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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(diǎn)，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(shí)有發(fā)生。因此，運(yùn)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(diǎn)，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(duì)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(diǎn)；事故預(yù)防

2、 0前言 灌注樁由最早的100多年前的1893年，因?yàn)楣I(yè)的發(fā)展以及人口的增長，高層建筑不斷增加，但是因?yàn)楹枚喑鞘械牡鼗鶙l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(shí)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(shí)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(jì)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(chǎng)地，接通水、電，為鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)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(chǎng)技術(shù)交底會(huì)，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(hào)、配合比、坍落度及運(yùn)輸方面等事宜。5、處理好文明、安全施工有關(guān)事項(xiàng)，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(cè)量?jī)x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)筒順利下放。8、對(duì)自備發(fā)電

4、機(jī)組進(jìn)行試機(jī)，并進(jìn)行停電時(shí)的快速發(fā)電、通電檢驗(yàn)，確保停電時(shí)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(cè)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(shí)，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(cè)定好護(hù)筒頂標(biāo)高，做好資料，請(qǐng)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(chǎng)地附近備置泥漿池（泥漿比重1：3），用于泥漿循環(huán)，并及時(shí)組織泥漿車進(jìn)行外運(yùn)。 4、鉆孔 當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度，及時(shí)停機(jī)。對(duì)孔徑、孔深、孔斜率進(jìn)行檢查，自

5、測(cè)合格后，報(bào)監(jiān)理復(fù)測(cè)。 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(shí)，再放鋼筋籠。 6、下鋼筋籠 鋼筋籠制好后，報(bào)監(jiān)理驗(yàn)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(diǎn)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(yàn)好水密性試驗(yàn)，不合格的接頭不準(zhǔn)使用。保證導(dǎo)管在填充水下混凝土中不漏水，不漏漿，確保樁的質(zhì)量。

6、（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(shí)一次性到位。（3）下放導(dǎo)管時(shí)，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?，泥漿重新涌入導(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(cè)定好泥漿比重為1.10左右，沉淀層≤30cm，孔徑、孔深符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，報(bào)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(diǎn) 質(zhì)量控制點(diǎn)是在施工過程中為了保證工程質(zhì)量而確定的重點(diǎn)控制對(duì)象、關(guān)健部位或薄弱環(huán)節(jié)。設(shè)置控制點(diǎn)

7、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(diǎn)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(diǎn)。而是否設(shè)置為質(zhì)量控制點(diǎn)，主要是看它對(duì)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(diǎn)：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(jì)。膨潤土泥漿可按下表的性能指標(biāo)制備。 泥漿性能指標(biāo)選擇 鉆

8、孔 方法 地層 情況 泥漿性能指標(biāo) 相對(duì)密度 粘度(Pas) 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 16～20 18～28 20～35 ≤4

9、≤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(shí)，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(jì)標(biāo)高后，應(yīng)對(duì)孔深、孔徑進(jìn)行檢查，符合要求后方可清孔。 ② 清孔方法應(yīng)根據(jù)設(shè)

10、計(jì)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(shí)應(yīng)注意事項(xiàng) 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(shí)，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(yàn)。 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 項(xiàng)次 項(xiàng)目 允許偏差（mm） 1 主筋間

11、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(jì)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(yàn)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(yùn)吊裝時(shí)，應(yīng)防止變形，安放要求對(duì)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20mm，非水下澆筑混凝土樁10。 起吊鋼筋籠時(shí)，吊點(diǎn)要準(zhǔn)確，保證垂直度，避免傾斜，亂擦孔壁

12、，然后對(duì)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(jì)算確定，初灌量確定原則：當(dāng)導(dǎo)管離孔底30～50cm時(shí)，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(jì)算： 式中：V——灌注首批混凝土所需數(shù)量(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)

13、； 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(shí)，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(cè)繩測(cè)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(diǎn)，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，

14、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(jì)樁頂標(biāo)高出2米，確保設(shè)計(jì)樁頂以上1m內(nèi)混凝土質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。（5）配備一定數(shù)量泥漿車，保證泥漿順利外運(yùn)。[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 　　①塌孔 　　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(shí)，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(shí)，一定要將殘留的砼塊處理清除?？妆谔鷩?yán)重時(shí)，應(yīng)探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1—2m處，搗實(shí)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

15、，并應(yīng)經(jīng)常檢查，及時(shí)修復(fù)。易縮徑孔段鉆進(jìn)時(shí)，可適當(dāng)提高泥漿的粘度。對(duì)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(chǎng)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(shí)檢查和校正。鉆頭、鉆桿接頭逐個(gè)檢查調(diào)正，不能用彎曲的鉆具。在堅(jiān)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(duì)地下障礙行預(yù)先處理干凈。對(duì)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 　　① 鋼筋籠安裝與設(shè)計(jì)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(shí)要保持垂直，砼保護(hù)層墊塊設(shè)置間距不宜過

16、大，吊筋長度精確計(jì)算，并在安裝時(shí)反復(fù)核對(duì)檢查。 　?、?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183cm，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(shí)，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 　　① 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(jí)配與攪拌必須保證砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝時(shí)間滿足設(shè)計(jì)或規(guī)范要求，現(xiàn)場(chǎng)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

17、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(cè)。因此可以用一個(gè)帶鋼管取樣盒的探測(cè)，只有取樣盒中撈起的取樣物是砼而不是沉淀物時(shí)，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(shí)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(shí)，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(shí)，嚴(yán)禁中途斷料。拔導(dǎo)管時(shí)，必須進(jìn)行精確計(jì)算控制拔導(dǎo)管后砼的埋深，嚴(yán)禁憑經(jīng)驗(yàn)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(diǎn)下，通過對(duì)鉆孔灌注樁的施工工藝、質(zhì)量控制點(diǎn)、質(zhì)量事故預(yù)

18、防進(jìn)行了研究，從而得出結(jié)論： 設(shè)計(jì)單位要對(duì)勘測(cè)報(bào)告深入研究推敲，及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)告中存在的問題，仔細(xì)斟酌報(bào)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(diǎn)，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(diǎn)，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(shí)間進(jìn)行補(bǔ)救，使損失減至最低。 監(jiān)理單位對(duì)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)

19、計(jì)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(diǎn)[T]．施工技術(shù)，2006． 致謝 在本次論文設(shè)計(jì)過程中，指導(dǎo)老師們對(duì)該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)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(jì)。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(shí)、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(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。