浅谈钻孔灌注桩的施工工艺及质量控制.doc

第页继续教育学院毕业论文题目浅谈钻孔灌注桩的施工工艺及质量控制学生姓名考籍号班级海南自考专业交通土建工程指导教师年月第页浅谈钻孔灌注桩的施工工艺及质量控制学生姓名考籍号站点湖南启开指导教师完成日期年月第页目录摘要钻孔灌注桩的施工工艺施工准备阶段护筒的制作与埋设护筒的制作护筒的埋设成孔施工清洁成孔钢筋笼的制作与安装灌注水下混凝土钻孔灌注桩的质量控制成孔的质量控制采取隔孔施工顺序确保桩身成孔垂直精度确保桩位桩顶标高和成孔深度钢筋笼制作质量和吊放灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔成孔的质量控制原材料的质量控制混凝土的配合比控制混泥土搅拌时间和坍落度的控制常见病害及质量保证措施第页成孔过程中常见病害及质量保证措施护筒冒水桩孔孔壁坍塌桩孔局部缩颈桩孔偏移倾斜孔底沉渣超标成桩过程中常见病害及质量保证措施导管堵塞钢筋笼上浮桩顶砼质量差断桩参考文献致谢第页浅谈钻孔灌注桩的施工工艺及质量控制摘要钻孔灌注桩作为高架桥的基础其质量控制在高架桥的施工质量控制中起着至关重要的作用本文结合温州市瓯海大道西段快速路工程标的具体施工情况浅谈一下钻孔灌注桩的施工工艺及质量控制温州市瓯海大道快速路工程起自金丽温高速公路终于南塘大道四标段起终点桩号为均为高架桥梁高架桥包括米主线高架桥梁和对平行匝道桥号匝道桥主线高架桥包括联标准段联大跨段联异型段本标段共有五种类型的钻孔灌注桩均为嵌岩桩以中风化凝灰岩为持力层其中钻孔桩均需埋设声测管钻孔灌注桩的施工工艺第页钻孔灌注桩施工工艺流程是施工前准备工作埋设护筒钻孔清孔安放钢筋笼灌注水下混凝土施工准备阶段平整场地清除杂物回填土应夯打密实如果桩位在水中应设置围堰或搭设工作平台各测量控制点和水准点经自检闭合后报监理复核用混凝土固定以利保存用全站仪进行桩位放样桩位测定分初复两次进行埋护筒前初测护筒埋设后复测打入钢筋作为钻孔定位标志用水准仪测定护筒标高报监理复核后方可就位施工桩位之间的距离校核可用钢尺丈量挖泥浆池沉淀池储水池准备合格粘土或膨润土在钻孔灌注桩施工前查清地下管网情况尽早采取措施迁走桩位上的地下障碍物接通水源电源护筒的制作与埋设护筒有固定桩位保护孔口隔离地面水和保持孔内水位高出地下水位或施工水位以维护孔壁不致坍塌等作用是钻孔灌注桩施工不可少的设备护筒的制作为方便使用护筒一般采用厚的钢板卷制而成每节长为可制成整圆形或两个半圆形拼接采用何种形式可由使用要求决定护筒的内径应稍大于钻孔桩设计直径用回转钻机钻孔的宜大于用冲击锥冲抓钻钻孔的宜大于护筒连接处要求筒内无突出物应耐拉压不漏水护筒的埋设护筒埋设时其中心应对准测量标定的桩位中心并应严格保持护筒垂直注意护筒位移除设计另有规定外平面允许误差为竖直线倾斜不大于高度要求护筒高度宜高出地面当在水中时如地质良好不易坍孔宜高出施工最高水位如地质不良容易坍孔宜高出施工最高水位对于用正循环钻机时并应加出渣孔的高度第页深度要求护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定一般情况埋置深度为特殊情况应加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行护筒埋设可用压锤击振动等方法使护筒下沉到必要的深度成孔施工开钻前应充分检查钻机安装就位是否准确无误钻具联结是否牢固钻架安放是否稳固避免钻进中出现倾斜沉陷和移位等现象以保证孔井的垂直度钻进速度的控制要根据土层情况孔径孔深供水或供浆量的大小钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定松软的土层钻进速度一定要慢以防泥浆未形成保护膜而导致塌孔初期钻进速度不要太快在孔深以内不超过以后不要超过一次钻进过程中经常测试泥浆指标变化情况并注意调整钻孔内泥浆浓度本工程地下水位埋深米泥浆压力超过水压力可满足施工规范要求严格按照规范控制泥浆比重以利护壁防坍和浮渣经常注意观察钻孔内附近地面有无开裂或护筒桩架是否倾斜经常检查机具运转情况发现异常立即查清原因及时处理钢丝绳和润滑部分必须每班检查小工具如扳手榔头撬棍用保险绳栓牢防止掉入孔内应采用分班联系作业各班组应作详实的钻孔施工记录钻孔达到设计要求后报请监理工程师检查其孔径深度垂直度和嵌岩深度经认可后方能终孔清洁成孔钻孔到设计深度施工单