畢業(yè)論文（設計）鉆孔灌注樁的施工工藝及質量控制

1、 畢業(yè)綜合實訓畢業(yè)論文（設計）xx工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計） 題 目 鉆孔灌注樁的施工工藝及質量控制 分 院 建筑工程分院 專 業(yè) 建筑工程技術 班 級 姓 名 學 號 指導教師 20 年 月 日 鉆孔灌注樁的施工工藝及質量控制摘 要 鉆孔灌注樁是指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔、鋼管擠土手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，鉆孔灌注樁是按灌注樁系成樁方法分類而定義的一種樁型。 本文從實際工作實踐（xx縣人民法院綜合大樓工程）出發(fā)。先介紹了鉆孔灌注樁的施工工藝包括施工流程、施工機械、及重點介紹的施工方法,再根據(jù)施工工藝及流程，對本工程涉及的素填土，粘土層中影響鉆孔灌注

2、承載力因素分析，接下來對該工程樁施工過程中出現(xiàn)的導管進水、鋼筋籠上浮等事故問題進行分析并淺談處理方法并敘述采取的防治措施。 總結鉆孔灌注樁具有施工設備簡單、工藝較復雜、隱蔽性大等特點，必須嚴格按照施工規(guī)范操作。關鍵詞 鉆孔灌注樁 施工工藝 質量控制 目 錄前 言4一、工程概況5二、鉆孔灌注樁施工工藝及技術措施（根據(jù)xx人民法院具體分析總結）72.1施工流程 72.2施工機械 92.3施工方法82.3.1 測量定位82.3.2 埋設孔口護筒82.3.3 成孔施工92.3.4 成孔驗收92.3.5 鋼筋籠制作92.3.6 鋼筋籠安放112.3.7 澆注水下混凝土11三、對特定土層中影響鉆孔灌注樁承

3、載力的因素分析163.1 孔徑不足形成的原因及對鉆孔灌注樁承載能力的影響。163.2 泥漿對鉆孔灌注樁質量的影響。173.3 樁底沉渣厚度對鉆孔灌注樁承載能力的影響。173.4 樁身垂直度與鉆孔灌注樁承載能力的關系。18四、對鉆孔灌注樁施工工藝及質量事故的研究194.1 成孔過程中出現(xiàn)的質量問題及防治措施194.1.1 護筒冒水194.1.2 鉆孔偏斜194.2 下砼灌注過程中出現(xiàn)的質量問題及防治措204.2.1 卡管204.2.2 筋籠上浮20結論21參考文獻22前 言 鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。灌注樁由最早的100多年前的1893年，因為工業(yè)的發(fā)展以及人口的增長，高層建筑

4、不斷增加，但是因為好多城市的地基條件比較差，不能直接承受由高層建筑所傳來的壓力，地表以下存在著厚度很大的軟土或中等強度的黏土層，建造高層建筑如仍沿用當時通用的摩擦樁，必然產(chǎn)生很大的沉降，鉆孔灌注樁由此而生。 論文正文首先根據(jù)工程的地質、水文、周圍環(huán)境等情況接下來針對工程的難點和特點論述該工程鉆孔灌注樁具體施工過程，包括放樁、護筒埋設、泥漿制備與循環(huán)、鉆孔、清孔、鋼筋籠的安放、灌注混凝土等各主要施工工法和質量的控制要點；接著對本工程中的土層中影響鉆孔灌注樁承載力分析。再結合本工程施工中出現(xiàn)的鉆孔偏斜、卡管、導管進水、鋼筋籠上浮等事故的原因進行分析，并敘述采取的防治措施。鉆孔灌注樁屬于地下或水下隱

