毕业论文-旋挖机钻孔灌注桩施工质量控制.doc

1 中央广播电视大学中央广播电视大学 毕毕 业业 论论 文文 题目：题目：旋挖机钻孔灌注桩施工质量控制旋挖机钻孔灌注桩施工质量控制 专 业 土本工程 年 级 13 秋 学 号 1332101250414 学生姓名 章小兵 指导教师 郭 枫 论文完成日期 2015 年 11 月 2 南京广播电视大学 毕业设计（论文，作业）课题审批表 教学单位(盖章)专业 13 秋土木 工程 学生类别开放（本）科 课题名称旋挖机钻孔灌注桩施工质量控制 填报 时间 2015 年 7 月 20 日 课 题 内 容 简 介 旋挖机钻孔灌注桩具有高效、节能、低噪音、低污染、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，在公路、桥梁、水利、建筑等桩基 工程中得到广泛应用。 一一、 工程概况工程概况 二二、 旋挖钻成孔的质量特点旋挖钻成孔的质量特点 三三、 施工准备工作的质量控制施工准备工作的质量控制 四四、 灌注桩砼质量控制灌注桩砼质量控制 五、钻孔过程中常见问题及预防措施五、钻孔过程中常见问题及预防措施 六、灌注过程中出现的质量问题及防治措施六、灌注过程中出现的质量问题及防治措施 七、结论七、结论 本文结合工程实例，介绍了旋挖机钻孔灌注桩施工质量控制及质量问题的预 防措施。 指导教师姓名郭枫参加学生姓名章小兵 指导 教师 意见 选题得当，注意多举例，多分析，同意按照此课题审批表撰写论文初稿。 签名：郭枫 市校 审核 意见 审核部门盖章： 年 月 日 旋挖钻孔灌注桩质量控制措施旋挖钻孔灌注桩质量控制措施 （南京电大江宁分校 土木工程专业 章小兵 1332101250414） 【内容摘要】根据南京-高淳轻轨石臼湖桥桩的施工经验,在大 桥基桩施工工艺上,采用新型徐工集团 280D 型旋挖钻孔设备,进行基 础施工,可以提高施工技术,减少质量隐患,是钻孔灌注桩质量保证的 有效举措。 【关键词】钻孔灌注桩;旋挖钻;质量;控制;优点 目 录 1.工程概况-1 2.旋挖钻成孔的质量特点-1 3.施工准备工作的质量控制-1 3.1 施工工艺流程-1 3.2.场地的布置 -3 3.3.护筒的埋设与机械的就位 -3 3.4.钢筋笼安放定位 -3 3.5.安装导管 -3 3.6 水下混凝土灌注 -4 4.灌注桩砼质量控制-5 4.1 材料的质量控制-5 4.2 配合比的控制-5 4.3 坍落度控制-5 5.钻孔过程中常见问题及预防措施-5 5.1 钻孔深度误差 -5 5.2 钻孔孔径误差-6 5.3 钻孔垂直度不符合规范要求-6 5.4 塌孔控制-6 5.5 沉渣控制-6 6.灌注过程中出现的质量问题及防治措施-7 6.1 水下砼灌注和桩身砼质量问题-7 6.2 灌注砼时堵管-7 6.3 灌注砼过程钢筋笼上浮-8 6.4 桩身砼强度低或砼离析-8 6.5 桩身砼夹渣或断桩-8 6.6 桩顶砼不密实或强度达不到设计要求-8 7.结论-9 南京广播电视大学毕业论文 1 旋挖机钻孔灌注桩具有高效、节能、低噪音、低污染、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，在公路、桥梁、水利、建筑 等桩基工程中得到广泛应用。由于桩基施工难度大，易发生质量事故。因此， 有必要对旋挖钻孔灌注桩的常见质量问题加以分析，找出质量事故发生的原因， 研究相应对策，预防质量事故发生。 1.工程概况 实习地点：南京尧化门东方明珠世纪花园项目部 25#楼，长轴南北向布 置，主体长度 40m，宽度 20.5m，为地下两层地下室。