【毕业设计】正循环钻孔灌注桩施工质量的控制

中央广播电视大学毕业论文题目正循环钻孔灌注桩施工质量的控制专业_建筑施工与管理_年级13秋学号学生姓名指导教师论文完成日期2015年10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秋建筑施工管理学生类别开放专科课题名称正循环钻孔灌注桩施工质量的控制填报时间2015年8月8日课题内容简介钻孔灌注桩是一项质量要求高,因此对钻孔灌注桩的质量控制是尤为重要的。1钻孔前质量控制11施工前准备12桩位放样13护筒埋设14搭设钻孔工作平台和钻机就位（1）搭设钻孔工作平台（2）钻机就位15泥浆制备与泥浆设置2钻孔质量的控制21钻孔工艺过程的质量控制（1）各种不同土层钻进要点（2）钻孔工序必须注意的几点（3）钻孔中常出现的问题及解决办法22清孔的质量控制23钢筋骨架的质量控制钢筋骨架制作吊装和导管的拼接与吊装（1）声测管的尺寸（2）声测管的检测（3）声测管的连接和密封（4）声测管的安装（5）测试前的准备3灌注水下混凝的质量控制（1）灌注程序（2）灌注过程中容易出现的问题及解决方案4总结指导教师姓名欧小平参加学生姓名岳彩明指导教师意见钻孔灌注桩是本地区常用的基础工程形式，其施工质量对结构影响很大，本选题符合专业要求及工程实际，同意此选题。指导教师欧小平市校审核意见审核部门盖章年月正循环钻孔灌注桩施工质量的控制（南京电大江宁分校专业建筑施工与管理岳彩明学号1332101450584）【内容摘要】我国工程施工中桩基础施工以正循环施工法为重主，本文以施工工序为依据，分别讲述各施工阶段具体过程、要求、常见问题及预防解决方法。桩基础在工程施工中作为建筑物的最终承重受力部件，其施工质量好坏直接影响到工程的本质质量。秦淮路（将军大道挹淮街）改造工程箱涵支护桩为背景重点介绍了正循环钻孔灌注桩的施工，从而阐述了桩基施工中应该注意的问题与控制重点。【关键词】箱涵支护桩正循环钻孔钢筋笼目录1钻孔前质量控制111施工准备112桩位放样213护筒埋设214搭设钻孔工作平台和钻机就位215泥浆制备与泥浆设置32钻孔质量的控制421钻孔工艺过程中的质量控制422清孔的质量控制723钢筋骨架的质量控制83灌注水下混凝土的质量控制1031灌注程序10秦淮路（将军大道挹淮街）改造工程箱涵支护桩为正循环钻孔灌注桩的施工，本文对该桩基施工应注意的问题与控制重点作一定的论述。该工程施工工艺如图1钻孔灌注桩施工工艺框图图1钻孔灌注桩施工工艺框图1钻孔前质量控制11施工准备施工准备阶段主要工作为两部分一方面项目部组织相关人员进行技术交场地平整桩位放样下沉埋设护筒泥浆制备泥浆池开挖钻机就位钻孔成孔、一次清孔成孔检测钢筋笼吊放二次清孔浇注砼拔除钢护筒钢护筒制作循环系统测绳钢筋笼制作试块制作钻机移位安装导管水密性检查底，施工技术人员学习和掌握灌注桩图纸，现场导线控制点的复测；另一方面对施工现场进行平整旱地上先清除杂物，置换软土，整平夯实，然后搭设施工平台，平台采用枕木上铺槽钢搭设。钻孔桩在施工平台旁挖好泥浆池、循环池和沉淀池。工地备有足够数量的并经检验合格的各种原材料，符合要求的全套钻孔灌注桩施工设备，灌注导管的水压试验，施工场地的平整压实、硬化以及为钻孔灌注桩施工的其他有关的一切准备工作。12桩位放样利用已复测的导线控制点，用精度较高的全站仪，根据图纸所给的钻孔桩桩位坐标，放出钻孔桩中心的位置，报监理工程师核验后，把确定好的放样点在护筒四周设四只保护桩并作好记录，以便于随时复核放样点。13护筒埋设在陆地或浅水处钢护筒的埋设一般均采用人工挖埋的方法，即在桩位中心周围护筒四周0510M范围内的土挖除，夯填粘性土至护筒底05M以下。护筒底端埋置深度，对于粘性土应为1015M，对于砂性土不小于15M。