自考毕业设计书装订顺序.doc

HUBEI UNIVERSITY OF EDUCATION

高等教育自学考试

毕业设计（论文）

题目 钻孔灌注桩后注浆技术应用
专业班级 土木工程（1002）
学号 017611210481
姓名 郭培
指导教师姓名、职称 万宝平
所属助学单位

2013年12 月20 日
目 录
（此目录不需打印,了解装订顺序就OK）

1、毕业设计（论文）开题报告书
2、毕业设计（论文）正文部分
3、毕业设计（论文）评分手册
（1）毕业设计（论文）评阅教师评审意见
（2）毕业设计（论文）答辩记录
（3）毕业设计（论文）成绩评定表

毕业（设计）论文开题报告书
学
号
017611210481
学生
姓名
郭培
院
系
继教院
专
业
土木工程
年
级
2010
指导
教师
万宝平
职
称

开题
时间
月 日—
月 日
论文题目
钻孔灌注桩后注浆技术应用
一、 本题的根据：1、说明本题的理论及实际意义
2、综述国内外有关本题的动态和自己的见解
自20世纪80年代开始，钻孔灌注桩已被广泛用于沿海地区的高层建筑、道路、桥梁等基础中，适用的地基形式也越来越广泛。随着建筑物规模的不断扩大，对桩基础的承载要求也不断提高，传统的处理方式是扩大桩径、桩端进入基岩，但是在一些砂层非常厚，基岩很深的地区再按传统的方法处理就不再经济、合适了，而后注浆法就是一种经济的方法，本文就采用后注浆法提高桩端进入砂层的钻孔灌注桩垂直承载力的应用进行探讨。
影响钻孔灌注桩的垂直承载力的主要原因
由于受现有施工工艺的限制，钻孔灌注桩在成孔过程中孔壁土体的扰动，以及成桩后桩底沉渣较厚和桩侧泥皮过厚等因素，严重影响钻孔灌注桩的垂直承载力。无论是正循环还是反循环施工的桩或正循环还是反循环清孔的桩，都不同程度地存在上述问题。如某办公楼项目，采用Φ800～Φ1400mm的钻孔灌注桩，由静载检测实验得到的单桩极限垂直承载力（以沉降量来判定）最大为4250kn，最小仅有2500kn，最大值为最小值的1.7倍,经动测法检测,发现该工程桩的桩身砼质量均为良好,无断桩、缩颈、离析等不良现象，桩长也满足设计要求。由于桩的承载力包括桩自身结构承载力和地基土对桩的支承力，所以可以认为上述工程桩的承载力明显偏低并非桩身结构强度引起，而是地基土的支承力不能满足设计要求。现就影响钻孔灌注桩的垂直承载力的主要原因进行分析。
二、 本题的主要内容及写作提纲
1、桩底沉渣厚，桩端承力得不到充分发挥，这对桩端进入密实砂层的桩尤为明显。目前钻孔灌注桩的施工工艺无论是正循环法还是反循环法，孔底证沉渣均难保100%的清除达到设计要求，即使二次清孔也是如此，这从沉渣厚度测试仪测试及静载检测的结果可以得到证明。有相当一部分静载压桩实验，当加载到某一荷载时，桩顶急速下沉，并满足规范规定的破坏条件，此时如继续加载，让桩沉到某一位置时，桩的沉降速率明显减慢并稳定，再继续加载还可能会稳定，此时桩顶荷载会达到原先破坏荷载的1.5倍甚至更大,这说明桩底沉渣清除干净后桩的承载力会明显提高。2、桩侧泥皮厚，导致侧摩阻力明显下降
对不同工程中几根承载力明显偏低且桩身砼完整的桩进行分析，发现有些桩由于各种原因造成泥浆护壁过长。
3、孔壁受扰动
钻孔过程中孔壁受扰动，特别是进入密实砂层较深的桩，成孔后孔壁附近土中应力释放，出现“松弛”现象，孔直径越大，影响越明显。由于邻近桩壁一层土的抗剪强度降低，导致静压桩时地基土对桩的极限支承力下降。
鉴于钻孔灌注桩存在上述常见问题，因此如何解决上述问题提高钻孔灌注桩的垂直承载力则已成为工程中需要解决的实际问题。
后注浆法在钻孔灌注桩中的应用
为提高钻孔灌注桩的垂直承载力，国内外广大工程技术人员曾采用过许多方法，后注浆法就是其中较常用且有效的一种。所谓后注浆，就是在成桩后在桩身砼达到一定强度时，通过预埋管道用高压泵向桩的某些部位灌注水泥浆，提高局部位置的土体强度。目前后注浆有以下几种工艺：
（1）在孔底设置注浆室。采用该工艺时钢筋笼需下到桩底。
（2）灌注桩成孔后,在孔内设置注浆管，注浆管的下端设出浆口，并用胶带或塑料膜包住。出浆口的位置高出孔底30～50cm。灌注砼前先往孔底倒入碎石或块石，使出浆口埋入碎石或块石内，然后再进行砼灌筑。（3）将注浆管固定在钢筋笼上（钢管或黑铁管），出浆口采用单向截流阀并压入桩底土中30～50cm。由于采用单向截流阀，在进行桩身砼浇注时浆液不会灌入阀内，注浆时浆液也不会回流。
