【毕业设计】旋挖机钻孔灌注桩施工质量控制

中央广播电视大学毕业论文题目旋挖机钻孔灌注桩施工质量控制专业土本工程年级13秋学号学生姓名指导教师论文完成日期2015年11月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、工程概况二、旋挖钻成孔的质量特点三、施工准备工作的质量控制四、灌注桩砼质量控制五、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（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12旋挖钻成孔的质量特点13施工准备工作的质量控制131施工工艺流程132场地的布置333护筒的埋设与机械的就位334钢筋笼安放定位335安装导管336水下混凝土灌注44灌注桩砼质量控制541材料的质量控制542配合比的控制543坍落度控制55钻孔过程中常见问题及预防措施551钻孔深度误差552钻孔孔径误差653钻孔垂直度不符合规范要求654塌孔控制655沉渣控制66灌注过程中出现的质量问题及防治措施761水下砼灌注和桩身砼质量问题762灌注砼时堵管763灌注砼过程钢筋笼上浮864桩身砼强度低或砼离析865桩身砼夹渣或断桩866桩顶砼不密实或强度达不到设计要求87结论9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205M，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237238M，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24，设计有效桩长1625M。桩端持力层为51层强风化泥质粉砂岩，要求进入持力层深度20M，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15M,孔深40M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31施工工艺流程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32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。33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100MM150MM,每节的长度为15M20M,用8MM16MM的钢板加工成型,总长度应满足比地下水高出2M,根据施工现场经验,一般地质护筒的高为15M25M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。34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。35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05M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08M，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05M、15M、20M各一节。36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10M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41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。42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。43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18CM20CM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2M4M,要保证砼顺利进行,当灌注至距顶点标高8M10M时,及时调整砼坍落度,降低到12CM16CM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51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，每根桩钻孔前应复测一次桩位孔口高程。52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。53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。54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。55沉渣控制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61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180220MM），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（JGJ942008）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，VV0V1。V0为13M桩长（500MM800MM）的砼量，V01213D2/412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，V1HD2/4H导管安装长度（M）；D导管直径（M）；62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。63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。64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。65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。66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