灌注桩的施工工艺及质量控制

1、桥梁工程论文姓名:学号:指导老师:2014 年5月20日灌注桩的施工工艺及质量控制引言：桥梁施工中，钻孔灌注桩是最普遍的基础形式。作为工程基础，因其受力明确，施工方 便，适用于各种地质条件等优点，被广泛地应用。但是由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面以下进行，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能进行直接开挖验收，它又是最容易出现质量问题的一种基础形式。 它与明挖或天然基础相比， 钻孔灌注桩的位置控制、 成桩质量、 水下混凝土灌注等环节要求严格。如何有效地预防和正确处理施工过程中的偏心、塌孔、缩径、断桩等质量事故，是提高工程效益、缩短工期的一个重要方面，所以在施工前要做好技术交底，施工中做好质量控

2、制，事前有预案，遇事不慌，找出最优解决方案。本文根据作者在网上查阅的资料以及自己的见解，对钻孔灌注桩的施工质量控制进行分 析的探讨。一、施工工艺流程钻孔桩施工工艺流程：测重SJ给护裔埋设+钻孔卩泥泵设备就绪和否P是否钊孑L底标高"I是门泥浆指标、孔底沉积层II度是否合箱'1.钢下钢曲茏心灌注水下混谨土“结束二、1.护筒埋设根据测量确定的桩位，准确稳固埋设护筒。护筒采用钢护筒，用4mmA3钢板卷制焊接，内径大于桩径 2030cm,每节2m,顶部焊加强筋和吊耳，开泥浆口，高出地面20cm。护筒采用挖埋式方法埋设，用桩位定位器保证护筒中心与桩位中心一致，偏差不大于20mm护筒底部埋

3、至地下水位以下 30cm,且护筒内泥浆面水位应高出自然水位2m以上，确保孔壁不坍塌，护筒外侧用粘土回填密实。2. 前期质量控制（1 ）会同设计、监理部门进行图纸会审和技术交底，明确桩基的技术和规范要求，及 时发现图纸中的差错和不足。（2）研究和学习施工组织设计，要求施工队伍严格按照方案施工。（3）施工场地做到三通一平。（4 ）原材料质量控制：原材料质量控制是钻孔灌注桩施工质量控制的第一步，其合格 与否直接影响灌注桩质量，要严把原材料质量关。（5）混凝土施工质量控制，混凝土的搅拌质量直接影响桩的质量和施工进度，当混凝 土出现不均匀、离析、泌水等问题容易发生导管堵塞，影响正常施工。3. 钻孔质量控

4、制钻孔质量控制包括：成孔机具的选用、孔位偏差、桩孔垂直度偏差、孔径、泥浆选用、清孔等问题。关于上述项目的允许值在相关技术规范中都有明确规定。在实际施工中技术管理人员必须全面、准确地掌握并认真执行。3.1成孔机具的选用钻孔灌注桩成空孔方法一般分为冲击钻、冲抓钻、旋转钻进法。对于采用何种机具成空孔， 应根据地质情况来选择。在岩性均匀的土层和岩层中适用旋转钻进法，在卵石、飘石层软硬相间的地层中，由于孔底岩性不一，宜选用冲击钻钻进，当遇到大孤石与探头石时无法抓出， 可选用冲击锥破碎或小药量爆破破碎，在用冲抓法钻进。无论采用何种钻孔机具钻孔，开孔位置必须准确，开钻时均应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入

5、地层后，方可加速钻进。3.2孔位偏差在正式施钻之前，对每一个孔位标志点都要进行复核； 在埋设孔口护筒时， 要保证护筒的中 心对准标志点；护筒要有足够的深度，其周围的回填土要分层回填充分夯实， 以防其外围周 边在使用过程中产生漏浆，以致造成护筒的位移和倾斜。3.3孔径的垂直度钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一环，目前绝大多数的施工现场不检查垂直度，有的单位则因测孔倾斜度费时费力而不去检查。斜率超标，桩的受力状态被改变； 桩头偏位，严重影响钢筋笼的安置位置，影响成桩质量及上部结构的受力状态。为避免钻孔倾斜，在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，检查桩架安装是否牢固，并对导架进

6、行水平和垂直校正。 实践表明，终孔后再发现孔斜，纠正起来费时费力，且修孔常使桩的充 盈系数增大，最大达 1.6以上。3.4孔径在湖塘沟谷与河漫滩地段新近沉积的粘性土和粉土中钻孔容易出现缩孔现象。尤其要重视液限指数0.75呈软塑状态和流塑状态的粘性土， 而在液限指数1.0呈流塑状态的淤泥质软 土层成孔缩孔现象更不可避免。3.5泥浆实践证明泥浆是钻孔灌注桩施工质量好坏的重要环节，必须从严控制。泥浆一般采用自然造浆，必要时采取人工造浆，即用水、粘土和添加剂按适当比例配置而成。在施工中应注意检测泥浆的各项指标，尤其是比重和粘度这两项最直观、最重要的指标。泥浆的比重过大既影响钻进速度，也使孔壁泥皮增厚；

