毕业论文桩基础的质量控制

内容摘要内容摘要 近几年 随着在各类基坑中开挖围护桩和承载基桩的广泛应用 桩 基工程的施工质量越来越受到工程技术人员和建造者及使用者的重视 由于桩基施工的隐蔽性 成桩后也不易检查验收 尽管目前此桩基施工 工艺正日益完善 但往往由于各种质量因素的影响 往往使得成桩质量 不理想 为了保证施工质量 采取正确的控制措施 采取先进的桩体质 量检测手段以确保桩基施工质量就显得极为重要 而随着市区建设和改 造的步伐加快 在建筑物密集地区打桩施工对周围环境的影响和危害日 益严重 灌注桩因其在施工过程中无挤土 无振动 无噪声 同时能建 造比预制桩直径大的多的桩 适用于各种地基而成为取代打入桩的重要 桩型 应用日益广泛 钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型 是指在工程现场 通过机械钻孔 钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔 并在 其内放置钢筋笼 灌注混凝土而做成的桩 依照成孔方法不同 灌注桩 又可分为沉管灌注桩 钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类 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 目前在钻孔灌注桩施工过 程中主要存在以下问题 桩位施工放线时存在误差导致桩位偏移过大 成孔过程中孔壁坍塌 缩径 桩孔偏斜 钢筋笼安装时标高与设计标高 不符 钢筋笼上浮 混凝土浇筑过程中堵管 桩身砼夹泥或断桩等问题 而上述问题一旦发生 将会给桩基的施工质量造成严重的影响 分析钻孔灌注桩在施工过程中可能发生的事故 进行必要的防范是 保证钻孔灌注桩成桩质量 确保基础工程安全的重要措施 本文通过研 究钻孔灌注桩设计原理和施工工艺 简要分析钻孔灌注桩施工过程中可 能存在的几种质量问题提出了相应的防范和解决措施 关键字 关键字 钻孔灌注桩 质量控制 施工流程 文明施工 Abstract Recent Years with all kinds of foundation pit excavation in the retaining piles and foundation pile bearing extensive application quality of the construction of the pile foundation engineering by more and more engineering and technical personnel and the builder and the user s attention Because the concealment of the pile foundation construction after the pile is not easy to check and accept Although at present the pile foundation construction technology is increasingly perfect but usually because of the quality factors often makes the quality of pile is not ideal In order to ensure construction quality adopt the correct control measures adopt the advanced pile body quality detection means to ensure the quality of pile foundation construction is very important And with the city construction and renovation of the pace crowded areas in building construction the surrounding environment of piling effect and harm the increasingly serious because the filling pile in construction process no soil compaction no vibration without noise also can build the large in diameter than precast piles of pile applicable to all kinds of foundation and become the important pile to replace into pile type is applied more and more widely Filling pile in the engineering department is to point to by mechanical drilling steel tube soil squeeze or human mining in such