第一种方法工艺复杂，成本高，国内很少使用。第二种方法主要用于桩底加固，在国内已有过多次实验或使用，但由于工艺过于简单，容易发生出浆口堵塞导致注浆失败。第三种工艺由于采用单向截流阀作出浆口，注浆成功率可达97%以上，且压力相对稳定，注浆效果显著。
后注浆机理
钻孔灌注桩的后注浆基本上属于劈裂注浆与渗透注浆相结合。所谓劈裂注浆，即压入的高压浆体克服土体主应力面上的初始压应力，使土体产生劈裂破坏，浆体沿劈裂缝隙渗入土体填充空隙，并挤密桩侧土，促使土体固结从而提高注浆区的土体强度。如注浆区在桩底，则浆液首先在桩底沉渣区劈裂和渗透，使沉渣及桩端附近土体密实，产生“扩底”效应，使端承力提高，如注浆区在桩侧某部位，则该部位也同样出现“扩径”效应。从大量试桩实测资料可看出，桩底注注浆桩与不注浆桩垂直承载力的对比
下表为桩端进入砂层区的几个工程中注浆桩与未注浆桩垂直承载力的对比结果。
钻孔灌注桩后注浆与未注浆承载力对比表
工程
桩号
桩尺寸
桩端土层状况
注浆情况
极限承载力（kn）
比较（%）
A
1
Φ800×5500
进入中砂层5m
未注
6400
100
2
Φ800×5500
进入中砂层5m
桩底注
＞8320
＞130
3
Φ800×5500
进入中砂层5m
桩底注
＞8700
＞136
B
1
Φ800×7000
进入密实细砂层20m
未注
8400
100
2
Φ800×7000
进入密实细砂层20m
桩底注
＞13400
＞160
3
Φ800×7000
进入密实细砂层20m
桩侧、底注
＞15500
＞185
C
1
Φ1000×6500
进入中砂层
未注
＞9000
100
2
Φ1000×6500
进入中砂层
桩底注
＞13500
＞150
浆后不仅桩的端承力提高了，在桩端以上5m甚至更大范围内的桩侧摩阻力也有较大提高。如果在桩侧某段面注浆，同样该断面以上一定范围内的桩侧摩阻力也有明显提高。从表中数据可以看出以下几点:
    （1）桩底注浆的单桩极限承载力均大于未注浆的承载力,提高幅度在30%～60%；桩侧、桩底同时注浆，单桩垂直承载力提高幅度更大，达到了85%。
    （2）桩底进入砂层越深,后注浆后单桩垂直承载力提高幅度越大。因此可以认为，当钻孔灌注桩进入砂层一定深度时，采用后注浆效果更佳。
     注浆后单桩垂直承载力的提高幅度与桩底和桩侧土层性质关系极大，根据统计资料表明，在北京地区10m左右的短桩，当桩底进入中粗砂及砾石层时，采用桩底注浆工艺后，其单桩垂直承载力可提高70%～200%；福建地区桩底进入砂层的60m长桩，在桩底注浆后承载力可提高80%～90%；天津地区桩底进入粉细砂层的40～60m中长桩，在桩底注浆后承载力可提高20%～40%。所以说，在砂层区，采用桩底注浆工艺，可产生较大的经济效益。
关于后注浆法施工中的几个问题
1、压浆管和出浆口
实践表明:压浆管宜用镀锌钢管或黑铁管,直径可采用Φ2.5cm或Φ3.0cm。对于超长桩，考虑到管内摩阻力对压力的影响，可考虑采用Φ3.0cm或Φ3.8cm。出浆阀以单向截流阀为佳,实践证明采用该出浆阀后注浆成功率达96%以上。
2、注浆压力、速度
从理论上讲，只要浆液能注入土中，易用低压、慢速注浆，这样可以让浆液在桩底或桩侧较均匀渗透和缓慢刺入，以得到最佳加固效果。
3、注浆部位
在桩底注浆,出浆口宜埋入桩底以下土中的一定深度,一方面可避免出浆口被水泥浆包住,同时也可以让水泥浆充分加固桩底沉渣或虚土。对于桩侧注浆，出浆口宜选在砂性土层，因为在该土层桩的摩阻力损失最大，对该部位进行加固效果最好。
六、结束语
根据部分工程钻孔灌注桩注浆结果及分析，提出几点意见和建议：
1、后注浆法是提高钻孔灌注桩垂直承载力及减小承载力离散性的一项有效措施,有显著的经济效益和社会效益。
2、经过注浆后的桩其沉降量较未注浆桩要小，对重要工程中单根钻孔灌注桩的基础，注浆尤为必要。
3、有些工程因建筑物需要,设计桩长达到60m,甚至更长,进入砂层很深，这些桩在施工时承载力离散性较大，若适当采用注浆方法在满足承载力要求的同时既可以缩短桩长又可以减小沉降，为工程节约费用。
三、 完成期限和采取的主要措施