5、蔽工程，如果施工中操作不當，就可能會出現(xiàn)卡管、坍孔、鉆孔偏斜、斷樁等質量缺陷，影響樁身的完整性和單樁承載能力，從而對整個工程安全造成威脅。由此在事故發(fā)生前的施工中采取一定的防治措施來減小事故發(fā)生顯得極其重要。因此，有必要針對具體工程、地質等條件，探討鉆孔灌注樁的施工過程及質量控制方法，以確保工程治理質量。 一、工程概況 論文根據(jù)工程xx縣人民法院審判法庭綜合大樓遷建大樓工程編寫。工程地點：xx縣縣城新區(qū)瀆浦路以西、玉蒼路以北地塊；工程規(guī)模：總建筑面積21131，其中地上面積17111，地下室4020。地下一層，地上12層，框架結構；總建筑高47.4m。工程地質情況：根椐勘察地質報告，其施工涉及

6、到的土層自上而下依次為：素填土：灰、灰黃色，松散狀，主要由塊石、碎石、砂等組成，為人工新遷回填而成，全場均有分布。黏土：灰黃色，軟塑可塑狀，中高壓縮性，含氧化斑點和炭化物，干強度高，搖震反應無，切面光滑。1含細砂淤泥：青灰色、流塑狀，高壓縮性，含貝殼碎屑和1030粉細砂，局部含有薄層狀細砂，該層全場均有分布；2淤泥：青灰色，流塑狀，高壓縮性，干強度中等，搖振反應無，切面光滑，含少量粉細砂，貝殼碎屑和半炭化物。場地水文地質條件：場地內(nèi)地下水主要為賦存于淺部粘性土中的孔隙水與下部圓礫層的孔隙承壓水?？紫稘撍x存介質主要為黏土含砂淤泥，水徑流條件較差，水量小，主要接受大氣降水的補給，排泄以蒸發(fā)為主，

7、地下水位埋深0.601.20 m，地下水位變幅較小，一般小于2.0 m，孔隙承壓水賦存介質為埋深大于73 m的圓礫層，水位10.015.0m，變幅較小。圖6-1 樁位布置圖（包括工樁程、塔吊樁、圍護樁）二、鉆孔灌注樁施工工藝及技術措施（根據(jù)xx人民法院具體分析總結）2.1施工流程 圖6-2 鉆孔灌注樁施工流程圖選用xud回旋鉆機：包括鉆頭、鉆管、導管、護筒等。圖6-3 鈦合金鉆頭 圖6-4 xud回旋鉆機 2.3施工方法2.3.1 測量定位 根據(jù)甲方提供的紅線區(qū)和水準點資料，由專職測量員用j2經(jīng)緯儀依照設計圖紙建立軸線控制網(wǎng)，并埋設永久性標志，控制點盡量布設在非施工區(qū)域，再依據(jù)設計圖紙放置樁位

8、。用水準儀測算其標高。2.3.2 埋設孔口護筒 孔口地層松散、松軟，成孔孔口坍塌時，孔口埋設鋼護筒護孔壁。護筒施工：a.護筒應堅實、不漏水。護筒入土較深時，宜以壓重、振動、錘擊或輔以筒內(nèi)除土等方法沉入。護筒接頭處要求內(nèi)部無突出物，能耐拉、壓。 b.護筒內(nèi)徑應比樁徑稍大。護筒頂端至少應高出地面。 c.護筒埋設后，四周需用粘土回填、壓實，防止鉆孔時漿液漏失。2.3.3 成孔施工a.成孔質量標準表2-1 成孔質量標準表序 號項 目標 準1樁徑允許偏差d.+0.10d2垂直度允許偏差(%)1/100樁位允許偏差設計要求 b.成孔操作要求 (a)鉆機就位后將機架底盤調平，機桿與面架底盤垂直。(b)開鉆時

9、檢查鉆機葉片直徑，深度達到是首先自檢，待自檢合格后報監(jiān)理機構驗收。 2.3.4 成孔驗收 鉆孔達到設計孔深后，用測深錘測量校正孔深。自檢質量合格無誤后，請現(xiàn)場監(jiān)理驗孔，經(jīng)監(jiān)理驗收合格后，轉入下道工序施工。2.3.5 鋼筋籠制作a. 進場鋼筋(a)凡按設計施工圖所配各種受力鋼筋均應有鋼材出廠合格證、質量保證書，且機械性能和化學成分指標符合設計要求和有關規(guī)范規(guī)定，每進一批都必須做物理力學性能試驗，焊條的牌號要與鋼筋的性能相適應。(b)質保書復印件清晰，且應填寫單位工程名稱，使用部位、調拔數(shù)量及時間，經(jīng)手人簽字，原件存放處，中轉單位蓋經(jīng)印。(c)進場鋼筋應由質量員進行驗收，確認鋼筋無銹蝕、油漬等，才