means as the foundation soil pile formed in the hole and placed them in reinforcing cage pouring concrete piles and made in accordance with different methods to pore piles and can be divided into driven cast in place piles bored piles and piles of several dug hole etc Bored piles according to the classification is pile and definition of a kind of pile type At present in the bored pile construction mainly exist in the process of the following problems a pile construction when error resulting in a pile of pay off there a migration too big In the process of a hole wall collapsed shrink diameter pile hole deflection Reinforcing cage installation elevation and design elevation with discrepancies reinforcing cage up floating In the process of concrete wall tube pile body concrete clip mud or breaking pile And the above problems if it happens will give the quality of the construction of the pile foundation caused serious influence Bored pile is civil and industrial building extensive application form of foundation has the strong adaptability and construction simple operation equipment investment is not big etc But because most of the cast in place pile construction on the ground below the construction process cannot direct observation pile should not take direct excavation after acceptance it is the most easy to appear quality problem of a form of foundation Analysis of the cast in place pile in construction process possible accident to prevent is to guarantee the quality of pile cast in place pile ensure the safety of the important foundation engineering measures This article through studies cast in place pile design principle and construction process briefly analyzes bored pile construction process may there exist several quality problems and corresponding prevention and solving measures so as to provide a reference for the similar projects Key words cast in situ bored pile Quality control Construction process civilized construction 目目 录录 一 绪论 1 1 1 桩基特点 1 1 2 桩基的适用条件 2 二 桩基础施工流程 3 2 1 施工准备 3 2 2 钻孔机的安装与定位 3 2 3 埋设护筒 4 2 4 泥浆制备 4 2 5 钻孔 4 2 6 清孔 5 2 7 灌注水下混凝土 5 2 8 桩头凿除 5 三 质量控制的含义 8 四 桩基施工前期质量控制 事前控制 8 4 1 施工组织设计审核 8 4 2 测量施线 9 4 3 地下水问题 9 4 4 地基承载力的检测 10 五 灌注桩的施工质量控制 事中控制 10 5 1 桩质量控制关键之一 钻孔垂直度的控制 11 5 2 桩质量控制关键之二 桩身强度的监督 