鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制研究路橋畢業(yè)論文

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1、 鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制研究 摘要:鉆孔灌注樁具有入土深,能入巖,剛度大,承載力高,樁身變形小,可方便的進(jìn)行水下施工等優(yōu)點,已被廣泛應(yīng)用到工程建設(shè)中。隨著鉆孔灌注樁應(yīng)用日益擴(kuò)大,如何保證工程質(zhì)量成為首要問題。雖然鉆孔灌注樁施工正下日益完善,但往往由于工藝不當(dāng)、管理不嚴(yán)、斷樁堵管、少灌等質(zhì)量問題時有發(fā)生。因此,運用科學(xué)的施工工藝,加強(qiáng)過程控制制以確保工程質(zhì)量顯得極為重要。 本文通過闡述鉆孔灌注樁的施工工藝,歸納質(zhì)量控制點,總結(jié)常見質(zhì)量問題,分析質(zhì)量事故發(fā)生的原因,研究相應(yīng)的處理對策,找出質(zhì)量控制的途徑,從而保證鉆孔灌注樁職工質(zhì)量。 關(guān)健詞:鉆孔灌注樁;施工工藝;質(zhì)量控制點;事故預(yù)防

2、 0前言 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(qiáng)度的黏土層,建造高層建筑如仍沿用當(dāng)時通用的摩擦樁,必然產(chǎn)生很大的沉降。于是工程師們借鑒了掘井技術(shù)發(fā)明了在人工挖孔中澆筑鋼筋混凝土而成樁。于是在隨后的50年之后,即20世紀(jì)40年代初隨著大功率鉆孔機(jī)具的研制成功首先在美國問世,二戰(zhàn)后,世界各地特別是歐美發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇與發(fā)展,時至今日,隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異發(fā)展,鉆孔灌注樁在高層、超高層的建筑物和重型構(gòu)筑物中被廣泛應(yīng)用。當(dāng)然,在我國,鉆孔灌注

3、樁設(shè)計及施工水平也得到了長足的發(fā)展。 鉆孔灌注樁的施工工藝 一、施工準(zhǔn)備   1、完成鉆孔灌注樁的定位工作,平整場地,接通水、電,為鉆機(jī)進(jìn)場創(chuàng)造好條件。2、鉆機(jī)、護(hù)筒、鋼筋、泥漿箱及各種相關(guān)材料,準(zhǔn)備到位。3、開工前召開現(xiàn)場技術(shù)交底會,使所有參與鉆孔樁施工的施工人員明確本崗位的具體技術(shù)要求、職責(zé),盡一切力量避免出現(xiàn)斷樁。4、跟商品混凝土廠聯(lián)系有關(guān)標(biāo)號、配合比、坍落度及運輸方面等事宜。5、處理好文明、安全施工有關(guān)事項,包括用電、排污、排放泥漿、三防等。6、備足有關(guān)配件材料,做到開鉆后中途不停站,檢查所有測量儀器及施工機(jī)械,確保無誤。7、清理、清除鉆孔樁樁位內(nèi)雜物保證護(hù)筒

4、順利下放。8、對自備發(fā)電機(jī)組進(jìn)行試機(jī),并進(jìn)行停電時的快速發(fā)電、通電檢驗,確保停電時能快速保證鉆機(jī)重新開鉆。9、位于旱地鉆孔灌注樁采用挖孔埋設(shè)鋼護(hù)筒;位于現(xiàn)狀河道內(nèi)橋梁搭好水上排架。 二、施工方法 1、測量放樣 確定樁位。 2、埋設(shè)護(hù)筒 護(hù)筒就位后,周圍用粘土分層均勻填滿夯實,確保泥漿不外漏,確保護(hù)筒位置正確牢固。護(hù)筒埋好后,測定好護(hù)筒頂標(biāo)高,做好資料,請監(jiān)理復(fù)核認(rèn)可后,鉆機(jī)就位。在樁機(jī)范圍內(nèi)整澆混凝土地坪,挖好泥漿排放溝。確保泥漿不外溢。 3、泥漿循環(huán) 在施工場地附近備置泥漿池(泥漿比重1:3),用于泥漿循環(huán),并及時組織泥漿車進(jìn)行外運。 4、鉆孔 當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計深度,及時停