明挖段围护结构采用围护 桩+内支撑，围护桩采用 9001100 钻孔灌注桩，桩间采用 100厚挂钢筋网 喷射砼挡土，内支撑采用钢支撑，钢支撑规格为 60014mm。工程桩 1000 旋挖钻孔灌注桩 工程情况：南京尧化门东方明珠世纪花园 2#楼地层自上而下依次为杂填 土、新黄土、古土壤、老黄土、粉质粘土、强风化岩石。地下稳定水位深度为 23.723.8m，对围护桩施工无影响。旋挖桩采用干作业灌注桩技术，桩端后注 浆。桩径 1000mm，桩身砼强度 C35，2#楼桩数为 240 根。2#楼桩顶标高-2.4， 设计有效桩长 1625m。桩端持力层为5-1 层强风化泥质粉砂岩，要求进入持 力层深度2.0m，单桩承载力特征值为 500KN。 2.旋挖钻成孔的质量特点 (1) 钻井率高,按直径 1.5 m, 孔深 40 m 左右的基桩在 5h 左右即可完成。 对不同的地质情况适应性强,适用广泛,移动方便,定位准确,自动化程度高, 机 内配有现代设备,操作精确度高; ()清孔彻底,速度快,自身有起吊功能。功率高,现场与砼施工配合协调,与 砼罐车配合运输方便顺利,房基桩成桩后对全部基桩进行无破损检测, 优良率达 到 90 %以上。 3.施工准备工作的质量控制 3.1 施工工艺流程 南京广播电视大学毕业论文 2 灌注桩是一项地下施工工序多,精确度高,质量要求高,施工时间短,工作连 续不间断的一种地下隐蔽工程,要保证工程质量,在施工前应根据施工项目质量 计划的组织方案从严要求,合理地安排施工流程,以便指挥现场施工。 不合格 钢护筒施工 钻机就位 成孔检测 钻进成孔 清孔 拔出导管 灌注水下砼 沉渣厚度测试 安放钢筋笼 下导管 沉渣厚度检测 导管水密性试验 钢筋笼制作 钻渣外运 造浆 泥浆回收循环利用 二次清孔 合格 钢护筒制作 施工准备 测量放样 移机 拔出护筒 南京广播电视大学毕业论文 3 3.2.场地的布置 施工现场根据河流的地形情况进行合理安排, 应全面考虑,包括:平整场地, 搭设平台、便桥,施工便道,水、电运输、机械设备材料的到位,泥浆排渣等工作 都要进行综合布置安排,必须全面满足施工工作的要求。 3.3.护筒的埋设与机械的就位 护筒的埋设: 一般护筒的直径比孔直径大 100 mm150 mm, 每节的长度为 1.5 m2.0 m, 用 8 mm16 mm 的钢板加工成型,总长度应满足比地下水高出 2 m, 根据施工现场经验,一般地质护筒的高为 1.5 m2.5 m 为宜,由人工埋设护 筒再由旋挖钻配合完成较好。旋挖钻在埋设护筒时,由人工、机械配合完成,主 要利用钻头的挤压方法作调整,精确度高。泥浆的配制相对比较简单,由自身设 备配合造浆机完成,材料的选定,施工中选取水化性能较好, 造浆率高,成浆快, 含砂量少的膨润土或黏土为宜。 3.4.钢筋笼安放定位 桩基偏位的检测是通过钢筋笼的中心与设计桩中心的偏位来确定，所以钢 筋笼的定位是桩位偏位控制的最后一步，也是比较重要的一项控制。 （1）钢筋笼下设时采用双吊筋，下设至孔中，保证钢筋笼起吊后的垂直度。 （2）按照规范要求加保护垫块，尤其在桩顶位置应多加设一些。 （3）钢筋笼下放至孔中后，在钢筋笼骨架钢筋上拉十字线确定中心点，然后 通过引桩和定好的方向进行距离交汇恢复桩位的中心，通过吊垂线与钢筋笼的 中心进行比较，如果不重合，就通过吊机微移钢筋笼进行调整，直至两个中心 重合，然后焊接定位筋，使定位筋抵在护筒壁上，以达到稳固钢筋笼的目的。 如果桩顶位置离护筒顶位置距离较大时，需焊接吊筋至护筒顶，需要注意的是 要保证吊筋具有一定的刚度。 3.5.安装导管 安放前认真检查导管，保证它有良好的密封性。试验水压为 1Mpa，不漏水 的导管方可使用。导管要定期进行水密性试验，下导管前要检查是否漏气、漏 水和变形，是否安放了“O”形密封圈并涂抹润滑油等。 