施工工艺 11 5 3 桩质量控制关键之三 沉渣量的检查 12 六 灌注桩质量缺陷及防治措施 事后控制 13 6 1 缩径 13 6 2 钢筋笼上浮 13 6 3 断桩与夹泥层 14 6 4 坍孔 15 七 砼灌注桩质量判定之探讨 15 7 1 中 微风化岩承载力判定 16 7 2 桩身混凝土质量判定 17 八 文明现场施工管理 18 九 结束语 19 0 桩基础的质量控制桩基础的质量控制 一 绪论一 绪论 桩基础是由桩和承台构成的深基础 由基桩和连接于桩顶的承台共同组成 高 层建筑中 桩基础应用广泛 近几年 随着在各类基坑中开挖围护桩和承载基桩的 广泛应用 桩基工程的施工质量越来越受到工程技术人员的重视 由于桩基施工的 隐蔽性 成桩后也不易检查验收 尽管目前此桩基施工工艺正日益完善 但往往由 于各种质量因素的影响 使得成桩质量不理想 为了保证施工质量 采取正确的控 制措施 采取先进的桩体质量检测手段以确保桩基施工质量就显得极为重要 本文 通过研究分析桩基础施工过程中容易出现的一些质量问题 得出了一些有意义的结 论和质量控制方法 1 1 桩基特点桩基特点 1 桩支承于坚硬的 基岩 密实的卵砾石层 或较硬的 硬塑粘性土 中密 砂等 持力层 具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力 足以承担高层建筑的全 部竖向荷载 包括偏心荷载 2 桩基具有很大的竖向单桩刚度 端承桩 或群 刚度 摩擦桩 在自重或相邻荷载影响下 不产生过大的不均匀沉降 以确保建 筑物的倾斜不超过允许范围 3 凭借巨大的单桩侧向刚度 大直径桩 或群桩基 础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力 抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载 保证高层建筑的抗倾覆稳定性 4 桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层 或嵌固于基岩 在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下 桩基凭靠深部稳固土层 仍具有足够的抗压与抗拔承载力 从而确保高层建筑的稳定 且不产生过大的沉陷 与倾斜 常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩 预应力钢筋混凝土桩 钻 冲 孔 1 灌注桩 人工挖孔灌注桩 钢管桩等 其适用条件和要求在 建筑桩基技术规范 中均有规定 桩基础可以采用不同的材料 可以支撑在不同的土层中 可以作为各类工程结 构物的基础 建筑物的低桩承台 桥梁或码头的高桩承台 因而其受力性状各不 相同 承载能力相差悬殊 施工工艺和设备极其多样 桩基技术极为复杂 发展空 间相当广阔 成为地基基础领域中一个非常活跃的 具有很强生命力的分支领域 50 年来出现了许多新的桩型 新的工艺 新的设计理论和新的科技成果 成为我国 工程建设的有力支柱 桩按材料可分为钢筋混凝土桩 钢桩 木桩等 按受力分类为摩擦桩和端承桩 按 桩的入土方法可分为打入桩 压入桩和灌注桩等 建筑工程桩基础不论采用何种类 型的桩 实际施工过程中保证桩基质量 使桩基符合设计要求 是基础工程施工中经常 遇到的问题 灌注桩是直接在桩位上就地成孔 然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成 根据成孔工艺的不同 可分为干作业成孔灌注桩 泥浆护壁成孔灌注桩 套管成孔 灌注桩 爆扩成孔灌注桩和挖孔灌注桩 灌注桩的施工主要有成孔 制作与安装灌 浆管 清孔 混凝土浇筑等工序 不同的地区有不同的地质 地质情况往往千变万 化 工程施工中 往往由于地质勘探不够 造成工程延误 工程浪费 甚至出现严 重的工程事故 所以 要控制好钻孔灌注桩的质量 首先要有真实详细的地质资料 在某些地方桩基设计时地质钻探有必要一桩一孔 甚至一桩两孔 但有些工程为了 节省钻探费用或赶工期等原因 对地质勘探的不够详细 结果适得其反 桩的质量 也得不到保证 灌注桩尤其是沉管灌注桩 在成桩过程中会产生较高的超孔隙水压 力 对周围土体的振动和挤压力影响大 常常会发生断桩 缩颈 夹泥 空心 混 凝土离析以及吊脚等质量问题 它与地质条件 施工工艺 施工程序等密切相关 如由于拔管速度过快 土的回缩加大 常导致缩颈 吊脚 空心等现象 当桩距过 小 桩数多 土上涌量大 1 2 桩基的适用条件桩基的适用条件 2 1 建筑物荷载较大 地基软弱 采用天然地基时沉降量过大或是建筑物极为重 要 不容许过大的沉降时 可采用桩基 2 当建筑物的地面荷载过大 将使软弱地基产生过时变形 造成对建筑物危害 采用桩基效果较好 3 高层建筑物或构筑物 对限制倾斜有特殊要求时 也需要采用桩基 4 设有大吨位的重级工作制吊车的重型单层厂房 吊车载重量大 使用频繁 车间内设备基础多而密 地面荷载大 使地基变形大 可采用桩基 5 精密设备基础 动力机器基础等 因对安装和使用过程中的地基沉降 沉降 速率和容许振幅有严格要求 采用桩基是一种好办法 6 山区或丘陵地区 或处于易滑动的边坡地段荷载较大时 可采用桩基以克服 因土层厚度不均匀而产生的不均匀沉降和滑坡现象 