护筒顶端高程，应高出地下水或孔外水位1020M，当护筒处于旱地时，其顶端高出地下水位1020M，且高出地面03M。护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，一般平面允许误差50MM，护筒垂直线倾斜不大于10。护筒埋设完成后，均需用精密水准仪测量钢护筒顶面高程，并经监理工程师复测后，将护筒顶高程记入有关原始记录表格。见图2埋设好的护筒图2埋设好的护筒14搭设钻孔工作平台和钻机就位1搭设钻孔工作平台陆地钻孔工作平台较为简单，在整平压实的地面上，在桩位两则，距桩中线约2米左右，横桥方向铺设两排大方木（2525600CM），每排两根大方木宽05米，既是工作平台，又是钻孔横向移动的轨道。水上钻孔工作平台，首先在船上安装打桩机械，然后打排架桩（钢管桩），桩的数量和入土深度经过认真的验算，确保承载能力和稳定性并具有足够的安全系数，在排架桩上安装帽梁，然后和陆上一样用大方木等组成水上钻孔工作平台，工作平台装有纵移和横移系统，便于钻孔移动就位，河中埋设钢护筒就是在钻孔工作平台上进行的。2钻机就位首先在工作平台上安装钻机底盘，并初步定位，底盘可以预先在平地上拼装好，用轮胎式起重机吊放到平台上就位调平。然后安装钻架，钻机转盘，钻机、电动机以及起吊系统等，最后反复调整钻机底盘水平，并使吊点中心，转盘中心和桩位中心位于同一铅垂线上，中心偏位不大于50MM。钻机就位以后，经监理工程师复查无误，将钻机底盘固定牢固。钻机就位是一项很重要的工作，关系到钻孔桩平面位置和垂直度的准确性，钻孔就位后，反复调整，仔细检查纠正，直至完全符合要求为止。15泥浆制备与泥浆设置泥浆的主要作用是护壁和通过泥浆循环将孔底钻渣带出孔外，因此，必须选用性能符合要求的粘性土（胶泥）或膨润土用清水彻底拌和和成悬浮液，使在钻孔及灌注混凝土全过程中保持孔壁稳定不坍塌，泥浆的性能指标应符合部颁“公路工程国内招标文件范本”技术规范的规定。本工程泥浆指标如表1泥浆性能指标。表1泥浆性能指标泥浆性能指标钻孔方法地层情况相对密度粘度S含砂率胶体率失水率ML/30MIN泥皮厚MM/30MIN静切力PA酸碱度PH一般地层10512016221962521025810正循环易坍地层120145192819615235810泥浆的前四项指标对成孔非常重要，必须在钻孔过程中，随时进行检测并符合上述要求。有时为了使所拌制的泥浆达到上述指标，应通过试验，加入适量的各种添加剂以改善泥浆性能，各种添加剂的掺量见公路桥涵技术规范（JTJ041）附录C1。钻孔孔内泥浆的标高应始终高出孔外水位或地下水位1015米。（按地层情况，钻孔方法等决定取高限或低限）。泥浆池的大小按桩径，桩长进行设置，储浆池和沉淀池用墙隔开，并加过滤网过滤后进入储浆池。施工中配制泥的设施如图3施工中制配的泥浆。配制的泥浆采用称的方式保证质量。见图4泥浆比重的称量。图3施工中制配的泥浆图4泥浆比重的称量2钻孔质量的控制21钻孔工艺过程中的质量控制正式开钻前还需量测钻头的直径，其直径大小以设计桩径为基础，结合施工经验与现场数据进行调整，但必须保证成孔后实测桩径不小于设计值，且钻头需经常修补。此处以18米桩径钻头为例，实际中由于钻孔过程中的挤压，晃动等原因，现场实际取179米为实际钻头直径，图5钻头的测量与修补。图5钻头的测量与修补将钻具和泥浆泵安装就位，再次检查吊杆中心，转盘中心和桩位中心是否在同一铅垂直线，其偏差20MM，合格后开始钻孔工艺，首先向孔内注入泥浆，采用低转速低进尺进行，待钻头导向部分进入土层以后，根据不同的地质情况选择适当的成孔方法。