7、泥浆的比重过小则护壁性能差，容易塌孔。泥浆的品质能否调节好，除与现场管理人员的经验与水平外，关键在于能否及时清理泥浆池沟中的沉淀物。如果不配备专职的劳动力、排浆设备出现故障或废浆运输能力不足，那么泥浆品质调节将无从谈起，有时甚至因泥浆池淤满而将沉淀物倒灌回孔内，则施工质量必定受到较大影响。在施工过程中应当注意以下几个方面：3.5.1选用制浆的粘土、膨胀土等原料和外加剂，各项指标应符合规范要求；3.5.2开钻前，要建立良好的泥浆循环净化系统；3.5.3泥浆面要保持高于地下水位2m3.5.4及时测定泥浆的各项指标。因为土层的结构不同，各层的泥浆指标也不同，施工中要 严格控制泥浆的各项指标。当钻到砂

8、土层时，要配置粘度大、比重大的泥浆，比重控制在1.30左右；当钻到砾石和岩石层时，要加大泥浆比重，泥浆比重控制在1.40左右，这样才能及时排除钻渣；当钻到粘土层时， 比重相对减小，泥浆比重控制在 1.05-1.20之间，同时 要回收排除粘土浆备用；钻孔过程中较常出现问题的质量控制1、偏斜孔桩机安装时，支撑不好，桩孔地质不均匀等因素引起桩机整体偏斜，导致出现偏孔。（1 ）因桩机倾斜造成。对于小量偏斜的桩孔检查孔壁情况，如果孔壁比较稳定，则应 加固施工范围内的地基或加大桩机支撑面积而后恢复施工，孔壁随时有塌落可能的，应将桩孔回填至原地面，等地层静置稳定后重新开始钻孔。（2 ）地质构造不均匀引起的，

9、先分析清楚岩层的走向，尔后采用片石加黏土等组成的 混合物将桩孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于20cm的静置1-2小时后可以继续钻孔。孔中心偏差大于20cm的应根据情况静置 2小时，甚至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻孔。（3）偏斜孔的预防措施：桩机就位前对桩机就位的支撑面尽量加固，钻孔之前先熟悉 该桩的地质情况，做到心中有数，控制好提锤高度，做到入岩以后，2小时检查一次孔，必要时1小时检查一次孔，时刻注意孔的情况。2、护筒脱落由于护筒背后回填土质量不好或受地面流水的浸泡等因素，引起的护筒失去稳定脱落， 应立即停止钻孔，将桩机移开，采取相应措施处理。由于地面流水引

10、起的可先排除流水，在原地面上填一层黏土使地面干燥，不渗漏，而后重新安装护筒，做好护筒背后填筑，恢复钻 孔。3、塌孔及预防措施在施工过程中孔壁失衡坍塌的现象统称为塌孔。塌孔的原因一般有： 施工过程中泥浆比重不符合质量要求；外力的干扰；施工过程突然遇到降大雨造成孔壁压力失衡等。预防措施：在钻孔前必须熟悉桩的地质资料，施工过程中控制好泥浆比重，在外力干扰比较严重的地方埋设加长钢护筒。当然，在灌注桩的施工工程中，我们还会遇到很多的问题，如卡锥，钻杆折断，混凝土卡管，钻孔桩发生中心偏移等在这里我们不一一而足。如在实际施工中遇到这些问题，我们可以参考资料并结合现场经验加以解决。3.6泥浆护壁泥浆池采用钢板

11、焊成矩形钢箱，并设行走系统，便于移动，循环使用，设置12m3容量3个。为了确保钻孔质量、钻孔时选用使用效果较好的膨润土作为制备泥浆的材料，为提高 泥浆的粘度和屈服值，提高护壁的形成能力，维护孔槽壁的稳定性。泥浆性能指标：相对密度p =1.051.20 ;含砂率w 4% 失水率w 25 mL/30min ;粘度：1622s ；胶体率96%3.7清孔需要采用两次清孔来达到规定灌注前的泥浆比重。第一次清孔是钻进至设计深度后直接利用钻具进行的换浆清孔工作。第一次清孔是能否达到技术要求的根本基础，不能因为有第二次清孔而忽视第一次清孔的重要性，因为第一次清孔的冲力大，清孔能力强，可以把绝大部分沉渣，包括较

12、大的泥块都返出孔外，而第二次清孔是利用截面粗的导管进行，冲力要小的多，不能承担主要的清孔责任，因而第一次清孔一定应达到返出的泥浆中不含有泥块为止。第二次清孔是在下完钢筋笼和导管以后利用导管进行的清孔，目的是清除这段时间里从泥浆中沉淀到孔底或是被钢筋笼撞下去的泥块沉渣。在清孔过程中必须注意保持孔内水头，防止塌孔。清孔完毕后应从孔底取出泥浆样品进行性能指标试验。需特别注意不得用加深钻孔深度的方式来代替清孔。4. 钢筋笼钻孔灌注桩的钢筋笼制作一般使用热轧钢筋，材质与焊接要求应符合国家的相关强制标准。钢筋笼制作的技术要求主要有以下几个方面：4.1钢筋笼直径应符合设计尺寸；4.2每节的长度不宜超过 9m