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 分析钻孔灌注桩在施工过程中可能发生的事故 进行必要 的防范是保证钻孔灌注桩成桩质量 确保基础工程安全的重要措施 本文简要分析 灌注桩施工过程中可能存在的几种质量问题以及相应的防范措施 旨在为类似工程 提供借鉴 二 桩基础施工流程二 桩基础施工流程 2 1 施工准备施工准备 施工准备包括 选择钻机 钻具 场地布置等 钻机是钻孔灌注桩施工的主要 设备 可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择 2 2 钻孔机的安装与定位钻孔机的安装与定位 3 安装钻孔机的基础如果不稳定 施工中易产生钻孔机倾斜 桩倾斜和桩偏心等 不良影响 因此要求安装地基稳固 对地层较软和有坡度的地基 可用推土机推平 在垫上钢板或枕木加固 为防止桩位不准 施工中很重要的是定好中心位置和正确 的安装钻孔机 对有钻塔的钻孔机 先利用钻机的动力与附近的地笼配合 将钻杆 移动大致定位 再用千斤顶将机架顶起 准确定位 使起重滑轮 钻头或固定钻杆 的卡孔与护筒中心在一垂线上 以保证钻机的垂直度 钻机位置的偏差不大于 2cm 对准桩位后 用枕木垫平钻机横梁 并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳 2 3 埋设护筒埋设护筒 钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌 当钻孔较深时 在地下水位以下的孔壁土在 静水压力下会向孔内坍塌 甚至发生流砂现象 钻孔内若能保持壁地下水位高的水 头 增加孔内静水压力 能为孔壁 防止坍孔 护筒除起到这个作用外 同时好有 隔离地表水 保护孔口地面 固定桩孔位置和钻头导向作用等 制作护筒的材料有 木 钢 钢筋混凝土三种 护筒要求坚固耐用 不漏水 其内径应比钻孔直径大 旋转钻约大 20cm 潜水钻 冲击或冲抓锥约大 40cm 每节长度约 2 3m 一般 常用钢护筒 2 4 泥浆制备泥浆制备 钻孔泥浆由水 粘土 膨润土 和添加剂组成 具有浮悬钻渣 冷却钻头 润滑 钻具 增大静水压力 并在孔壁形成泥皮 隔断孔内外渗流 防止坍孔的作用 调 制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆 应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度 泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握 泥浆太稀 排渣能力小 护壁效果差 泥浆太稠会削弱钻头冲击功能 降低钻进速度 4 2 5 钻孔钻孔 钻孔是一道关键工序 在施工中必须严格按照操作要求进行 才能保证成孔质 量 首先要注意开孔质量 为此必须对好中线及垂直度 并压好护筒 在施工中要 注意不断添加泥浆和抽渣 冲击式用 还要随时检查成孔是否有偏斜现象 采用冲 击式或冲抓式钻机施工时 附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固 所以钻好的孔 应及时清孔 下放钢筋笼和灌注水下混凝土 钻孔的顺序也应实事先规划好 既要 保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔 又要使钻机的移动距离不要过远和相互 干扰 2 6 清孔清孔 钻孔的深度 直径 位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直 为此 除了 钻孔过程中密切观测监督外 在钻孔达到设计要求深度后 应对孔深 孔位 孔形 孔径等进行检查 在终孔检查完全符合设计要求时 应立即进行孔底清理 避免隔 时过长以致泥浆沉淀 引起钻孔坍塌 对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时 要求在灌注 水下混凝土前沉渣厚度不大于 30cm 当孔壁不易坍塌时 不大于 20cm 对于柱桩 要求在射水或射风前 沉渣厚度不大于 5cm 清孔方法是使用的钻机不同而灵活应 用 通常可采用正循环旋转钻机 反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔 其 中用吸泥机清孔 所需设备不多 操作方便 清孔也较彻底 但在不稳定土层中应 慎重使用 其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出 2 7 灌注水下混凝土灌注水下混凝土 清完孔后 就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内 定位后要加以固定 然后用 导管灌注混凝土 灌注时混凝土不要中断 否则易出现断桩现象 5 2 8 桩头凿除桩头凿除 桩基础混凝土强度必须达到 70 设计强度时才能进行桩头凿除 凿桩头采用风 炮人工凿除 首先测出桩基与系梁或墩柱的接口标高 划好控制线 以便控制凿除 高度 控制线一般比接口标高高出 5cm 左右 在控制线上方凿槽找出第一根主筋的准确位置 然后根据钢筋间距把每根主筋 