利用吊车将导管放入，导管直径、长度应与孔深配套（距孔底0.5m左右）； 全部下入孔内后，应放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提起 南京广播电视大学毕业论文 4 3050cm，进行二次清孔。初灌量应保证混凝土扩散后，导管埋入深度不小于 0.8m，为防止混凝土与泥浆混合，在灌注混凝土前，用充气球胆浮于管内。下 放导管时，丝扣要对正、扭紧，不得碰撞钢筋笼，导管直径250mm，标准节长 3m，调整长度0.5m、1.5m、2.0m各一节。 3.6 水下混凝土灌注 （1）灌注前首先检查漏斗、测试仪器、量具、隔水塞等各项器械的完好情 况。 （2）采用砼强度等级按图纸设计要求（砼等级为C35）。粗骨料粒径：卵 石50、碎石40。坍落度1822cm，水泥用量不得少于360kg/m3。 （3）水下混凝土封底，必须有隔水栓，隔水栓应有良好的隔水性能并能顺 利排出。 （4）导管埋深：要保持在28m，严禁导管提出砼面，设专职人员测量导 管内外砼高差，确保灌注连续并填写水下砼灌注记录。水下混凝土应连续浇筑， 不得中途停止。水下混凝土浇筑面宜高出桩顶设计标高1.0m左右。 （5）在确认初存量备足后，即可开始灌注，借助砼重量排除导管内的泥浆， 首次浇灌时，初灌量应将导管底端离孔底距离小于50cm，并且导管内存留的混 凝土高度，足以抵制钻孔内的泥浆侵入导管。 （6）在实际浇灌混凝土过程中，经常检查导管埋置深度。要连续浇灌混凝 土，不得中断，导管埋置深度最小不得小于2m，最大不得大于8m，超过8m容易 造成钢筋笼上浮，堵管、埋管、挂钢筋笼等现象发生，造成质量事故；起拨导 管时，应先测量混凝土面高度，根据导管埋深，确定拨管节数；要勤检查，均 匀拨管，保持埋深在28m。 混凝土灌注必须连续进行，中间不得间断。拆除后的导管放入架于中并及 时清洗干净。混凝土升到钢筋笼下端时，为防止钢筋笼被混凝土顶托上升，应 采取以下措施：在孔口吊筋固定钢筋笼上端；灌注混凝土的时间尽量加快，以 防砼进入钢筋笼时其流动性减小；当孔内混凝土接近钢筋笼时，应保持埋管较 深，并放慢灌注进度；孔内混凝土面进入钢筋笼l2m后，应适当提升导管，减 小导管埋置深度，增大钢筋笼在下层混凝土中的埋置深度；在灌注将近结束时， 由于导管内混凝土柱高度减小，压力差降低，而导管外的泥浆及所含渣土的稠 南京广播电视大学毕业论文 5 度和比重增大，如出现混凝土上升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，用泥浆泵 抽出部分沉淀物，使灌注工作顺利进行。 4.灌注桩砼质量控制 4.1 材料的质量控制 根据试验检测选用合格的材料,主要材料水泥、钢材必须有产品合格证,砂、 石材料进场时都需进行检查验收,使用时仍需进行严格试验,以确保原材料的质 量。工地试验室严格把关配合比,并做好现场施工检测。 4.2 配合比的控制 钻孔灌注桩水下砼使用导管灌注,现场的配合比要随水泥的品种,砂、石规 格及用水量的变化而进行调整。为使每个工作的施工配合比都能准确无误,施工 现场选用生产量高的 1000 型拌和站生产砼混合料,1000 型砼拌和站各项功能 全部电脑操作, 其特点是:计量准,生产能力强,产量高,适用于砼用量大的结构 工程,施工中各项技术指标自动控制,准确无误。现场施工各项技术指标经试验 检测全部达规范要求,每道工序存有详细技术资料,可存档保存,各项施工原始记 录齐全。 4.3 坍落度控制 施工现场试验员跟踪把关,在灌注砼时不定时加强对坍落度的控制,砼坍落 度采用 18 cm20 cm 为宜,在灌注砼过程中严格测量灌注砼的标高和导管的埋 置深度,导管的埋深应保持在 2m4 m, 要保证砼顺利进行,当灌注至距顶点标 高 8m10 m 时, 及时调整砼坍落度,降低到 12 cm16 cm 以提高砼的强度,每 根桩留取砼试件 3 组,做强度试验。 