现状调查：
       一、后注浆属于建筑业十项施工新技术，QC小组没有该工艺成熟的施工经验， QC活动小组从施工技术资料多方面对“天津国际航运大厦”、“北京盛福大厦”、“宜春邮电大楼”、“北京皂君庙综合电信大楼”、“国家体育场（鸟巢）”、“首都机场新航站楼”等工程的对该技术应用的资料进行了调研。认为该工艺在施工中虽然存在一些需要解决完善的问题，但是，这对本工程的桩基施工质量评优有保证，在实现本工程的经济、社会效益目标有推动价值。
     二、2009年2月1日-2月3日，本小组在现场进行了冲孔灌注桩的后注浆模拟施工，收集、整理了数据300点，其中合格267点,合格率89%，发现后注浆存在的质量问题主要表现为：注浆管堵塞、注浆量不足、注浆压力值偏小、注浆不均匀等质量问题。
五、目标可行性分析
只要努力解决注浆管保护、清水正常劈开注浆孔、注浆过程堵管、注浆量小、注浆长期压力不足等问题，后注浆质量合格率可达到97%。
   1.本工程QC小组成员新老结合，老成员有着丰富的QC管理工作经验，新成员有着极强的求知欲望和饱满的精神状态；小组成员间沟通能力强，具有良好的团队协作精神和开拓创新能力，同时项目经理部制定了完善的管理制度和富有弹性的激励机制。
   2.本工程QC小组成员们有着良好的心理状态，若遇到难点问题，能够从容面对各种困难，及时总结经验，讨论制定切实可行的解决方案。
   3.本工程QC小组根据以往类似后注浆施工经验，同时结合桩侧后注浆特点及后注浆的有关质量标，制定合理可行的施工方案，对完成项目的创优质量目标充满信心。
六、因果分析：
  通过人、机、料、环、法、测6各方面进行分析，得出： “水灰比不稳定、搅拌时间短、注浆操作程序不规范、水泥结块、注浆堵管、注浆压力值小”是影响后注浆质量的要因。
……
十一、效  益  分  析
经济效益:
   本次QC活动,达到了预期效果, 采用桩侧后注浆增强桩周摩擦阻力，减小了桩径及桩长，同时改进传统的后注浆埋管的方式，不但节约了注浆量，而且提高了注浆效果，本项目节约造价约63.5万元。
社会效益
   经过全组的共同努力， 取消扩大头桩侧后注浆的冲孔桩，抗拔试验能满足设计要求。该工程的成功施工，得到了业主和监理的一致好评，充分体现了我局的科技实力水平，提高了企业的知名度，为公司进一步扩大市场打下坚实基础 和为公司树立了良好的企业形象。