在控线以上的保护层全部凿除 并稍稍向外把钢筋扳离混凝土 使钢筋与混凝土完 全剥离 瓣起角度控制在 5 以内 以免由于钢筋扳弯角度过大致使钢筋产生过度疲 劳 剥离钢筋后 沿控制线四面对称掏槽 最后在一面水平锤击扁凿 在力的作用 下 利用扁凿后端厚度大的特点 将桩心的素混凝土挤断 并用吊车吊出坑外 控制线以下 5cm 混凝土采用人工凿除 桩周边 10cm 范围内混凝土凿除时 采 用由外向内凿的方式 以免边缘破损引起露筋等相关质量问题 6 流程图如下 施工准备施工准备 合格 护筒埋设 桩机就位 钻孔过程监控 清孔 检查孔深是否符合要求 钢筋笼吊装 下导管 钢筋笼制作 灌注前二次清孔 灌注混凝土 检查沉渣厚度是否符合要求 钢筋笼吊装 护筒顶复测 钻孔过程监控 清孔 检查孔深是否符合要求 钢筋笼吊装 下导管 钢筋笼制作 灌注前二次清孔 灌注混凝土 检查沉渣厚度是否符合要求 钢筋笼吊装 水密性试验 图一 钻孔桩基施工工艺流程图 否 是 是 否 测量放线 护筒埋设 桩头凿除 成桩检测 7 三 质量控制的含义 钻孔灌注桩在现今的浅水或陆地桥梁桩基使用中已经是相当普遍 可以说在这 些方面的桥梁桩基有 1 2 是使用钻孔灌注桩 钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进 行的 其施工过程我们无法观察 成桩后的情况我们也只能利用声波对其进行成桩 质量和缺陷的检测 施工中任何一个环节出现问题 都将直接影响到整个工程的质 量和进度 甚至会给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响 因此 要求基 础施工队伍在施工技术措施上要落实 并加强施工过程中的控制和施工质量上的管 理 力争将隐患消除在萌芽的时候 质量控制是质量管理的一部分 致力于满足质量要求 钻孔灌注桩施工的质量 控制 是指为保证工程合同规定的质量标准对钻孔灌注桩施工进行的质量控制 由 于施工阶段是使业主及工程设计意图最终实现并形成工程实物的阶段 也是最终形 成工程实物质量的系统过程 所以施工阶段的质量控制也是一个经由对投入的资源 和条件的质量控制 事前控制 进而对生产过程及各环节质量进行控制 事中控制 直到对所完成的工程产出品的质量检验与控制 事后控制 为止的全过程的系统 控制过程 本文从工程施工角度 对钻孔灌注桩施工的三个阶段质量控制进行分析 和讨论 8 四 桩基施工前期质量控制 事前控制 四 桩基施工前期质量控制 事前控制 4 1 施工组织设计审核施工组织设计审核 施工组织设计是钻孔灌注桩施工中必须要做的工作 在开工前 施工单位应向 监理方报送施工组织文件 监理人员审核并帮助施工单位完善施工组织设计 施工 组织设计应重点指出工程的特殊性 施工方法等 应把设计参数换算成式 4 2 测量施线测量施线 建筑工程桩基础施工测量的主要任务 一是把图上的建筑物基础桩位按设计和施 工的要求 准确地测设到拟建区地面上 为桩基础工程施工提供标志 作为按图施工 指导施工的依据 二是进行桩基础施工监测 三是在桩基础施工完成后 为检验施工质 量和为地面建筑工程施工提供桩基础资料 需要进行桩基础竣工测量 理论上 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 2002 第 5 1 3 条规定 打 压 入桩 预制混凝土方桩 先张法预应力管桩 钢桩 的桩位偏差 必须符合规定 如 盖有基础梁的桩 沿基础梁中心线的最大允许偏差为 150 mm 垂直基础梁中心线的最 大允许偏差 100 mm 此条为工程建设标准强制性条文 必须严格控制 规范 5 4 5 条 又将桩位偏差列入钢筋混凝土预制桩质量检验标准的主控项目 即桩位偏差对桩基质 量验收具有否决权 如有超出允许偏差范围 即为施工质量不符合要求 测量放线发生 偏差是桩基施工时最易发生的情况 一般情况下如果出现测量放线线有误 都会采取加 大桩承台或加桩的处理方式 但这样一来 不仅会增加成本 而且还会延误工期 4 3 地下水问题地下水问题 当基础深度在天然地下水位以下时 在基础施工中常常会遇到地下水的处理问题 在桩基础工程中 地下水对人工挖孔桩的施工影响最大 地下水的处理有多种可行的 9 方法 从降水方式来说总分为止水法和排水法两大类 止水法相对来说成本较高 施工 难度较大 井点降水施工简便 操作技术易于掌握 是一种行之有效的现代化施工方法 已 广泛应用 当地下水位不大时可进行单桩桩内抽水 当地下水位较大时可采用多桩同 时抽水法来降低地下水 如果桩设计深度不大时可考虑在场地四周设置井点排水 人工挖孔桩在开挖时 如果遇到细砂 粉砂层地质时 再加上地下水的作用极易形成流 砂 严重时发生井漏 造成质量和安全事故 除此之外 地下水的影响在有冻土地基时也是施工的难点 我们应根据不同的地 质采取不同的施工方法 比如 在冬季我们经常采用冻结法施工技术 冻结法施工即是 利用人工制冷的方法把土壤中的水冻结成冰形成冻土帷幕 用人工帷幕结构体来抵抗 水土压力 以保证人工开挖工作顺利进行 作为一种成熟的施工方法 冻结法施工技术 在国际上被广泛应用于城市建设已有 l00 多年的历史 我国采用冻结法施工技术至 今也已有 40 多年的历史 但主要用于煤矿井筒开挖施工 经过多年来国内外施工的 实践经验证明 冻结法施工有以下特点 