位提出终孔要求需由现场监理工程师决定并进行孔径孔深倾斜率的验收验收方法是制造一个长度等于倍桩径直径等于孔径的钢筋笼将钢筋笼吊放入孔并顺利放到设计要求的孔底说明孔径和倾斜率达到要求孔深用测绳和钢尺丈量钢筋笼放不到底时还需要修孔直至孔壁铅直钢筋笼能顺利放到底为止清孔方法是用原浆换浆法清孔清孔后泥浆指标比重之间含砂量小于粘度清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位防止塌孔清孔达到要求后由监理工程师再次验收孔深泥浆和沉渣厚度经监理工程师签证再进行下道工序钢筋笼的制作与安装第页钢筋进场必须具有合格证每批材料每种规格均需抽样检查合格后方可使用每种规格的钢筋按照进行一组抽样检查抽样检查合格后方可进行钢筋笼的制作钢筋必须满足现场施工的用量要求并有一定余量钢筋笼需预先制作待用钢筋焊接试验按每个接头进行一组试验钢筋笼的制作钢筋笼制作必须严格按设计图和规范要求执行一般分段进行钢筋笼的制作吊放时主筋采用电焊焊接同一截面内钢筋接头数不大于总数的最短节段放在底部搭接焊要求搭接长度单面焊不小于双面焊不小于焊条一般用字头型号如焊条以保证钢筋笼焊接质量钢筋笼外侧的定位钢筋可用混凝土垫块绑扎在主筋上也可直接用钢筋扁铁弯曲成型并焊接在主筋上以保证主钢筋保护层厚度主筋保护层厚度不小于钢筋笼的安装钢筋笼放置时对准孔位吊直扶正缓缓下放避免碰撞孔壁随时观察孔内水位变化到设计标高时即固定钢筋笼顶端要焊接吊挂筋高出钢护筒钢筋笼就位后吊挂筋支承在护筒顶的枕木上不能直接放在护筒上钢筋笼下端加焊箍筋一道防止主筋插入孔壁或卡挂导管当最后灌注的混凝土开始初凝时即应割断钢筋笼顶端的吊挂筋使之不影响混凝土的收缩避免两者的粘结力受损失超声波检测桩的钢筋笼要安装镀锌钢管与箍筋连接要保证检测钢管不漏水灌注水下混凝土一般采用直径导管灌注水下混凝土导管每节长度导管使用前需仔细检查导管的焊缝进行试拼并做封闭水试验分钟不漏水为宜导管安装时底部应高出孔底导管埋入混凝土内深度最深不超过初次埋入深度最浅不小于首盘混凝土数量应满足导管埋入混凝土深度和填充导管底部空间的要求所需混凝土数量可参考下式计算式中灌注首批混凝土数量桩孔直径第页桩孔底至导管底端距离一般为导管初次埋置深度导管内径桩孔内混凝土达到埋置深度时导管内混凝土柱平衡导管外压力所需要的高度混凝土拌和物应有良好的和易性在运输和灌注过程中应无显著离析泌水现象灌注时应保持足够的流动性其坍落度宜为混凝土运至浇筑地点后发生离析严重泌水或坍落度不符合要求时应进行第二次搅拌二次搅拌时不得任意加水确有必要时可同时加水和水泥以保持其原水灰比不变如二次搅拌仍不符合要求则不得使用为防止钢筋笼上浮当灌注的混凝土顶面距钢筋笼底部左右时应降低混凝土的灌注速度当混凝土拌和物上升到骨架底口以上时提升导管使其底口高于骨架底部以上即可恢复正常灌注速度导管提升速度要慢速度宜保持在整个浇筑过程中一般应避免水平移动导管本工程要求混凝土实际灌注高度比设计桩顶标高高出米以保证设计标高以下的混凝土符合设计要求混凝土浇筑结束之前及时计算充盈系数其值不得小于也不宜大于混凝土要连续浇注中断时间不得超过分钟单桩混凝土灌注时间不宜超过小时浇筑混凝土过程中应有专人指挥认真制作混凝土试块试块模具采用尺寸为的标准模具试块脱模后应置于标养室中养护钻孔灌注桩的质量控制成孔的质量控制成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分其质量如控制得不好则可能会发生塌孔缩径桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降因此在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作采取隔孔施工顺序第页钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同打人桩是将周围土体挤开桩身具有很高的强度土体对桩产生被动土压力钻孔混凝土灌注桩则是先成孔然后在孔内成桩周围土移向桩身土体对桩产生动压力尤其是在成桩初始桩身混凝土的强度很低且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施确保桩身成孔垂直精度这是灌注桩顺利施工的一个重要条件否则钢筋笼和导管将无法沉放为了保证成孔垂直精度满足设计要求应