对于粘性土、砂土、碎石土、卵石、漂石层可采用正循环回钻成孔或者冲击成孔，成孔时粘性土层泥浆相对密度一般保持在106120之间，砂土、碎石土、卵石、漂石层泥浆相对密度应在120145之间；粘性土、砂土、碎石土也可采用锥钻冲抓成孔，粘性土层泥浆相对密度应在110120之间，砂土、碎石土泥浆相对密度应在120140之间；粘性土、砂土、碎石土也可采用反循环回钻成孔，回孔时，泥浆相对密度要求较小，粘性土层在102106之间，碎石层在100110之间，碎石土层在110115之间；对于嵌岩钻孔桩一般采用冲击成孔，泥浆相对密度要求较大。在成孔的过程中，钻进速度不宜过快，应缓慢均匀地进行，同时确保泥浆的稠度比重。对卵石层孔要更加注意，为了防止该地层中有渗浆现象，为此在该地层成孔时应加大泥浆相对密度，并备有泥浆池，配足泥浆，一旦发生漏浆，立即补浆，以确保不坍孔。施工过程现场情况如图6正循钻机环施工图6正循钻机环施工211各种不同土层钻进要点通过粘质土、粉质土时，使用冲击钻宜用中冲程（75CM），使用卷杨机冲击钻宜采用1M15M小冲程，并应输入较低稠度的泥浆，防止卡钻埋钻。通过易坍孔的土层流砂地段时，各种钻机均应多投粘土提高泥浆的粘度与相对密度，并填加片、碎、卵石，使之被挤入孔壁，此时，冲击钻宜使用小冲程（05M左右），卷杨机冲击钻宜使用10M的小冲程。通过松散砂、砾石夹土、卵石夹土或松散的碎石层时，必须加大泥浆稠度，增添小石反复冲击，使孔壁被挤实。通过大块石、漂石、基岩或坚硬密实的碎石层时，如表面不平整，应先投入粘土小片石（粒径小于15CM）将表面垫平。此时冲击钻使用的最高冲程（1M），冲击钻4M5M最高不超过60M。高锤猛击或高低冲程交替冲击，务须将大石块捣碎，碎块挤入孔壁，并通过粘稠的泥浆和将孔壁石缝、堵严避免孔壁漏水，防止发生斜孔坍孔事故。212钻孔工序必须注意的几点（1）桩的钻孔应在中距5米内的任何灌注桩混凝土完成后24小时才能开始，以避免干扰邻桩混凝土的凝固。（2软土地基的钻孔，首先应进行地基加固，后再行钻孔以保证钻孔设备的稳定和钻孔孔位的准确。3大中桥钻孔时，绘制钻孔地质剖面图，根据按不同的土层选用适当的钻头，钻进压力，钻进速度和不同指标的泥浆。4钻孔作业分班连续作业，不得中断，拆装钻杆时力求迅速，提升或下放钻具时应防止钻头碰撞护筒，孔壁和钩挂护筒底部。5在钻进过程中，应经常对钻孔泥浆进行试验，不合要求时，随即改正。6钻孔时及时填写钻孔记录，在土层变化处捞取渣样分析，判明土层以便与地质剖面图相核对。7钻孔过程中采取有效措施，防止钻机上的零部件、铁件以及其它杂物掉入孔内，以防造成钻孔事故。除上述注意事项外，还必须遵循技术规范和监理工程师的要求。当钻孔达到设计图纸规定深度并经监理工程师复测确认孔深达到设计要求后即可停止钻孔。本工程进行了试钻，实际地质基本上和图纸标明的地质吻合。我项目将继续按照图纸设计要求，控制好钻进速度，保证成孔质量。213钻孔中常出现的问题及解决办法正循环钻孔灌注桩施工过程中，常出现的主要问题有护筒冒水、塌孔、缩孔、扩孔、钻杆折断、（1护筒冒水护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉、护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，严重的可导致无法施工。原因埋设护筒周围土不密实或护筒水位差太大，还有可能是钻进过程中的钻头起落碰撞。预防及解决方法埋设护筒时，坑与四周要选用最佳含水量的粘土分层压实；在护筒内适当高度开孔，使护筒内外水头保持1015米高度差；钻头起落时注意碰撞。2孔壁塌陷钻孔过程中，如发现排出的泥浆中不断夹有气泡或泥浆突然漏失，则有孔壁坍陷的迹象。原因造成塌陷的原因很多，主要有土质松散，护筒埋设太浅，护筒周围回填土与原土不密实，漏水，泥浆密度太小等等。