可有效隔绝地下水 其抗渗透性能是其他任何 方法不能相比的 冻结法施工对周围环境无污染 无异物进入土壤 噪音小 冻结结束 后 冻土墙融化 不影响建筑物周围地下结构 冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行 作业 能有效缩短施工工期 4 4 地基承载力的检测地基承载力的检测 从桩的施工程序来讲 在质量监督中 首先确保地基承载力符合设计要求 否 则将使桩失效 地基承载力取决岩层的构造情况 桩嵌入岩石的深度 岩石单轴饱 和抗压强度 如果施工地区处于断裂带 在施工中就要注意夹层的存在 如福州火 电厂化学处理房 承包单位施工的钻孔端承桩 21 号桩 经抽芯检验 发现该桩的桩 底座落于软土上 因为该厂区落在佛山 诏安地震大断裂带上 存在夹层 在孔 钻至夹层上破碎岩石时 施工单位以为已到微风化岩石 而在此破碎岩石层下 由 于地震构造运动破碎层下面还有一层软夹层 致使抽芯时 发现桩底座落于软土上 桩承载力达不到设计要求 由于夹层的存在与施工单位的粗心大意 致使在化学处 理区许多桩经抽芯检验 桩底没有支承在岩基上 又如永安市纺织厂人工挖孔桩工 10 程 在监督该工程时 工程的 2B 桩存在一层十分坚硬但裂隙发育的新鲜岩石 用 锤子敲击 锤击声音很闷 如下没有软夹层 声音应很清脆 挖 15cm 下去 则发 现下卧松散软夹层 再挖 5m 方到微风化岩 该桩基工程存在不少薄坚硬基岩下卧 松散软土层的现象 五 灌注桩的施工质量控制 事中控制 优良的产品是在生产过程中通过严格的质量控制形成的 而不是单纯依靠检验 来获得 须将事后检验转变为事前预防和事中控制 施工过程的质量监控是关键 应抓住其质量控制点 对影响施工质量的有关环节和施工参数进行严格控制 5 1 桩质量控制关键之一桩质量控制关键之一 钻孔垂直度的控制钻孔垂直度的控制 钻孔过程中如果雨大了比较大的孤石 探头石 或者钻孔位置处于有倾斜的软 硬底层交界处 颜面倾斜钻进 或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进 锤头受力不 均 扩孔较大处 锤头摆动偏向一方 钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷 位 移等情况时都有肯能出现钻孔偏斜的事故 施工前硬件场地夯实平整 轨道枕木需 均匀着地 安装钻机是要求转盘中心与架上起吊滑轮在同一轴线上 钻杆位置偏差 不大于 20cm 桩机部件要妥善保养 组装 开钻钱要校正桩架的垂直度和水平度 钻机过程中遇到的孤石如果位置较浅 可用岩心钻机钻通十块爆破后再进行施工 在沙层和粉土曾钻孔时 钻进速度不易过快 钻孔轻微倾斜可往复扫空纠正 若钻 孔倾斜较严重 应向孔中填入石子和粘土至偏孔处 在消除了导致斜孔的因素后重 新钻进 宜慢速提升 下降 反复扫孔矫正 直至桩孔符合要求 此外在钻孔过程中要派专员不定时的检测桩孔的垂直度 看是否存在偏斜 5 2 桩质量控制关键之二桩质量控制关键之二 桩身强度的监督桩身强度的监督 施工工艺施工工艺 11 地基承载力符合设计要求 如桩身强度不足 桩的承载力亦得不到保证 桩身 强度是桩质量监督的另一关键 桩身质量控制主要在于控制混凝土的质量 桩身强度取决于钢筋笼的制作质量 与砼质量 钢筋笼的制作检查 简单明了 而影响砼质量因素则很多 有些是可见 的 有些是不可见的 在工程实践中 不少桩由于砼质量问题而使桩身强度达不到 设计要求 因此桩身质量的监督主要在于监督砼的质量 砼的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起 因此必须对桩基工程的施工工艺 质量 保证措施进行严格的监督 否则 起不到质量监督效果 工程验收时 对工程质量如 何 将没有把握 检测出现的问题亦无从分析 人工挖孔桩砼缺陷主要产生于砼浇捣工艺 成孔时 在土层设置护壁 而在岩 石层 孔壁岩石自然护壁 一般不存在孔壁质量对砼产生多大的影响 主要监督砼 浇捣工艺特别是有地下水的水下部分砼的浇捣 必须采用水下砼配合比与水下导管 灌注等 某车间人工挖孔桩基础 4B 桩 该桩砼强度等级要求采用 C20 由于该桩孔水位 高 出水量大 要求采用水下导管灌注 建设单位与施工单位不听劝告 抱着试一 试的态度 自行采用简易串筒灌注 浇捣砼时 从孔底至上 6m 左右砼表面有很高 的水位 浇捣入孔的砼遭受水的危害 砂浆稀释 骨料下沉 造成砼严重离析 经 检测该桩桩身砼质量存在严重的问题 钻孔桩砼质量不仅与浇注工艺有关 还与成孔工艺有很大的关系 要确保桩孔 成孔质量与灌注工艺的合理性 操作得当 钻孔桩成孔质量在于 桩径不小于设计 桩径 护壁可靠 关系到砼质量的灌注工艺主要是 a 控制好混凝土质量的和易性 防止出现堵管 埋管 引起断桩事故 b 控制导管埋深 控制导管埋深 2 4m 使砼 面处于垂直顶升状 不使浮浆 泥浆卷入砼 防止提漏引起断桩事故 5 3 桩质量控制关键之三桩质量控制关键之三 沉渣量的检查沉渣量的检查 对摩擦桩来说 由于其受力机理是通过桩表面和周围土壤之间的摩擦力或依附 力 逐渐把荷载从桩顶传递到周围的土体中 如果在设计中端部反力不大 端部的 12 沉渣量对桩承载力亦影响不大 而对于钻孔端承桩 如果沉渣量过大 势必造成桩 受荷时发生大量沉降 