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施并于成孔后下放钢筋前作井径井斜超声波测试确保桩位桩顶标高和成孔深度在护筒定位后及时复核护筒的位置严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于并认真检查回填土是否密实以防钻孔过程中发生漏浆的现象在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化为准确地控制钻孔深度在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当或在提钻具时碰撞了孔壁就可能会发生坍孔沉渣过厚等现象这将给第二次清孔带来很大的困难有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣因此在提出钻具后用测绳复核成孔深度如测绳的测深比钻杆的钻探小就要重新下钻杆复钻并清孔同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题因其最大收缩率达为提高测绳的测量精度在使用前要预湿后重新标定并在使用中经常复核为有效地防止塌孔缩径及桩孔偏斜等现象除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外还根据不同土层情况对比地质资料随时调整钻进速度并描绘出钻进成孔时间曲线当钻进粉砂层进尺明显下降在软粘土钻进最快左右在细粉砂层钻进都是左右两者进尺速度相差很大钻头直径的大小将直接影响孔径的大小在施工过程中要经常复核钻头直径如发现其磨损超过就要及时调换钻头钢筋笼制作质量和吊放钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径长度规格数量和制作质量在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的因此吊环长度是根据底梁标高的变化而改变所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度以第页确保钢筋的埋入标高满足设计要求在钢筋笼吊放过程中应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量对质量不符合规范要求的焊缝焊口则要进行补焊同时要注意钢筋笼能否顺利下放沉放时不能碰撞孔壁当吊放受阻时不能加压强行下放因为这将会造成坍孔钢筋笼变形等现象应停止吊放并寻找原因如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的应提出后重新垂直吊放如果是成孔偏斜而造成的则要求进行复钻纠偏并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼钢筋笼接长时要加快焊接时间尽可能缩短沉放时间灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔清孔的主要目的是清除孔底沉渣而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣使沉渣中的岩粒砂粒等处于悬浮状态再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔最终将桩孔内的沉渣清干净这就是泥浆的排渣和清孔作用从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用我们可以看出泥浆的制备和清孔是确保钻子桩工程质量的关键环节因此对于施工规范中泥浆的控制指标粘度测定含砂率不大于胶体率不小于等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制不能就地取材而要专门采取泥浆制备选用高塑性粘土或膨润土拌制泥浆必须根据施工机械工艺及穿越土层进行配合比设计灌注桩成孔至设计标高应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔直到孔口返浆比重持续小于测得孔底沉渣厚度小于即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