5、機(jī)。對孔徑、孔深、孔斜率進(jìn)行檢查,自測合格后,報監(jiān)理復(fù)測。 5、第一次清孔 監(jiān)理同意后,開始清孔,用換漿清孔法。當(dāng)泥漿比重為1.03~1.10時,再放鋼筋籠。 6、下鋼筋籠 鋼筋籠制好后,報監(jiān)理驗收合格方可使用。制作原則是:主筋順直,距離均勻,箍筋間距均勻,點焊牢固,保護(hù)層墊塊均勻合理放置,墊塊采用圓墊塊。鋼筋籠連接采用單面搭接焊,長度為10d,持證上崗,保證焊縫飽滿,長度滿足規(guī)范要求。吊放鋼筋籠,確保骨架垂直緩慢下放,控制好鋼筋籠頂標(biāo)高,用兩根鋼筋固定在正確的標(biāo)高位置上,保證鋼筋骨架不下沉不上浮。 7、放導(dǎo)管(1)導(dǎo)管在使用前檢驗好水密性試驗,不合格的接頭不準(zhǔn)使用。保證導(dǎo)管在填充水下混

6、凝土中不漏水,不漏漿,確保樁的質(zhì)量。(2)根據(jù)孔深配制好相應(yīng)的導(dǎo)管節(jié)數(shù),保證安裝時一次性到位。(3)下放導(dǎo)管時,位置保證正確,卡口旋緊。(4)導(dǎo)管底與孔底保證有30—50cm左右的空隙,防止導(dǎo)管進(jìn)入沉淀中,混凝土無法涌出管外。另避免離孔底太高,使第一斗灌注混凝土無法埋住導(dǎo)管口或?qū)Ч苈裆钐伲酀{重新涌入導(dǎo)管內(nèi)形成夾泥,影響成樁質(zhì)量。 8、二次清孔 放好導(dǎo)管后,通過導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔,測定好泥漿比重為1.10左右,沉淀層≤30cm,孔徑、孔深符合設(shè)計要求時,報監(jiān)理同意后,開始澆注混凝土。 9、澆注混凝土[1] 鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制點 質(zhì)量控制點是在施工過程中為了保證工程質(zhì)量而確定的重點控制

7、對象、關(guān)健部位或薄弱環(huán)節(jié)。設(shè)置控制點是保證施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)定要求的前提。 鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制點的選擇原則是:在施工過程中的關(guān)健部位、薄弱環(huán)節(jié)、隱蔽工程以前質(zhì)量不穩(wěn)定工序設(shè)置質(zhì)量控制點。而是否設(shè)置為質(zhì)量控制點,主要是看它對質(zhì)量特性的影響程度、危害大小以及它的質(zhì)量保證的難度大小。為避免出現(xiàn)質(zhì)量通病,保證工程符合國家規(guī)范、規(guī)程的質(zhì)量要求,經(jīng)反復(fù)研究確定鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制點:泥漿的制備、清孔、鋼筋籠制作、水下混泥土的澆筑。 1泥漿的制備 除能自行造漿的土層外,均應(yīng)制備泥漿。泥漿制備應(yīng)選用高塑性粘土或膨脹土。拌制泥漿應(yīng)根據(jù)施工機(jī)械、工藝及穿越土層進(jìn)行配合比設(shè)計。膨潤土泥漿可按下表的性能