同样使桩的承载力失效 如某火电厂化学处理房某单位施工 的 44 号桩 桩设计承载力为 2000kN 实施荷载试验时 当外荷载加至 1400kN 桩 就出现大量沉降 经多方面证实是因为桩端沉渣量过多 导致该桩失效 亦影响其 它桩的评定 因此钻孔灌注桩另一个监督的关键还在于沉渣量的检查 总而言之 人工挖孔桩质量监督的关键在于桩身混凝土浇捣工艺是否合理与地 基承载力是否符合设计要求 钻孔灌注桩的关键不仅在于施工工艺与地基承载力 还于沉渣量是否符合规范要求 因此对于人工挖孔桩来说 如桩存在质量问题 不 是混凝土有缺陷 就是没有挖到持力层 而钻孔灌注桩检验不合格 就可能是桩底 沉渣量过大 或砼有缺陷 或没有钻到持力层 或兼而有之 六 灌注桩质量缺陷及防治措施 事后控制 6 1 缩径缩径 孔径小于设计孔径孔径小于设计孔径 原因 塑性土膨胀 防治措施 成孔时 应加大泵量 加快成孔速度 快速通过 在成孔一段时间 孔壁形成 泥皮 孔壁不会渗水 亦不会引起膨胀 如出现缩径 采用上下反复扫孔的办法 以扩大 孔径 6 2 钢筋笼上浮钢筋笼上浮 原因 1 当混凝土灌注至钢筋笼下 若此时提升导管 导管底端距离钢筋笼仅有 1m 左右的距离时 由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大 推动了钢筋笼上浮 2 由于砼灌注过钢筋笼且导管埋深较大时 其上层砼因浇注时间较长 已近初 凝 表面形成硬壳 砼与钢筋笼有一定握裹力 如果此时导管底端未及时提到钢筋 底部以上 混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升 同时也带动钢筋笼上移 13 防治措施 1 灌注砼过程中 应随时掌握砼浇注标高及导管埋深 当砼埋过钢筋笼底端 2 3m 时 应及时将导管提至钢筋笼底端以上 2 当发现钢筋笼开始上浮时 应立即停止浇注 并准确计算导管埋深和已浇砼 标高 提升导管后再进行浇注 上浮现象即可消除 笔者在参加福州火电厂化学处理房桩基工程施工时 其中 18 号桩钢筋笼就出现上浮 现象 是因为搅拌机操作者与灌注平台卷扬机的操作工人 在这根桩灌注时临时换 人 两个主要岗位的工人操作不熟练 所拌的砼和易性差 提管的卷扬机不灵活 出现第一斗剪球时 砼下不去经反复活动敲击导管 砼才下注 又注了好几斗 就 发现在灌注中钢筋笼自然上升 将导管上提离孔底合适高度 钢筋笼才彻底止住上 浮 6 3 断桩与夹泥层断桩与夹泥层 原因 1 泥浆过稠 增加了浇注砼的阻力 如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块 因 此 在施工中经常发生导管堵塞 流动不畅等现象 有时甚至灌满导管还是不行 最后只好提取导管上下振击 由于导管内储存大量砼 一旦流出其势甚猛 在砼流 出导管后 即冲破泥浆最薄弱处急速返上 并将泥浆夹裹于桩内 造成夹泥层 2 灌注砼过程中 因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的 原因 导管提漏有两种原因 a 当导管堵塞时 一般采用上下振击法 使混凝土强 行流出 但如此时导管埋深很少 极易提漏 b 因泥浆过稠 如果估算或测砼面难 在测量导管埋深时 对砼浇注高度判断错误 而在卸管时多提 使导管提离砼面 也就产生提漏 引起断桩 3 灌注时间过长 而上部砼已接近初凝 形成硬壳 而且随时间增长 泥浆中 残渣将不断沉淀 从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物 造成砼灌注极为困难 造成 堵管与导管拔不上来 引发断桩事故 14 4 导管埋得太深 拔出时底部已接近初凝 导管拔上后砼不能及时冲填 造成 泥浆填入 防治方法 1 认真做好清孔 防止孔壁坍塌 2 尽可能提高混凝土浇注速度 a 开始浇砼时尽量积累大量砼 产生极大的冲 击力可以克服泥浆阻力 b 快速连续浇注 使砼和泥浆一直保持流动状态 可防导 管堵塞 3 提升导管要准确可靠 灌注砼过程中随时测量导管埋深 并严格遵守操作规 程 4 灌注水下砼前检查导管是否漏水 弯曲等缺陷 发现问题要及时更换 6 4 坍孔坍孔 原因 1 泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求 使孔壁未形成坚实泥皮 2 由于出渣后未及时补充泥浆 或水 或河水 潮水上涨 或孔内出现承压 水或钻孔通过砂砾等强透水层 孔内水流失等而造成孔内水头高度不够 3 护筒埋置太浅 下端孔口漏水 坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软 或钻 机直接接触在护筒上 由于振动使孔口坍塌 扩展成较大坍孔 4 在松软砂层中钻进进尺太快 5 水头太高 使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔 6 清孔后泥浆相对密度 粘度等指标降低 用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及 时补浆 或水 使孔内水位低于地下水位 7 清孔操作不当 供水管嘴直接冲刷孔壁 清孔时间过久或清孔停顿时间过长 8 吊入钢筋骨架时碰撞孔壁 