钻孔灌注桩论文：钻孔灌注桩施工质量控制研究.doc

文章源于地质论文发表网：钻孔灌注桩论文：钻孔灌注桩施工质量控制研究摘要 钻孔灌注桩具有入土深、能入岩、刚度大、承载力高、桩身变形小，可方便地进行水下施工等优点，已被广泛应用到工程建设中。随着钻孔灌注桩应用的日益扩大，如何保证工程质量成为首要问题。本文通过阐述钻孔灌注桩施工工艺，归纳质量控制点，总结常见质量问题，分析质量事故发生的原因，研究相应的处理对策，找出了质量控制的途径，从而保证了钻孔灌注桩施工质量。关键词 钻孔灌注桩 施工工艺 质量控制点 事故预防引言钻孔灌注桩施工的质量和其特性是息息相关的，所以，从施工角度出发，应着手解决两方面的问题。一方面，在实际施工过程中，施工单位往往只是按部就班的放线、钻孔、灌注混凝土，而缺乏对钻孔灌注桩施工工艺的了解和质量控制点的把握。另一方面，钻孔灌注桩施工常常会发生一些质量事故，施工单位如对常见质量事故缺乏充分认识和重视，事故出现以后又没有相应的措施进行补救，就会使得施工质量离设计要求偏差过大。所以找出钻孔灌注桩常见的质量事故有哪些，产生的原因何在，如何事前预防至关重要。1.钻孔灌注桩施工质量控制点1.1泥浆的制备除能自行造浆的土层外，均应制备泥浆。泥浆制备应选用高塑性粘土或膨润土表2 制备泥浆的性能指标施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上；在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土；浇注混凝土前，泥浆比重应小于1.03-1.1；含砂率2%，粘度28s；在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。1.2清孔桩孔钻至设计标高后，孔内一部分泥渣沉淀，一部分呈悬浮状态，另一部分附着在孔壁上。同时随间歇时间的增加，后两部分泥渣还会继续沉淀，从而使孔底积成一层沉渣，降低桩的承载能力。所以在灌注桩身混凝土前，必须将其清除，这项工作称清孔。现行规范规定，沉渣的容许厚度为：摩擦桩30cm；柱桩5cm。清孔的方法应根据钻孔方法、设计对清孔的要求、机具设备和孔壁土质情况而定，常用的方法有抽渣法、吸泥法、换浆法。1.3钢筋笼制作钢筋笼应符合公路桥涵施工技术规范（jtj 0412000）的要求，搬运和吊装时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，就位后应立即固定安装。起吊钢筋笼时，吊点要准确，保证垂直度，避免倾斜，刮擦孔壁，然后对准孔位缓缓下放。1.4水下混凝土的浇注水下混凝土的配合比应符合下述规定：水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定；坍落度宜为180220mm；水泥用量不少于360kg/m3；砂率宜为40%45%，并宜选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应40mm；为改善和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。导管使用前应做水密承压、接头抗拉试验，试水压力为0.61.0mpa。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为200400mm，第一次灌注的混凝土应使导管一次埋入混凝土面以下1m以上；管埋深宜为26m，严禁导管提出混凝土面；水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制；控制最后一次灌注量，应超灌50-100cm.2.钻孔灌注桩质量事故的原因和预防钻孔灌注桩在工程领域得到广泛应用的同时，又因其工序繁多、工艺复杂等原因，在施工过程中经常出现一些质量事故，如坍孔、桩底沉渣过厚、护筒失效、孔斜、缩（扩）颈、钢筋笼偏位、断桩等。下述内容对事故原因进行了分析，提出了一些具体的预防措施。2.1坍孔及预防措施坍孔是由于桩体受周围土体竖向应力、侧向压力、地下水压力等影响，达到临界状态，出现程度不一的孔壁坍塌等质量事故。通过深入分析，发现造成施工事故的原因主要在于：成孔速度太快，在孔壁周围来不及形成泥膜；泥浆的密度及粘度不适宜；保持的水头压力不够；在砾石等地下透水层等处有渗流水，钻孔中出现程度较大的水渗流现象；沉放钢筋时，碰撞了孔壁，破坏了泥膜及孔壁；护筒的长度不够，护筒变形或形状不合适等。针对上述问题，采取如下措施：在钻孔灌注桩的成孔施工中，钻孔速度如过快，则孔壁未形成有效泥浆膜，施工中易出现孔壁坍塌的质量事故。而对于淤泥质等非常软弱的土质，如果成孔速度过快，孔径很不规则。对于砂、砂砾等土层若成孔速度过快，会产生桩的径向摆动，而发生孔壁坍塌现象。所以应控制成孔速度，成孔速度应根据地质情况并参照施工规范选取。当然泥浆的密度及粘度对钻孔时排渣与护壁的控制也很重要，也应参照施工规范合理选择。另外，在成孔时，如果遇到砾石层等土层产生大量漏浆时，应考虑是否改用其他施工方法。