13、也不宜短于 5m因为过长则吊起时宜弯曲变形，过短则增加 焊接时间，对成桩的质量不利；4.3使用法兰接头导管时，最下面的一截钢筋笼底端应使主筋向外张开，以防导管挂钩导管造成钢筋笼上浮；4.4制作好的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的场地，堆高不得超过两层。钢筋笼在下笼过程中应从速，一般装孔应在2-4小时内完成。5. 灌注水下砼5.1灌注砼之前，对孔内进行二次清孔，使孔底沉淀层厚度符合规范规定，认真做好浇灌前 的各项检查记录并经监理工程师确认后方可进行灌注。5.2水下砼采用导管法灌注。导管直径300mm壁厚10mm分节长度12m,用装有橡胶垫圈的法兰接长，底节长 5m底端不设法兰。导管在使用前应试拼接，

14、并进行水密、承压和接 头抗拉试验。导管顶部连接漏斗，架于设在孔口上方的角钢支架上。漏斗底口设置隔离球， 拴牢在漏斗支架上。5.3导管在吊入孔内时，其位置应居中、轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。灌注首批砼时，导管下口至孔底的距离控制在2540cm,且使导管埋入砼的深度不小于1m5.4水下砼的水灰比，坍落度必须满足规范要求。砼用搅拌运输车运至作业现场。开始灌注 时，向储料斗中输送砼，当储料斗和漏斗中的砼达到一次封底所需数量时，剪断隔离球开始灌注。水下砼灌注应连续进行，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间；灌注过程中应经常用测深锤探测孔内砼面位置，及时调整导管埋深，导管的埋深控制在 2m6

15、m为宜。当砼面接近钢 筋骨架底部时，为防止钢筋骨架上浮，使导管保持稍大的埋深，同时放慢灌注速度，以减少 砼的冲击力；当孔内砼面进入钢筋骨架 1m2m后,适当减小导管埋置深度，增大钢筋骨架下 部的埋置深度。5.5为确保桩顶质量， 砼灌注顶面标咼比桩顶设计标咼咼0.81.0m。在灌注将近结束时， 导管内砼柱高度相对减少，导管内砼压力降低，而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。若出现砼顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀粘土，使灌注作业顺利进行。全部砼灌注完成后，拔出钢护筒，清理场地。砼灌注过程中指定专人填写水下砼灌注记录。5.6 一次封底砼量计算灌注时，漏斗和储料斗需有足够的容量（即砼的

16、初存量），应保证首批砼灌注后，使导管埋入砼的深度不小于 1.0m。灌注水下砼时对新拌砼要求较高，施工中派专人进行进货检验，新拌砼的坍落度应在1820cm之间，不离析，保水性好。做好砼运输车的调度工作，保持灌注连续性，不因运输车的问题出现停歇。灌注期间派专人进行相关的技术工作，根据进度的情况适时测量砼面高程，计算埋管深度,新拌砼和易性试验等。指示提导管、拆导管等工作，同时作好试件提取,6.通过几天资料的查阅和自己的感悟，得出了几点认识和体会:一是应尽可能详细了解地质情况，选取符合资质要求，地质勘测单位对工程进行尽可能详细的地质勘察。二是施工前对施工中可能出现的问题要有充分的认识和准备，并做好预防

17、措施，选择经验丰富、责任心强、装备合理的施工班组进行施工，并根据工程实际情况向他们作详细的技术交底。因为钻孔灌注桩的施工最终是由机手操作桩机进行的，其经验和反应以及桩机的性能对施工质量有很大影响，因此这一点很重要。三是施工中配备足够的管理力量，对桩的施工进度、 施工情况等进行严格监督， 并做好记录，对出现的问题要及时果断地处理，自己无法解决的问题应会同甲方、设计单位加以处理；钻孔时及时通知设计、监理等有关单位加以确认，清孔后迅速浇灌混凝土，浇灌时要控 制好埋管深度。四是加强桩基工程检测是一个手段，要保证钻孔灌注桩的施工质量，其关键还在于人，强调现场管理人员要有高度责任心，以防为主，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样桩基的质量控制才能得到保证。1 吴运华钻（冲）孔混凝土灌注桩施工方法与措施J,2005（03）2 白有社某特大桥大直径桩基础施工方法的比较与选择 J.西部探矿工程，2004（ 01）3 褚树起钢筋混凝土钻孔灌注桩的工程质量控制 D.河北工业大学，20034 张明，金畅钻孔灌注桩的施工质量控制J；长春工程学院学报（自然科学版），200