防止在吊装过程中发生变形,其长度以10mm为宜。2.钢筋笼的吊放钢筋笼的吊放,可用双吊点或单吊点,吊点位置应恰当,一般在箍筋处。对于直径大、笼身长的钢筋笼,必须采取措施对起吊点予以加强,以保证钢筋笼起吊时不致变形,吊放入孔时应对准钻孔中心缓慢下放至设计标高。对分段制作的钢筋笼,当前一段放入孔内后即用钢管穿入钢筋笼上面的箍筋下面,临时将钢筋笼搁支在钻机大梁或护筒口上,再起吊另一段,对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高。钢筋笼全部入孔后,应按设计要求检查安放位置并作好一记录,符合要求后,可将主筋
19、点焊于孔口护筒上或用铁丝牢固绑扎于孔口。以便使钢筋笼定位,防止钢筋笼因自重下落或灌注混凝土时往上串动造成错位。当桩顶标高离孔口距离较大时,就必须在主筋上焊接或用螺纹联接2-4根吊筋,吊筋上部与护筒口点焊。吊筋与主筋之间用螺纹联接(主筋上焊螺母、吊筋上车螺纹)时,混凝土初凝前可回收吊筋,可重复使用。2.2.9水下混凝土的灌注水下混凝土的灌注是保证成桩质量的关键。该桥桩水下混凝土的灌注采用直升导管法,混凝土拌和物是通过导管下口,进入到初期灌注的混凝土下面,顶托着初期灌注的混凝土及其上面的水上升。为使灌注工作顺利进行,应尽量缩短灌注时间,坚持连续作业,使灌注工作在首批混凝土初凝以前的时间内完成。在混
20、凝土灌注过程中应注意以下事项:1.混凝土拌和料必须均匀,尽可能缩短运输距离及时间,减小颠簸,防止混凝土离析而产生堵管、卡管现象;2.混凝土运送到桩位处时,应该做坍落度实验,保证坍落度在 1822cm;3.在灌注过程中,要随时测量和记录孔内混凝土高度及导管入孔长度,以控制和保证导管埋入孔内混凝土中有适当的深度,防止导管提升过猛,管底脱离混凝土面或埋入过浅而导致管内进水造成断桩夹泥;也要防止导管埋入过深而造成导管被混凝土埋住不能提升,导致中止灌注而断桩;4.在灌入过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入。不可整个灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,使混凝土灌不下去;5.混
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