8、指標(biāo)制備。 泥漿性能指標(biāo)選擇 鉆孔 方法 地層 情況 泥漿性能指標(biāo) 相對密度 粘度(Pa°s) 含砂率(%) 膠體率(%) 失水率(ml/30min) 泥皮厚(mm/30min) 靜切力(Pa) 酸堿度(pH) 正循環(huán) 一般地層 易坍地層 1.05~1.20 1.20~1.45 16~22 19~28 8~4 8~4 ≥96 ≥96 ≤25 ≤15 ≤2 ≤2 1.0~2.25 3~5 8~10 8~10 反循環(huán) 一般地層 易坍地層 卵石土 1.02~1.06 1.06~1.10 1.10~1.15 1

9、6~20 18~28 20~35 ≤4 ≤4 ≤4 ≥95 ≥95 ≥95 ≤20 ≤20 ≤20 ≤3 ≤3 ≤3 1~2.5 1~2.5 1~2.5 8~10 8~10 8~10 施工期間護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出于地下水位1.0以上,在受水位漲落影響時,泥漿面應(yīng)高出最高水位1.5米以上;在清孔過程中,應(yīng)不斷置換泥漿,直至澆筑水下混凝土;澆筑混凝土前,孔底500mm以內(nèi)的泥漿比重應(yīng)小于1.25,含砂率≤8%,粘度≤28s,在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層中應(yīng)采取維持孔壁穩(wěn)定措施。 2清孔 (1) 清孔要求 ① 鉆孔深度達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后,應(yīng)對孔深、孔徑進(jìn)行檢

10、查,符合要求后方可清孔。 ② 清孔方法應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求、鉆孔方法、機(jī)具設(shè)備條件和地層情況決定。 ③ 在吊入鋼筋骨架后,灌注水下混凝土之前,應(yīng)再次檢查孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)和孔底沉淀層厚度,如超過規(guī)定,應(yīng)進(jìn)行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。 (2) 清孔時應(yīng)注意事項 ① 清孔方法有換漿、抽漿、掏渣、空壓機(jī)噴射、砂漿置換等,可根據(jù)具體情況選擇使用。 ② 不論采用何種清孔方法,在清孔排渣時,必須注意保持孔內(nèi)水頭,防止坍孔。 ③ 不論采用何種清孔方法,清孔后應(yīng)從孔底提出泥漿試樣,進(jìn)行性能指標(biāo)試驗。 ④ 不得用加深鉆孔深度的方式代替清孔。 3鋼筋籠的制作 鋼筋籠的制作允許偏差見表

11、項次 項目 允許偏差(mm) 1 主筋間距 ±10 2 箍筋間距或螺旋筋螺距 ±20 3 鋼筋籠直徑 ±10 4 鋼筋籠長度 ±50 鋼筋籠除符合設(shè)計要求外,尚應(yīng)符合一般規(guī)定:分段制作的鋼筋籠,其接頭宜采用焊接并應(yīng)遵守《混泥土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》GB50204:主筋凈距必須大于混凝土粗骨料粒徑3倍以上;加勁箍宜設(shè)在主筋外側(cè),主筋一般不設(shè)彎鉤,鋼筋籠的內(nèi)徑應(yīng)比導(dǎo)管接頭處外徑大100mm以上;搬運吊裝時,應(yīng)防止變形,安放要求對準(zhǔn)孔位,避免碰撞孔壁,就位應(yīng)立即固定安裝。 鋼筋籠主筋的保護(hù)層允許偏差如下:水下澆筑混凝土樁

12、77;20mm,非水下澆筑混凝土樁±10。 起吊鋼筋籠時,吊點要準(zhǔn)確,保證垂直度,避免傾斜,亂擦孔壁,然后對準(zhǔn)孔位慢慢下放。 4水下混泥土的澆筑 (1)鉆孔灌注樁混凝土采用C25商品混凝土(本工程),坍落度宜控制在18cm~22cm。 (2)澆混凝土前,隔水塞在導(dǎo)管一定高度內(nèi)設(shè)置好,由首灌量計算確定,初灌量確定原則:當(dāng)導(dǎo)管離孔底30~50cm時,保證第一次混凝土下料使導(dǎo)管埋入混凝土中1m以上。首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首次埋置深度(≥1.0m)和填充導(dǎo)管底部的需要,見圖6.5.4,所需混凝土數(shù)量可參考公式計算: 式中:V——灌注首批混凝土所需數(shù)量