10、可入庫。b鋼筋籠制作標準見下表。 表2-1 鋼筋籠制作標準表項 目主筋間距箍筋間距鋼筋籠直徑鋼筋籠長度保護層允許偏差 mm10201010020 c.鋼筋籠制作要求 (a)鋼筋籠制作前應清除鋼筋表面污垢、銹蝕，鋼筋下料時應準確控制下料長度。 (b)鋼筋籠采用環(huán)形模制作，制作場地保持平整。 (c)鋼筋籠焊接選用e4303焊條，焊縫寬度不應小于0.7d，厚度不小于0.3d。 (d)鋼筋籠焊接過程中，應即時清渣，鋼筋籠兩端的加強箍與主筋應全部點焊，必須焊接牢固，其余部分按設計要求進行焊接。 (e)鋼筋籠主筋連接根據(jù)設計要求，采用單面焊接， 焊縫長度10d，且同一截面接頭數(shù)50錯開。(f) 在每只鋼筋

11、籠上、下各設置一道鋼筋定位控制件，每道沿圓周布置3只。保護層厚度為50mm。(g) 成型的鋼筋籠應平臥堆放在平整干凈的地面上，堆放層數(shù)不應超過2層。圖6-5 9米的鋼筋籠 2.3.6 鋼筋籠安放 a.鋼筋籠安放標高，可由護口管頂端處的標高來計算，安放時必須保證樁頂?shù)脑O計標高，允許誤差為100mm。 b.鋼筋籠下放時，應對準孔位中心，一般采用正、反旋轉慢慢地逐步下沉，防止碰撞，放至設計標高后應立即固定。 c.當提升導管時，必須防止鋼筋籠被拔起。澆注混凝土時，必須采取措施，以便觀察和測量鋼筋籠可能產(chǎn)生的移動并及時加以處理。2.3.7 澆注水下混凝土a.原材料試驗：a).水泥所采用的水泥必須合格，有

12、正規(guī)的出廠合格證，當?shù)厮鄠浒缸C。所有進場水泥都應以一個批號為單位去做物理性能實驗，不同廠家不同標號每批應做全套物理試驗。水泥質保書復印應清晰，且應填寫使用單位工程名稱，結構部位，注明使用的水泥編號及經(jīng)手人簽字。袋裝水泥現(xiàn)場取樣，屬回旋窖，安定性必做，強度可5個批次做1個，屬質量比較穩(wěn)定水泥，安定性必須做，強度可兩批做一個。袋裝水泥試驗以同一個水泥廠標號、同一品種、同一生產(chǎn)時間、同一進場日期的水泥200t為一個驗收批，不足200t變?yōu)橐慌?。散裝水泥，供應商根據(jù)海運、陸運水泥進倉批號，質保書到倉庫取樣，對每一個批號的水泥都必須做安定性、強度試驗，現(xiàn)場取樣，同品種、同標號的回轉窖水泥每100t（5

13、罐）為一批。b)砂根據(jù)砂的細度模數(shù)：粗砂（mx為3.7-3.1）,中砂為(mx為3.0-2.3),細砂mx為2.2-1.6)。配合比要根據(jù)實際使用的砂做。砂的含泥量應保證在規(guī)范要求之內(nèi)。c)石子石子的級配比較合理，對粒徑大級配差的石子禁止進場。石子的含泥量規(guī)范要求不大于1%，對于含泥量圈套的石子要及時沖洗后使用。d)水水中不應含有影響水泥正常凝結與硬化的有害物質。污水、ph值小于4的酸性水和含大量硫酸根的水均不能作攪拌砼用水。b.一般要求 a)施工采用試驗室提供的混凝土配合比施工。 b)水下混凝土用的水泥、集料、水、外摻劑以及混凝土的配合比設計、拌和、運輸?shù)缺仨毞弦?guī)范的規(guī)定。 c)混凝土運至