5.钻孔过程中常见问题及预防措施 5.1 钻孔深度误差 钻孔深度的误差主要是由孔口高程误差引起的。旋挖钻机一般都配有电子 控制系统显示钻进的深度，但成孔后，还应用测绳复核孔深。孔口高程的误差 主要有两方面，一是施工时场地标高与勘察时的场地标高不一致。因此当工程 地质勘探采用相对高程时，施工应把高程换算一致，避免出现孔口高程误差。 二是施工过程中随着土方的堆积，地面不断升高，孔口高程发生变化造成的误 差。因此，技术人员应认真校核原始水准点和各孔口的绝对高程，每根桩钻孔 南京广播电视大学毕业论文 6 前应复测一次桩位孔口高程。 5.2 钻孔孔径误差 孔径误差主要是由于钻头陈旧，磨损后直径偏小所致。对于桩径 8001000mm 的桩，钻头直径比设计桩径小 20mm 以内是符合规范要求的。钻孔 前，技术人员应验证钻头规格。 5.3 钻孔垂直度不符合规范要求 规范要求垂直度不大于 1%，虽然旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整 钻进时的垂直度，但是还是应该通过电子控制和仪器观察两个方面来保证钻杆 的垂直度，从而保证了成孔的垂直度。造成钻孔垂直度不符合规范要求的主要 原因及技术控制措施如下： 场地平整度和密实度差，钻机安装不平整或钻进过程发生不均匀沉降， 导致钻孔偏斜。因此施工场地需压实、平整好。 钻头磨损不一，钻头受力不均，造成钻头偏离方向。应定期检查钻头、 钻杆，发现问题及时维修或更换。 钻进遇软硬土层交界面或倾斜岩面时，钻压过高使钻头受力不均，造成 钻头偏离方向。在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进，应低速低钻压钻进。发 现钻孔偏斜，应及时回填粘土，压平后再低速低钻压钻进。 设置护桩，及时检查桩孔位置偏差是否在允许的范围内，如果偏差过大， 及时采取相应措施。 5.4 塌孔控制 旋挖钻孔灌注桩的塌孔主要是地层复杂、钻进进尺过快、成孔后放置时间 过长没有及时灌注砼等原因所造成。 钻孔过程中应根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适 当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中， 应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率； 砂层则采用慢转速慢钻进。吊装钢筋笼时，应防止变形，安放时要对准孔位， 避免碰撞孔壁。成孔后，应及时灌注混凝土，在保证施工质量的前提下，尽量 缩短灌注时间。 5.5 沉渣控制 南京广播电视大学毕业论文 7 桩底沉渣过厚的原因主要是：吊放钢筋笼的过程中，孔壁和桩孔周围的松 土容易掉入孔内，应做好桩孔周围的围护及松土的清理工作，钢筋笼的定位筋 应焊接好。 6.灌注过程中出现的质量问题及防治措施 6.1 水下砼灌注和桩身砼质量问题 砼配制质量关系到砼灌注过程是否顺利和桩身砼质量两大方面。要配制出 高质量的砼，首先要设计好配合比，注意砼的初凝和终凝时间与单桩灌注时间 的关系，必要时应添加砼缓凝剂。采用商品砼的，应要求砼供应商掌握好砼的 和易性及砼的坍落度（如采用水下灌注方法塌落度宜控制在 180-220mm） ，防止 砼在灌注过程发生离析和堵管。 （1）初灌时埋管深度达不到规范值 我国建筑桩基技术规范 （JGJ 94-2008）规范规定，灌注导管底端至孔 底的距离应为 300500mm，初灌时导管埋深应800mm。 