实以防止漏气漏浆而影响灌注由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部最终不能被混凝土冲击反起而成为永久性沉渣从而影响桩基工程的质量因此必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后应立即进行水下混凝土的灌注工作成孔的质量控制原材料的质量控制为确保成桩质量要严格检查验收进场原材料的质保书水泥出厂合格证化验报告砂石化验报告如发现实样与质保书不符应立即取样进行复查对不合格的材料如水泥砂石水质严禁用于混凝土灌注桩混凝土的配合比控制钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注混凝土的离析现象还会存在但良好的配合比可减少离析程度因此现场的配合比要随水泥品种砂石料规格及含水率第页的变化进行调整为使每根桩的配合比都能正确无误在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性严格计量和测试管理并及时填入原始记录和制作试件混泥土搅拌时间和坍落度的控制为防止发生断桩夹泥堵管等现象在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度混凝土坍落采用并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在不宜大于和小于严禁把导管底端提出混凝土面当灌注至距桩顶标高时应及时将坍落度调小至以提高桩身上部混凝土的抗压强度在施工过程中要控制好灌注工艺和操作抽动导管使混凝土面上升的力度要适中保证有程序的拔管和连续灌注升降的幅度不能过大如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁导致孔壁下坠或坍落桩身夹泥这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生在灌注过程中必须每灌注左右测一次混凝土面上升的高度确定每段桩体的充盈系数建筑施工操作规程规定桩身混凝土的充盈系数必须大于常见病害及质量保证措施成孔过程中常见病害及质量保证措施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位移造成成孔偏斜甚至无法施原因分析埋设护筒时周围填土不密实或护筒内水位相差太大或钻头起落时碰撞解决措施埋护筒时坑底与四周选用最佳含水量的粘土层分层夯实在护筒适当高度开孔使护筒内保持有的水头高度起落钻头时防止碰撞护筒桩孔孔壁坍塌成孔中或成孔后孔壁不同程度塌落原因分析第页主要是由于土质松散加之泥浆护壁不好护筒埋设不好筒内水位不高提住钻头钻进钻头钻速过快或空钻时间太长都易引起钻孔下部坍塌或成孔后待灌时间和灌注时间过长解决措施在松散易坍土层中适当深埋护筒密实回填土使用优质泥浆提高泥浆比重和粘度升高护筒终孔后补给泥浆保持要求的水头高度保证钢筋笼制作质量防止变形吊放时要对准孔位吊直扶稳缓缓下沉防止碰撞孔壁成孔后待灌时间一般不应超过并应尽快灌注速度缩短灌注时间在钢筋笼未下入孔内情况下将砂粘土混合物回填到坍孔深以上或全孔回填并密实后再用原径钻头和优质泥浆扫孔在钢筋笼碰孔壁而引起轻微坍塌的情况下用直径小于钢筋笼内径的钻头以优质泥浆扫孔或用导管清孔桩孔局部缩颈指局部孔径小于设计孔径原因分析泥浆性能欠佳失水量大引起塑性土层吸水膨胀或形成疏松蜂窝状厚层泥皮邻桩施工间距和时间间隔不当土层中应力尚未消散新孔孔壁软土流变钻头直径磨损过大解决措施采用优质泥浆控制泥浆比重和粘度降低失水量当设计桩距时应跳隔根桩施工或新桩孔尽可能在邻桩成桩后开钻桩孔偏移倾斜成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲原因分析钻机安装不平或钻台下有虚土产生不均匀沉桩架不稳钻杆导架不垂直钻机磨损部件松动护筒埋设偏斜钻杆弯曲主动钻杆倾斜遇旧基础或大弧石等地下障碍物土层软硬不均或基岩倾斜解决措施钻机安装周正水平稳固护筒不偏斜钻杆不弯曲主动钻杆保持垂直增添导向架控制提引水龙头尽可能采用钻铤加压清除地下障碍物除软硬互层采用轻压慢转技术参数外从软塑粘土层尤其流塑粘土层和砂层进入硬塑粘土层或从软土层进入基第页岩时笼状钻头下端的锥形导向小钻头需改用平底导向小钻头