14、澆注地點時，應檢查其均勻性和坍落度。如不符合要求，易造成澆灌不暢或堵管，故不得使用。 d)水下混凝土澆注應連續(xù)進行，單樁澆灌時間不宜超過4小時。 e)導管應采用直徑不小于200mm的管節(jié)組成，接頭應具備裝卸方便，連接牢固，并帶有密封圈，保證不漏水不透水，目的為避免水進入導管，導致砼離析堵管。導管的支承應保證在需要減慢或停止混凝土流動時使導管能迅速升降。 f)導管在任何時候必須保證在無氣泡和水泡的情況下充滿混凝土直到漏斗底部。出料口必須埋在已澆注的混凝土中2m以上，并應不大于8m。 g)澆注混凝土的數(shù)量應作記錄，應隨時測量并記錄導管埋置深度和混凝土的表面高度。 h)澆注過程中，應將孔內(nèi)溢出的泥漿

15、引流至泥漿池處理，防止周圍的環(huán)境。 i)如果導管中的混凝土混入空氣和水，必須立即報告監(jiān)理工程師，并向監(jiān)理工程師提出補救措施請求批準。 c.澆注方法 a)混凝土灌注前、清孔完畢后，應迅速安放混凝土漏斗與隔水板，并將導管提離孔底0.5m。混凝土初灌量必須保證能埋住導管0.81.3m，初灌量選用0.6m3。 b)每次灌注，必須按規(guī)定測坍落度二次，應做好試塊一組(三塊)，試塊應標明樁號、日期、并放入水中養(yǎng)護。 c)灌注過程中，導管埋入深度宜保持在3m8m之間，最小埋入深度不得小于2m（埋深過多易造成埋管事故，過少易使導管埋深無法保證）。澆灌混凝土時隨澆隨提，嚴禁將導管提出混凝土面或埋入過深，一次提拔不

16、得超過6m，測量混凝土面上升高度由機長或班長負責。 d)如運到現(xiàn)場的混凝土發(fā)現(xiàn)離析和屬性不符合要求時，應再進行拌制，以防堵塞導管。 e)樁身實際澆注混凝土的數(shù)量不得小于樁身的計算體積的1.05倍，不應超過計算值的1.2倍。 f)混凝土澆灌完畢后，應及時割斷吊筋，等地面以上混凝土初凝再拔出護筒，清除孔口泥漿和混凝土殘漿。g)導管使用后應及時清除管壁內(nèi)外粘附的混凝土殘漿，以防再次使用時阻塞導管。 d.鉆孔樁水下混凝土的質量應符合下列要求： a)強度應滿足設計要求。 b)無斷層或夾層。c)樁頭鑿除預留部分后，無殘余松散層和薄弱混凝土層。 圖6-6 灌注混泥土后的成樁三、對特定土層中影響鉆孔灌注樁承載

17、力的因素分析 樁側、樁端土層性質、樁身混凝土質量等都會影響鉆孔灌注樁的承載力。由于樁底軟土、沉淤厚度、成孔時間及技術等會對樁的承載力產(chǎn)生一定影響。軟土的特殊性質，經(jīng)常會出現(xiàn)一些質量問題。坍孔、鉆孔偏斜、擴孔縮孔等都是鉆孔過程中較易出現(xiàn)的質量問題。在實際施工時，必須根據(jù)場地的具體情況,選擇合適的施工機具、清孔方法及成孔時間，增大孔壁粗糙度，減少沉淤及泥皮厚度，以增大樁側阻力；為提高側阻力發(fā)揮，樁端應盡量置于相對較硬的土層上；同時，也要盡量延長成樁時間，避免不必要的超載預壓，以提高樁的承載力；在條件允許的情況下，應盡可能采用后壓漿技術，減少沉降。3.1 孔徑不足形成的原因及對鉆孔灌注樁承載能力的影