预防及解决方法在松散的土层中，埋设教深护筒，用枯土密实回填护筒四周，使用优质泥浆，搬运与吊装钢筋笼时注意不要与孔壁碰擦，成孔后不要搁置太久。3缩孔部分桩径缩小，截面不规则。原因护壁泥浆性能差，成孔后放置时间过长等。预防及解决方法钻孔前认真研究地层，配置优质泥浆，注意钻进速度，成孔后放置时间一般不要超过三天，反复扫孔。4钻孔偏斜成孔或钻进过程中，出现较大垂直度偏差或弯曲。原因钻机不平整，稳定性差和钻进过程中出现沉降，钻杆弯曲，地层中局部出现石块等造成钻头受力不均匀。预防及解决方法场地要平整，检查钻杆垂直度，钻头大小，钻进过程中每钻进一节钻杆后均要重新测量钻机平整度。发现偏斜时，提杆上下反复扫孔。若无效则应回填土至偏斜上处051米处，重新钻进。22清孔的质量控制（1）钻孔达到设计图纸规定深度后，且成孔质量符合图纸要求并经监理工程师复测批准后立即进行清孔，常见方法有换浆法和抽浆法清孔。（2）清孔时将钻具稍向上提升3040CM，正循环采用优质泥浆将孔底钻渣及泥砂等沉淀物全部置换出来为止；反循环采用将钻头提升30CM左右，持续吸渣15分钟的方法，将钻渣清除。经检查孔底钻渣沉淀层厚度小于或等于图纸规定，并经监理工程师复测确认孔底沉淀层厚度符合图纸规定，即可停止清孔。（3）清孔过程中应始终保持孔内水位高于地下水位或孔外水位15米以上。（4）清孔结束，立即拆除钻杆及钻头，拆除时同样要按上述要求保持孔内水位。清孔现场见图7清孔（5拆除钻具后，对孔径，孔形和倾斜度，应采用专用仪器测定，特殊情况下，采用外径D等于钻孔桩钢筋笼直径加100MM（但不得大于钻头直径），长度不小于4D6D的钢筋笼检孔器（孔规），吊入钻孔内检测，若检孔器在孔内从上到孔底顺利通过，则孔径、孔形符合要求，倾斜度亦可测量，当检孔器在孔底时（应吊悬空），测得吊绳的斜度即为钻孔的倾斜度。检测时，必须有监理工程师在场的情况下进行，检查合格后进行下道工序的施工。6如经检查发现缺陷，如中心线不符，超出垂直线，直径减小，椭园截面，孔内有漂石等，应将这些缺陷书面报告监理工程师，并采取适当措施预以改正。图7清孔23钢筋骨架的质量控制231钢筋骨架制作吊装和导管的拼接与吊装（1）钻孔灌注桩的钢筋骨架，事先在钢筋制作场断配成型，运至现场绑扎电焊成型，钢筋骨架一般分节绑扎，分节长度按起重机吊臂长度和确保钢筋骨架不变形等，一般每节长度135米，接头一般采用搭接单面焊，焊缝长度为10D，同一断面内接头面积不超过50，钢筋骨架焊接质量经监理工程师复查合格后方可放入孔内。（2）桩的钢筋骨架，在混凝土灌注之前分节整体吊放到孔内。如果混凝土不能紧接在钢筋骨架放入之后灌注，则钢筋骨架应从孔内移去，在钢筋骨架重放入之前，应对钻孔的完整性，包括孔底松散物，重新进行检查。（3）钢筋骨架设有强劲的内撑架，防止在吊装入孔时变形，在顶面应采取有效方法进行固定，防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上升，支承系统应对准中线防止钢筋骨架倾斜和移动。（4）钢筋骨架上事先安设控制钢筋骨架与孔壁净距的钢筋，钢筋以等距离焊接在钢筋骨架的周径上，其沿桩长的间距不超过2米，横向圆周围不少于4个块。钢筋骨架底面高程允许偏差为50MM。5灌注桩声测管埋设根据监理工程师的指定设置。灌注桩声测管是超声探头上下移动的通道，预埋在砼内，必须保证整个声测管内的畅通，不能有任何异物阻塞管内。声测管共有3根，固定在钢筋笼架立筋内侧，如图所示，各段声测管用螺丝口上下相连或者用套管焊牢密封。埋设声测管详细事项如下声测管尺寸采用外径54MM声测管，壁厚35MM。声测管的检查安装声测管前应检查钢管，不得有变形的异物（例如加工螺纹的金属屑等）阻塞其中。