或者直接用不带导向小钻头的平底钻头钻进孔底沉渣超标原因分析泥浆过稀清孔未净清孔泥浆比重过小钢筋笼吊放未垂直对中碰刮孔壁泥土坍落孔底或清孔后待灌时间过长泥浆沉淀等解决措施终孔后钻头提离孔底保持慢速空转维持循环清孔时间不少于清孔采用优质泥浆控制泥浆比重和粘度不要直接用清水置换钢筋笼垂直缓放入孔避免碰撞孔壁清孔完毕立即迅速灌注混凝土采用导管二次清孔冲孔时间以导管内侧量的孔底沉渣厚度达到规范要求为准提高混凝土初灌时对孔底的冲击力导管底端距孔底控制在初灌混凝土量必须满足导管底端能埋入混凝土中的要求成桩过程中常见病害及质量保证措施导管堵塞灌注过程中混凝土在导管中不能下落影响灌注工作顺利进行原因分析初灌时导管离孔底太近隔水塞堵管粗骨料粒径过大混凝土坍落度不合要求和易性流动性差拌合不均匀产生离析导管连接部位和焊缝不密封发生漏水管内形成水塞等解决措施控制导管底与柱孔底的间距一般为防止隔水栓卡管加强对水下混凝土质量的控制选用级配良好的中砂控制粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的且小于控制水灰比或适当掺加外加剂保证水下混凝土良好的流动性和和易性导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验防止因导管进水导致离析及卡管钢筋笼上浮指钢筋笼的位置高于设汁位置的现象上浮较大时降低了桩体抗水平剪切能力原因分析钢筋笼放置初始位置过高或过低混凝土流动性过小导管在混凝土中埋置深度过大以上钢筋笼被混凝土顶托上浮导管掩埋过长提升时易摇晃难以对准笼的中心第页易发生挂笼现象导管提升过猛混凝土下沉太快瞬时反冲力使钢筋笼上浮钢筋笼制作质量不佳或吊装下当而变形桩孔倾斜钢筋笼随之而变形增加了混凝土上升阻力解决措施钢筋笼放置初始位置准确无误并与孔口固定牢固加快浇灌速度缩短浇灌时间或添加缓凝剂防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小混凝土靠近笼底时控制导管埋深尽量减少串插导管改用转动导管密实混凝土钢筋笼制作平直不变形导管正常埋置深度一般控制在最大不超过而便于转动移位钢筋笼上升时停止浇灌混凝土检查埋管深度拆除部分导管保持埋管导管钩挂钢筋笼时要下降导管转动移位脱钩后上提桩顶砼质量差指桩顶段混凝土疏松夹泥断裂等质量问题上部桩身由于缺乏压力与桩周土接触应力低而受荷时桩身上部荷载应力最大因此桩身破坏最易在上部发生原因分析没有堪测混疑土面预加的灌注混凝土高度不足上部压力小混凝土密度低导管内混凝土高度减少超压力降低而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加比重增大混凝土升顶困难甚至与泥浆浮浆接触掺混造成夹泥疏松离析导管缩短重量减轻导管上下串插图难或串插程度不够护筒起拔过猛或起拨护筒不垂直使护筒粘带未初凝的混凝土导致混凝土抗拉强度低而掺入泥浆形成夹泥或断裂面等解决措施勤测混凝土面并在桩顶设计标高以上加灌一定高度的混凝土其最小高度不宜小于桩长的且不小于以保证设计标高以下的混凝土符合设计要求孔口加水稀释渣浆冲出部分稠浆减小泥浆比重导管重量减轻时可以改为人工左右转动导管加压串插密实混凝土护筒吊绳要周正起拔护筒要稳慢混凝土疏松夹泥断裂可采用压浆补强或补桩断桩混凝土凝固后不连续中间被泥沙等填充影响了桩身的整体性降低了桩体强度和承载力以致不能满足设计要求原因分析坍落度损失大的配方和浇灌过程不连续是造成断桩的重要原因灌注过程中发生埋管卡管及其他一些情况都将造成断桩第页解决措施按有关规范要求通过计算和试配确定混凝土配合比混凝土应具良好的和易性和流动度坍落度损失应能满足灌注要求初凝时间应为正常灌注时间的倍要求灌注过程连续快速防止出现上述埋管卡管及其他情况参考文献孙力文桥梁钻孔灌注桩施工质量缺陷产生原因和处治实践浙江交通科技朱世宏钻孔灌注桩断桩事故及其处理土工基础王立平超长钻孔灌注桩施工技术山西建筑公路桥涵施工技术规范公路工程质量检验评定标准致谢通过两年时间的自学考试我终于完成了长沙理工大学自考专升本的所有课程在此我感谢一直关心我的老师们和我的家人谢谢你们一路对我的鼓励和支持我才得以顺利毕业毕业以后我将继续进行深造学习拿到本专业的高含金量的证书为自己以后就业择业打下坚实的基础我将用我所学尽职尽责服务岗位为国家建设做出贡献第页路漫漫其修远兮吾将上下而求索