18、響?？讖讲蛔阍诠こ虒嵺`中應嚴格控制，否則，容易釀成嚴重質量事故。首先，在粘土地質中鉆孔，縮頸現(xiàn)象時有發(fā)生，特別是在軟塑、流塑狀態(tài)土中鉆孔，如施工不當，更容易引起縮孔或縮頸。其次，在有些情況下，由于施工人員對規(guī)范理解不透，認為鉆孔灌注樁樁徑允許負公差，因而為了降低施工成本，加快鉆進速度，而將鉆頭直徑減小致不足設計樁徑。由于上速原因，造成鉆孔灌注樁孔徑不足的質量問題，將會導致：3.1.1因孔徑不足，使得樁的橫截面和及樁土接觸周邊面積減小，致使鉆孔灌注樁承載能力降低。3.1.2 當縮孔嚴重時，樁身截面嚴重不足，樁本身承載能力大大降低，而這種情況，往往多發(fā)生在樁的上部軟土層內(nèi)，樁在這部分受力一般較大，

19、也較復雜，會因樁身強度不夠而被破壞。3.1.3 當孔徑不足時，鋼筋籠安放比較困難，有時采取加壓或上下抽動鋼筋籠使鋼筋籠就位，會使鋼筋籠變形。這既影響了鋼筋籠正常發(fā)揮作用，同時鋼筋籠變形后，有些部位保護層不夠，使得鋼筋容易銹蝕而縮短使用壽命。3.2 泥漿對鉆孔灌注樁質量的影響。泥漿質量的好壞，也是影響鉆孔灌注樁質量的主要原因，泥漿不僅起護壁作用，而且對鉆孔灌注樁承載能力有較大影響。3.2.1 采用合格的泥漿護壁，其護壁泥皮厚度較薄，一般在2mm左右。當泥漿質量差，含砂率高，稠度大，施工時間長時，容易在孔壁上形成較厚的泥皮，其厚度有時會超過4mm。這將大大降低樁側摩阻力。具有關測試報告，嚴重不合格

20、的泥皮，可使樁側摩阻力降低50%以上。3.2.2 泥漿質量差，含砂率太高時，孔壁泥皮形成隔水膜作用，這即容易引起坍孔，同時也會因孔壁浸泡松軟而降低樁側摩阻力。造成泥漿不合格的原因，主要是有些施工人員認為，泥漿主要是為了護壁，不影響鉆孔灌注樁的質量。只要不坍孔，便可忽視泥漿質量的控制。3.3 樁底沉渣厚度對鉆孔灌注樁承載能力的影響。樁底沉渣太厚，會導致樁底支承能力嚴重降低甚至喪失。特別是對于鉆孔灌注柱樁（端承樁）來說，樁底沉渣太厚，將會造成嚴重質量問題。因而樁底沉渣厚度應嚴格控制在規(guī)范規(guī)定標準之內(nèi)。造成樁底沉渣太厚的原因，主要是因為：1） 首次清孔不徹底；2） 砼灌注前未進行二次清孔；3） 二次

21、清孔與砼灌注時間間隔太長。3.4 樁身垂直度與鉆孔灌注樁承載能力的關系。鉆孔灌注樁垂直度容許偏差為1%。在工程實踐中，若不采取有效措施對鉆孔灌注樁垂直度予以控制，其質量是很難得到保證的。在某工點，采取超聲波孔壁檢測以對樁孔進行檢測發(fā)現(xiàn)，有些樁孔垂直度達到2.8%，嚴重超過規(guī)范規(guī)定標準，另有些樁孔呈s型彎曲。如此將改變樁的實踐受力狀態(tài)，特別是對單樁或單排樁受力結構，其實際承載力大大降低。除此之外，砼質量，砼灌注質量，鋼筋籠制作、安裝等也是影響鉆孔灌注樁質量的主要因素。表列出了影響鉆孔灌注樁質量的各種主要因素的形成原因和后果，并制定了相應的控制措施。四、對鉆孔灌注樁施工工藝及質量事故的研究鉆孔灌注