声测管的连接和密封声测管下底用A3钢板，规格7010焊死，上端应加盖帽，不得漏水。管与管接头处用套管（6435）焊牢密封。为防止泥浆进入，丝口上缠上胶带。声测管的安装3根声测管呈正三角形固定在架力筋内侧，3根声测管彼此平行。可用粗铅丝每2米绑扎，或焊接圆环加固，但声测管必须紧贴架立筋内侧。声测管顶应露出桩顶50厘米。施工示意见图8声测管的安装测试前的准备测试前最好开挖到基础底高，外露声波检测管，管内注满清水，封住管口待测。图8声测管的安装6钢筋骨架定位后，立即吊放导管。导管经事先试拼和水密承压和接头抗拉等试验，合格后交付使用，导管内径为300MM，每节长度为180200CM，最声测管543图为引桥桩声测管布置示意图下面一节导管长度不小于5米；导管整体拼装后，由下向上用油漆标注尺寸，以便计算导管的总长度和精确计算导管在混凝土中的埋置深度。下放导管时，应使导管尽量位于孔的中心部位垂直下沉，防止导管碰撞钢筋骨架。导管底端距离孔底距离约为30CM，导管总长根据孔深和浇筑平台的高程经计算确定。导管的提升与下降可用钻机上副卷扬机进行起吊。导管吊装定位后立即吊装储料斗，储料斗的提升用钻机上主卷扬机。储料斗的大小应考虑浇筑灌注桩砼首批砼能确保导管埋深10米以上。3灌注水下混凝土的质量控制31灌注程序（1）灌注水下混凝土前，检测孔底泥浆沉淀层厚度，如大于清孔的要求，则进行二次清孔，直到沉淀层厚度符合要求。（2）混凝土拌和物运到灌注地点时，检查其均匀性和坍落度，如不符合技术规范的要求，进行第二次拌和，二次拌和仍达不到要求，坚决不使用。（3）孔身及孔底得到监理工程师认可和钢筋骨架安放后，立即开始灌注混凝土，并连续进行，不中断。首批混凝土灌注后，立即用特制的测锤，准确测量导管在混凝土中的埋深，保证埋深大于10米以上，在整个灌注过程内，导管出料口深入先灌注的混凝土内至少2米，以防止泥浆及水冲入管内，且不得大于6米。经常测量孔内混凝土面的高程，及时调整导管出料口与混凝土表面的相应位置，并始终予以严密的监视，导管应在无水的状态下填充。（4）灌注的桩顶高程灌注到比设计高出0510米，以保证混凝土质量，多余部分应在接桩前凿除，桩头应无松散层。（5）灌注混凝土时，溢出的泥浆引流至适当地点集中处理，以防止污染或堵塞河道和交通。（6）除图纸另有规定外，地面或最低冲刷线以下部分护筒应在灌注混凝土后拔除。（7）浇筑结束时，应保证混凝土面比设计标高至少高出50CM以上，以防止烂桩头。32灌注过程中容易出现的问题及解决方案（1）桩底沉渣厚使灌注中混凝土与桩底岩基接触不好，影响桩基承载力原因清孔不干净或未进行二次清孔或清孔过程中泥浆比重小，清孔后放置时间过长。预防及解决方法成孔后钻头高于孔底1020CM，慢速空转，进行清孔；使用性能好，比重大的泥浆清孔；清孔过程中特别要注意含沙率的控制；缩短停止清孔至浇筑前时间。（2）卡管浇筑过程中，混凝土下不去。原因初灌时导管距离孔底太低，巅管时导管底部插入沉渣中拔不出来；混凝土配合比差，流动性及和易性差；浇筑时间过长；导管埋设较深；各种机械故障等。预防及解决方法初灌时，导管口离孔底3050CM；保证初灌混凝土量；灌注过程中控制导管埋深在26米之间；随时观察混凝土质量，并不时做塌落度试验。（3）钢筋笼上浮钢筋笼突然向上浮起。原因混凝土塌落度太小或者浇筑速度过快。预防及解决方法控制混凝土塌落度等指标；清孔过程中保证孔内沉渣厚度与含沙率；当混凝土浇筑至钢筋笼底部时，放慢浇筑速度，待浇筑超过其笼底标高时，恢复正常灌注。（4）断桩混凝土连接不连续，桩身截面出现夹层。原因导管底端距离孔底远，使得混凝土被泥浆稀释，造成混凝土不凝固，形成混凝土上的桩体与岩基不凝固的混凝土填充；导管密封不良，进水；拔管过快，使导管离开混凝土