处理办法 15 1 在松散粉砂土或流砂中钻进时 应控制进尺速度 选用较大相对密度 粘度 胶体率的泥浆或高质量泥浆 2 发生孔口坍塌时 可立即拆除护筒并回填钻孔 重新埋设护筒再钻 3 如发生孔内坍塌 判明坍塌位置 回填砂和粘质土 或砂砾和黄土 混合物 到坍孔处以上 1m 2m 如坍孔严重时应全部回填 待回填物沉积密实后再行钻进 4 清孔时应指定专人补浆 或水 保证孔内必要的水头高度 供水管最好不 要直接插入钻孔中 应通过水槽或水池使水减速后流入钻中 可免冲刷孔壁 应扶 正吸泥机 防止触动孔壁 不宜使用过大的风压 不宜超过 1 5 1 6 倍钻孔中水柱压 力 5 吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入 严防触及孔壁 七 砼灌注桩质量判定之探讨七 砼灌注桩质量判定之探讨 7 1 中 微风化岩承载力判定中 微风化岩承载力判定 影响桩底承载力的因素有 结构情况 桩底嵌入岩石深度 岩石单轴抗压强度 一般承载力的判定方法是依据岩样的单轴抗压强度乘以回归系数 换算成岩石单轴 饱和抗压强度标准值 f yfrk 式中 f 岩石地基承载力的设计值 kPa y 折减系数 frk 岩石饱和单轴抗压强度标准值 kPa 上述的式子是规范中判定地基承载力的公式 该公式只反映所取岩样水化能力与单 轴饱和抗压强度 在单轴抗压强度相同的情况下 由于岩石围岩压力阻碍了桩底岩 石的破坏 因此桩嵌入岩石的长度越长 桩底地基承载力越高 在岩石段 对于人 工挖孔桩 桩周摩擦阻力非常大 使得岩石对桩的承载力大增强 当然构造上的问 题影响更大 16 在桩基基底验收时 桩承载力的判定 对于人工挖孔桩 应检查岩石的构造情况 如果岩石裂隙发育较少 岩石完整性好 桩承载力可以取高值 反之取低值 同时还应检查岩层下面有没有夹层 发现岩石 夹层方法 1 参考地质勘察报告 2 用锤击孔底岩石 如声脆亮 则没夹层或夹层下卧很深 3 在孔底边岩石层面高位下方 用工具挖小洞探明 如层面高位处下方有软层 根 据岩石走向 说明有下卧软夹层 如发现岩石下卧软夹层 施工时应挖除软夹层 某车间挖孔桩工程 9C 桩 施工人员下孔检验 桩孔已挖入岩石 0 6m 但发现 岩层很薄 且夹有 4 10cm 厚薄不一的风化物软土 该桩底设计承载力 2000kPa 笔者要求再往下挖 再进入 0 8m 左右 后入孔检查 发现风化物夹层已 趋尖灭 并考虑到进入岩石 1 4m 桩孔岩石段凹凸不平 桩周摩擦力可达 400kPa 因此该桩如混凝土没有太大缺陷 即使下面有软夹层也属封闭体 该桩岩石承载力 可达 2000kPa 以上 岩石单轴抗压强度标准值达 8000kPa 而该工程的 1A 桩 可能是处于构造断裂带上 该孔已嵌入岩层 7 5m 可岩石的地 基承载力按公式计算只达 1500kPa 满足不了设计地基承载力 2000KPa 的要求 鉴 于该孔已挖入岩石 7 5m 考虑岩石围压作用与桩周摩擦阻力 只要求作适量孔底扩 大 仍判定该桩地基承载力符合设计要求 钻孔灌注桩基底承载力判定 岩石构造只能参照工程地质勘察报告 与钻进情况 如钻进基岩时 钻杆不会异 常振动 孔底钻头研磨岩石声音均匀 说明岩石层比较完整 反之 岩石裂隙比较 发育 要判断岩石承载力 必须作适量抽芯检验 对于没有取芯的桩孔 依下列 几个方面进行综合考虑 1 邻近孔的取芯情况 2 泥浆循环返上来的岩屑 3 钻进情况 4 工程地质勘察报告 17 对于嵌入岩石比较深的桩 与人工挖孔桩一样 同样可以考虑岩石的围压作用 但是对于桩周摩擦阻力 则不可计算在内 因为机械成孔大部分靠泥浆护壁 泥浆 循环在孔壁岩石上形成一层坚硬润滑泥皮 由于在桩体与孔壁之间存在这层润滑泥 皮 使得桩在该段岩石的摩擦阻力大大降低 甚至没有存在 因此在判定钻孔桩底 地基承载力时应着重考虑取上岩样本身构造情况 力学性能 物理性能 围压作用 不宜考虑桩周摩擦力 虽然机械湿孔作业的摩擦桩主要告摩擦力承载 但由于其桩 长比较大 整体桩不规则外形 使其具有较大的桩周摩擦力 7 2 桩身混凝土质量判桩身混凝土质量判定定 比较准确判断桩身砼质量的是静载与抽芯 但是由于静载 抽芯为损伤性检验 且费用高 时间长 所以常常采用动测法判定桩身混凝土的质量 而动测法具有一 定的局限性 动测结果不能作为桩基工程竣工的验收依据 用于普查质量仅供验收 参考 判断混凝土质量还要依施工单位素质 掌握施工过程实际情况与施工记录 主要依据 掌握施工过程情况与施工记录 1 审查主要施工人员 施工单位所施工过的工程质量情况 2 审查施工工艺是否适合于施工的实际情况 采取了什么质量保证措施 如 挖孔桩水位高 水量大 有没有采用水下砼配合比与水下导管法灌注 如没有 依 出水量大及浇捣方法 就可推断混凝土严重离析等 钻孔桩钢筋笼如没有设置混凝 土保护层垫块 再检查一下灌完桩钢筋笼的位置情况 可推定保护层是否严重不足 3 对施工记录进行审查 要求施工单位认真做好成孔记录与灌注记录 认真分 析记录中出现的机械故障及孔内异常情况 事故等 并进行推断 比如 在成孔记 录中没有发现塌孔现象 而桩的充盈系数又大 说明在浇注的过程中有塌孔现象 必然导致桩底沉渣量过多或桩身砼夹砂 夹泥 桩体形成 大肚子 如果在施工过 程中曾发生过堵管事故 拨管后进行二次灌注 就会存在断桩或夹泥层 但缺陷的 严重