十二、巩固措施与标准化
通过在本工程中开展的QC活动，本小组取得了明显的成果，我们将本次活动的成功经验认真整理，归纳和上报。
  对QC小组本次活动的成功经验进行总结，并将本工程中利用冲孔灌注桩桩侧后注浆代替扩大头技术质量控制进行推广，应用到其它工程。
  将QC小组本次活动中各种行之有效的各项管理措施作为项目部今后执行的制度，坚持执行，以防止问题的再次发生。
四、 主要参考文献书目

砌筑工长技能图解(建筑工长技能培训系列)

混凝土工长技能图解(建筑工长技能培训系列)
《灌注桩后注浆技术及工程应用》
五、审核意见
指导教师意见：

摘要：
摘要：本文介绍了钻孔灌注桩后注浆技术施工监理的工作流程及控制要点

关键词：
关键词：钻孔灌注桩；后注浆；开塞钻孔灌注桩以其低噪音、对周围环境影响较小、无挤土效应等特点，在高层建筑、旧城改造的桩基础中被广泛应用。但其在施工中形成孔底沉渣不易清除而影响桩端阻力发挥及侧壁因泥浆护壁形成泥皮而影响桩周阻力发挥。近年来，针对这一问题，不少工程采用了后注浆技术，在桩内预埋注浆管，并在灌注桩砼终凝到一定强度后通过预埋的注浆管，用高压注浆泵以一定的压力将预定水灰比的水泥浆压入桩底，对桩底沉渣，桩端持力层及桩周泥皮起到渗透，劈裂充填、压密和固结作用，以此来提高桩的承载力，减少其变形。雅戈尔海景花园就采用了后注浆技术，其单桩承载力得到了明显的提高，并获得了较高的 经济 效益。

目 录
1. 灌注桩桩端(侧)后注浆的定义及作用
2． 灌注桩后注浆技术的分类
3. 桩端(侧)后注浆的工程应用
4. 桩端(侧)后注浆的研究现状
5. 桩端(侧)后注浆技术的展望
2.1 概述
7. 钻孔灌注桩施工方法
8. 钻孔灌注桩受力机理
9. 本课题组5000多根钻孔灌注桩静载资料统计与规律分析
10. 钻孔灌注桩群桩基础沉降计算
11. 岩土介质的渗透性
12. 岩土介质可注性理论
13. 渗透注浆理论
14. 压密注浆理论
15. 劈裂注浆理论
16. 渗透、压密与劈裂注浆的注浆曲线特性
17. 桩端后注浆柱(球)扩张理论及浆液上返高度分析
18. 桩端后注浆注浆量理论与实测研究
19. 岩体裂隙中注浆浆液的流动理论
21． 桩端注浆提高桩承载力减少变形的机理
22. 不同桩端持力层后注浆钻孔灌注桩的破坏模式
23. 分层位移迭代法对注浆前后Q—s曲线分析
24. 桩端后注浆桩极限承载力的计算

正
文
部
分
（打印后装订到此册位置内）

HUBEI UNIVERSITY OF EDUCATION

毕业设计（论文）评分手册

设计（论文）题目 钻孔灌注桩后注浆技术应用

专业班级 土木工程（1002）
姓名 郭培
指导教师姓名、职称 万宝平
所属助学单位

年 月 日

毕业设计（论文）评阅教师评审意见
(请用碳素墨水书写，要求对选题意义、研究内容和完成情况、外语翻译作出评价，不少于120汉字；外语专业类不少于100字)

评定成绩：（用百分制）

评阅教师签名：

年 月 日

毕业设计（论文）答辩记录
答辩小组提出的问题和学生回答内容摘要（不少于3个问题）

答辩小组秘书（签名）：

年 月 日

毕业设计（论文）成绩评定表
评定者
分数（百分制）
占百分比
折合分数
备注
指导评阅教师

60%

答辩小组

40%

总评定分数
（百分制）

答辩委员会
意见

负责人签字：
年 月 日

15