22、樁由于施工過程環(huán)節(jié)多，易出現(xiàn)各種質量問題，如護筒出水、孔徑傾斜、鋼筋籠上浮、卡管等等。針對xx縣人民法院綜合大樓遷建工程中鉆孔灌注樁出現(xiàn)的一些問題，根據(jù)自己的實習所看所聞所悟到以及師傅的教導就鉆孔灌注樁施工過程中易出現(xiàn)的質量問題進行原因分析，并提出防治措施。4.1 成孔過程中出現(xiàn)的質量問題及防治措施 4.1.1 護筒冒水原因：127#工程樁由于埋設護筒時周圍填土不夠密實。 防治措施：在埋筒時坑地與四周應選用最佳含水量的粘土分層夯實；在護筒的適當高度開孔，使護簡內(nèi)保持1.0-1.5m的水頭高度；鉆頭起落時防止碰撞護筒；發(fā)現(xiàn)護筒冒水時應立即停止鉆孔，用粘土在孔壁周圍填實加固，若護筒嚴重下沉或移位時

23、則應重新安裝護筒。 4.1.2 鉆孔偏斜原因分析：經(jīng)專業(yè)儀器測量，發(fā)現(xiàn)56#工程樁出現(xiàn)鉆孔偏斜現(xiàn)象，經(jīng)分析可能存在下列原因： 一是場地平整度和密實度差而導致的鉆機安裝不平整或鉆進過程中發(fā)生不均勻沉降以致鉆孔偏斜；二是鉆桿彎曲、鉆桿接頭間隙大而造成鉆孔偏斜；三是鉆頭翼板磨損不一、鉆頭受力不均造成鉆頭偏離方向；四是鉆進遇軟硬土層交界面或傾斜巖面時鉆壓過高使鉆頭受力不均而造成鉆頭偏離。防治措施：先將場地平整并夯實，軌道枕木均勻著地；安裝鉆機時要求轉盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線，鉆桿偏差控制在20cm以內(nèi)；在不均勻地層中鉆孔時應采用自重大。鉆桿剛度大的鉆機低速鉆進；若斜孔較嚴重的可向樁孔內(nèi)回填塊石

24、和粘土，然后低錘密沖，反復矯正。4.2 下砼灌注過程中出現(xiàn)的質量問題及防治措 4.2.1 卡管原因分析：該工程4號樁機經(jīng)常出現(xiàn)堵管的現(xiàn)象。有人的因素，也有機器的因素。原因是由于灌注導管破漏、灌注導管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注砼的準備時間太長、隔水栓不規(guī)范、砼和易性差、灌注過程中灌注導管埋深過大等。防治措施：灌注導管在安裝前應檢查灌注導管是否存在小孔洞和裂縫、灌注導管的接頭是否密封、灌注導管的厚度是否合格；導管使用前應試拼裝、試壓，試水壓力為0.6-1.0mpa，以避免導管進水；使用的隔水栓直徑應與導管內(nèi)徑相配，其長度應200 mm，同時具有良好的隔水性能，保證順利排出；4.2.2 筋籠上浮原因分析：工地經(jīng)常發(fā)生鋼筋籠上浮的案例，鋼筋籠放置后，灌注砼時被砼流動推動力克服了鋼筋籠自重而上浮，特別是初灌砼自導管流出后沖擊力較大，鋼筋籠被砼拖頂上升。防治措施：鋼筋籠安裝位置定位應準確，用吊筋固定，并用樁機（或重物）連接牢固；另外加快砼灌注速度，縮短灌注時間，防止砼頂層進入鋼筋籠時初凝，流動性變小而頂起鋼筋籠；當發(fā)生鋼筋籠上浮時，應立即停止灌注砼，并準確計算導管埋深和已澆砼面的標高，導管