13、(m3); D——樁孔直徑(m); H1——樁孔底至導(dǎo)管底端間距,一般為0.4m; H2——導(dǎo)管初次埋置深度(m); d——導(dǎo)管內(nèi)徑(m); h1——樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時,導(dǎo)管 內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外(或泥漿)壓力所需的高度(m),即H1=/; ——混凝土拌和物的重度(取24kN/m3); ——井孔內(nèi)水或泥漿的重度(kN/m3); ——井孔內(nèi)水或泥漿的深度(m)。 (3) 混凝土連續(xù)澆灌。用測繩測得導(dǎo)管埋深為6m,拆導(dǎo)管二節(jié)并保證拆導(dǎo)管后,導(dǎo)管在混凝土內(nèi)埋深>1m,再澆混凝土。也就是控制兩點,第一,導(dǎo)管埋深不宜過大,控制在4-6m之間,過深導(dǎo)管無法

14、拔出導(dǎo)致埋管形成斷樁。第二,導(dǎo)管埋深必須保證最少有2m,防止操作中稍有失誤,導(dǎo)管提升過高、過快,出現(xiàn)導(dǎo)管埋深過小或拔空,涌入泥漿,形成斷樁、夾泥的質(zhì)量事故。(4)混凝土頂標(biāo)高比設(shè)計樁頂標(biāo)高出2米,確保設(shè)計樁頂以上1m內(nèi)混凝土質(zhì)量符合設(shè)計要求。(5)配備一定數(shù)量泥漿車,保證泥漿順利外運。[2] 鉆孔灌注樁質(zhì)量事故的原因和預(yù)防 1、 成孔質(zhì)量問題  ?、偎?   預(yù)防措施:根據(jù)不同地層,控制使用好泥漿指標(biāo)。在回填土、松軟層及流砂層鉆進(jìn)時,嚴(yán)格控制速度。地下水位過高,應(yīng)升高護(hù)筒,加大水頭。地下障礙物處理時,一定要將殘留的砼塊處理清除。孔壁坍塌嚴(yán)重時,應(yīng)探明坍塌位置,用砂和粘土混合回填至坍

15、塌孔段以上1—2m處,搗實后重新鉆進(jìn)。  ?、诳s徑   預(yù)防措施:選用帶保徑裝置鉆頭,鉆頭直徑應(yīng)滿足成孔直徑要求,并應(yīng)經(jīng)常檢查,及時修復(fù)。易縮徑孔段鉆進(jìn)時,可適當(dāng)提高泥漿的粘度。對易縮徑部位也可采用上下反復(fù)掃孔的方法來擴(kuò)大孔徑。   ③樁孔偏斜   預(yù)防措施:保證施工場地平整,鉆機(jī)安裝平穩(wěn),機(jī)架垂直,并注意在成孔過程中定時檢查和校正。鉆頭、鉆桿接頭逐個檢查調(diào)正,不能用彎曲的鉆具。在堅硬土層中不強(qiáng)行加壓,應(yīng)吊住鉆桿,控制鉆進(jìn)速度,用低速度進(jìn)尺。對地下障礙行預(yù)先處理干凈。對已偏斜的鉆孔,控制鉆速,慢速提升,下降往復(fù)掃孔糾偏。 2、鋼筋籠安裝質(zhì)量問題  ?、?鋼筋籠安裝與設(shè)計