在施工中如发生坍孔事故，则坍孔的桩孔应及时回填粘土等适宜材料，停置至少15d以上，当地层呈现稳定后才能再度施工。2.2桩底沉渣过厚及预防措施桩底沉渣量过厚会影响桩基的承载力，载荷后会产生较大的沉降，所以必须通过清孔控制桩底沉渣厚度。清孔不干净或未进行二次清孔是桩底沉渣过多的主要原因。当使用的泥浆密度过小或泥浆注入量不足时，桩底的沉渣浮起困难，沉渣将堆积在桩底，影响桩与地基的结合，所以在施工中应合理控制泥浆的密度、粘度等指标。钢筋笼吊放过程中，如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位，将会碰撞孔壁，造成孔壁土坍落在孔底。因此，钢筋笼吊放时，应确保钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁，从而减少沉渣。2.3孔斜及预防措施孔斜是指钻孔灌注桩成孔过程中孔位产生倾斜，倾斜度大于1%的桩孔。造成孔斜的原因为钻机安装时，支撑不好、地层软硬不均匀，操作时在易斜孔段不适当加压钻进、转速过高造成晃动等因素引起钻机整体偏斜，也可能钻头在钻孔过程中发生偏斜，结果导致孔斜。预防孔斜主要在成孔前预控与成孔过程中监控。在钻机就位和钻孔过程中随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必须作好应对措施。在不均匀地层中钻孔时，钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时，钻速要开慢档。处理大孤石和坚硬岩石，采用自重大的复合式牙轮钻头也是有效的方法。2.4缩颈、扩径及预防措施缩颈是钻孔灌注桩施工时比较多见的质量问题，主要由于桩周围土体在混凝土灌注过程中产生膨胀造成。特别是土层中有软塑土则易遇水膨胀，成桩后容易造成缩颈现象。预防的主要措施是加强对孔径的检测与控制，提高泥浆质量，严格控制泥浆的失水率、密度、粘度等各项性能指标。钻头直径应适当加大，在导正器上焊一定数量的合金刀片，在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。另外，减少成孔后空置时间也是非常有效的措施。2.5钢筋笼偏位及预防措施钢筋笼偏位主要包括钢筋笼上浮或下沉，钢筋笼中心线沿桩基中心线失偏等问题。有如下几种情况：钢筋笼放置初始位置过高或过低；导管掩埋过长，提升时，易摇晃，难以对准笼的中心，易发生挂笼现象；导管提升过程，混凝土下沉太快，瞬时反冲力使钢筋笼上浮；钢筋笼自重太轻，被混凝土顶起等其它原因。采取的防治措施如下：钢筋笼安放初始位置应准确，并与孔口固定牢固。为防止钢筋笼下沉或上升，可采用固定等方法顶住钢筋笼上口。同时合理控制混凝土的灌注速度，防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋笼骨架底面1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底面4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底面2m以上，即可恢复正常灌注。2.6断桩及预防措施浇灌过程不连续、配合比中坍落度损失大、灌注过程中发生埋管、卡管、缩颈等情况都将造成断桩。分析断桩产生的原因主要有以下两个方面：一方面，首批混凝土灌注时没有埋住导管或埋深不足；导管密封不良，浆液浸入使混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体。施工中还会发生浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，将混凝土桩上下分开的现象。另外，混凝土出拌合楼待灌时间过久或中途运输路程过长，混凝土坍落度损失大，产生离析或局部初凝现象而直接用于灌注，也将造成断桩。另一方面，灌注过程中若发生埋管、卡管，使导管在混凝土中掩埋过长，混凝土已初凝或接近初凝，内阻力成倍增长，导管被卡死在混凝土内，也将造成断桩现象的产生。断桩相应的预防措施如下:钻孔后必须认真清孔，清孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。在灌注混凝土前，应认真进行孔径测量，准确算出全孔及首批混凝土灌注量。混凝土出拌合楼待灌时间或中途运输时间应合理控制，一旦开始浇注工序，灌注过程一定要连续、快速，准备灌注混凝土要足量，确保在混凝土初凝时间内连续浇注。在灌注混凝土过程中应避免停电、停水，并随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，严格遵守操作规程。同时应确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。3.结论本文是在参考已有文献的基础上，在导师的精心指点下，通过对钻孔灌注桩的施工工艺、质量控制点、质量事故预防进行了研究，从而得出结论：施工单位在施工前要了解钻孔灌注桩各种施工工艺特点，熟知相关规范规程要求，施工中，要自始至终抓住质量控制点，则工程质量可以得到保证。要重视常见的