因此灌注前应计算砼的初灌量，避免初灌量不足造成埋管深度达不到规范 值。有时现场准备的导管长度规格太少，安装导管时配管困难，有时导管低至 孔底的距离偏大，形成初灌量不足导致埋管深度达不到规范值。 初灌砼量 V 应根据设计桩径、导管管径、导管安装长度进行计算， VV0+V1。 V0 为 1.3m 桩长（500mm+800mm）的砼量，V01.21.3D2/4 1.2桩的理论充盈系数； D设计桩径（m） 。 V1 为初灌时导管内积存的砼量，V1(hd2/4) h导管安装长度（m） ； D导管直径（m） ； 6.2 灌注砼时堵管 灌注砼时发生堵管主要由灌注导管破漏、灌注导管底距孔底深度太小、完 成二次清孔后灌注砼的准备时间太长、砼配制质量差、灌注过程灌注导管埋深 过大等原因引起。 灌注导管在安装前应有专人负责检查，可采用肉眼观察和敲打听声相结合 的方法进行检查，检查项目主要有灌注导管是否存在小孔洞和裂缝、灌注导管 南京广播电视大学毕业论文 8 的接头是否密封、灌注导管的厚度是否合格。必要时采用试拼装压水的方法检 查导管是否破漏。灌注导管底部至孔底的距离应为 300500mm，在灌浆设备的 初灌量足够的条件下，应尽可能取大值。 6.3 灌注砼过程钢筋笼上浮 引起灌注砼过程钢筋笼上浮的原因主要有如下三方面： 砼初凝和终凝时间太短，使孔内砼过早结块，当砼面上升至钢筋笼底时， 砼结块托起钢筋笼。 砼灌注至钢筋笼底部时，灌注速度太快，造成钢筋笼上浮。若发生钢筋 笼上浮，应立即查明原因，采取相应措施，防止事故重复出现，且桩顶应采取 防止钢筋笼上浮的可靠措施。 6.4 桩身砼强度低或砼离析 发生桩身砼强度低或砼离析的主要原因是砼配合比控制不严、搅拌时间不 够和水泥质量差。每车次商品砼均做塌落度检测是防止桩身砼离析和强度偏低 的有效措施。 6.5 桩身砼夹渣或断桩 引起桩身砼夹泥或断桩的原因主要有如下四方面： 初灌砼量不够，造成初灌后埋管深度太小或导管根本就没有入砼内。 砼灌注过程拔管长度控制不准，导管拔出砼面。 砼初凝和终凝时间太短，或灌注时间太长，使砼上部结块，造成桩身砼 夹渣。 砼灌注过程拔管应有专人负责指挥，并分别采用理论灌入量计算孔内砼面 和重锤实测孔内砼面，取两者的低值来控制拔管长度，确保导管的埋管深度2 米。单桩砼灌注时间宜控制在砼初凝时间内。 6.6 桩顶砼不密实或强度达不到设计要求 桩顶砼不密实或强度达不到设计要求，其主要原因是超灌高度不够、砼浮 浆太多、孔内砼面测定不准。 对于桩径1000mm 的桩，超灌高度不小于桩长的 4。 砼灌注过程因故中断的处理办法 砼灌注过程中断的原因较多，在采取抢救措施后仍无法恢复正常灌注的情 南京广播电视大学毕业论文 9 况下，可采用如下方法进行处理： 若刚开灌不久，孔内砼较少，可拔起导管和吊起钢筋笼，重新钻孔至原 孔底，安装钢筋笼和清孔后再开始灌注砼。 迅速拔出导管，清理导管内积存砼和检查导管后，重新安装导管和隔水 栓，然后按初灌的方法灌注砼，待隔水栓完全排出导管后，立即将导管插入原 砼内，此后便可按正常的灌注方法继续灌注砼。此法的处理过程必须在砼的初 凝时间内完成。 砼灌注过程因故中断且砼已经凝结，则此桩只能做废桩处理，需在原桩 位采用金刚钻头重新钻孔。 7.结论 综上所述,钻孔灌注桩的整个施工过程都是隐蔽工作,每道工序都必须从严 要求,保证施工质量, 任何一道工序出现问题都将带来严重的后果。因此,要保 证钻孔灌注桩的施工质量,必须选择先进的设备,合格的施工人员,严格把握每道 工序质量,现场指挥人员具有周密的组织协调能力,有高度的责任心,各部门全面 配合,做到精益求精,才能保证结构工程质量。 致 谢 在这次毕业论文