16、標(biāo)高不符   預(yù)防措施:鋼筋籠制作完成后,注意防止其扭曲變形,鋼筋籠入孔安裝時要保持垂直,砼保護(hù)層墊塊設(shè)置間距不宜過大,吊筋長度精確計算,并在安裝時反復(fù)核對檢查。   ② 鋼筋籠的上浮   鋼筋籠上浮的預(yù)防措施:嚴(yán)格控制砼質(zhì)量,坍落度控制在18±3cm,砼和易性要好。砼進(jìn)入鋼筋籠后,砼上升不宜過快,導(dǎo)管在砼內(nèi)埋深不宜過大, 嚴(yán)格控制在10m以下,提升導(dǎo)管時,不宜過快,防止導(dǎo)管鉤鋼筋籠,將其帶上等。 3、水下砼灌注問題  ?、?堵管   預(yù)防措施:商品砼必須由具有資質(zhì),質(zhì)量保證有信譽(yù)的廠家供應(yīng),砼的級配與攪拌必須保證砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝時間滿足設(shè)計或

17、規(guī)范要求,現(xiàn)場抽查每車砼的坍落度必須控制在鉆孔灌注樁施工規(guī)范允許的范圍以內(nèi)。灌注用導(dǎo)管應(yīng)平直,內(nèi)壁光滑不漏水。  ?、?樁頂部位疏松   預(yù)防措施:首先保證一定高度的樁頂留長度。因受沉渣和稠泥漿的影響,極易產(chǎn)生誤測。因此可以用一個帶鋼管取樣盒的探測,只有取樣盒中撈起的取樣物是砼而不是沉淀物時,才能確認(rèn)終灌標(biāo)高已經(jīng)達(dá)到。  ?、?樁身砼夾泥或斷樁   預(yù)防措施:成孔時嚴(yán)格控制泥漿密度及孔底沉淤,第一次清孔必須徹底清除泥塊,砼灌注過程中導(dǎo)管提升要緩慢,特別到樁頂時,嚴(yán)禁大幅度提升導(dǎo)管。嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深,單樁砼灌注時,嚴(yán)禁中途斷料。拔導(dǎo)管時,必須進(jìn)行精確計算控制拔導(dǎo)管后砼的埋深,嚴(yán)禁

18、憑經(jīng)驗拔管。[3] 結(jié)論 本文在參考已有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,在指導(dǎo)老師的精心指點下,通過對鉆孔灌注樁的施工工藝、質(zhì)量控制點、質(zhì)量事故預(yù)防進(jìn)行了研究,從而得出結(jié)論: 設(shè)計單位要對勘測報告深入研究推敲,及時發(fā)現(xiàn)報告中存在的問題,仔細(xì)斟酌報告中的建議的各種指標(biāo)和參數(shù)是否合理,從而選擇最優(yōu)的樁型,減少樁基施工難度,保證樁基施工質(zhì)量。 施工單位在施工前要了解鉆孔灌注樁各種施工工藝特點,熟知相關(guān)規(guī)范要求,施工中,要自始自終抓住質(zhì)量控制點,則工程質(zhì)量可以得到保證。要重視常見的質(zhì)量事故,并且采取相應(yīng)措施給予防預(yù),則可以在很大程度上減少甚至杜絕質(zhì)量事故的發(fā)生。建立一套事故處理機(jī)制,在事故發(fā)生的第一時間進(jìn)行補(bǔ)救

19、,使損失減至最低。 監(jiān)理單位對施工單位要熱情指導(dǎo)、嚴(yán)格把關(guān),在質(zhì)量、速度、投資三方面達(dá)到最優(yōu)結(jié)合。 參考文獻(xiàn) [1]公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-2004),北京:人民交通出版社,2004. [2]公路橋涵施工規(guī)范.JTJ 041—2000. [3]定育南.鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量監(jiān)控要點[T].施工技術(shù),2006. 致謝 在本次論文設(shè)計過程中,指導(dǎo)老師們對該論文從選題,構(gòu)思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo),使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計。在學(xué)習(xí)中,老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模。這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。在此,謹(jǐn)向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意!最后,我要向百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱,評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。

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