毕业论文--钻孔灌注桩施工过程控制与管理.doc
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1、建筑工程系毕业论文 浅谈嘉里桦枫居浅谈嘉里桦枫居 E-2E-2 标段钻孔灌注标段钻孔灌注 桩施工过程控制与管理桩施工过程控制与管理 姓 名: 丁朱恺 专 业: 工程监理 班 级: 监理 07-3 班 学 号: 11070314 学校指导教师: 王伟 工地指导师傅: 马龙高 李明 黄恒占 二一年六月 1 浙江建设职业技术学院建工系毕业论文声明浙江建设职业技术学院建工系毕业论文声明 本人郑重声明:所呈交的毕业论文,是本人在老师指导下,进 行实践工作所完成的。除文中已经注明引用的内容外,本论文的成 果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的 内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其
2、他个人和集体,均 已在文中以明确方式标明。本论文声明的法律责任由本人承担。 签名:丁朱恺 2010 年 4 月 1 日 浙江建设职业学院建筑工程系工程监理专业 11070314 号丁朱恺 2 摘要摘要 钻孔灌注桩以其承载力大、造价低、适用于各种土质、能制成较大直径和 各种长度桩的特点,越来越广泛地运用于建筑及桥梁的基础。然而由于其施工 技术复杂、工艺流程要求严格,且多在水下及地下进行,影响施工的因素较多, 容易出现各种质量缺陷,如蜂窝、空洞、夹泥、断桩和缩径等,影响桩身的完 整性和单桩的承栽能力,本文对钻孔灌注桩施工过程中进行必要的控制和管理,以 及结合实例,对其施工过程中需要注意的事项进行探
3、讨,以此提高钻孔灌注桩 的成桩质量。供在钻孔灌注桩施工、监理在质量管理工作中作为借鉴和参考。 关键词关键词:钻孔灌注桩 施工 质量 控制 浙江建设职业学院建筑工程系工程监理专业 11070314 号丁朱恺 3 目录目录 第第 1 1 章章 引言引言5 5 1.1 概述 5 第第 2 2 章章 施工准备阶段的控制和管理施工准备阶段的控制和管理6 6 2.1 工地概况 6 2.1.1 工程说明.6 2.1.2 设计工程量.6 2.1.3 施工环境.7 2.1.4 工程地质特征.7 2.2 施工场地的准备 8 2.3 泥浆循环及处理系统 9 2.3.1 泥浆的作用.9 2.3.2 泥浆性能控制10
4、2.3.2.1 泥浆质量管理 10 2.3.2.2 泥浆控制指标 10 2.3.3 泥浆的循环和净化处理10 2.4 护筒及其埋设 .11 2.4.1 护筒的作用11 2.4.2 护筒的埋设11 第第 3 3 章章 成孔阶段的控制和管理成孔阶段的控制和管理1212 3.1 钻孔灌注桩成孔的施工质量标准 .12 3.2 成孔过程中的控制和管理 .12 3.2.1 桩位控制12 3.2.1.1 采取隔空施工程序 12 3.2.1.2 确保桩身成孔垂直度 13 浙江建设职业学院建筑工程系工程监理专业 11070314 号丁朱恺 4 3.2.1.3 确保桩位、桩顶标高和成孔深度 13 3.2.2 孔深
5、控制13 3.2.3 孔壁稳定性控制13 第第 4 4 章章 清孔阶段控制和管理清孔阶段控制和管理1515 4.1 清孔的目的和要求 .15 4.2 清孔方法 .15 第第 5 5 章章 钢筋笼的制作及吊放控制和管理钢筋笼的制作及吊放控制和管理1717 5.1 制作的一般要求 .17 5.2 钢筋笼的吊放 .17 第第 6 6 章章 混凝土灌注过程控制和管理混凝土灌注过程控制和管理1919 6.1 防止导管堵塞 .19 6.1.1 泥浆比重19 6.1.2 导管和隔水塞20 6.2 防止初灌量不足 .20 6.3 防止导管埋深不足 .20 6.4 确保水下混凝土灌注的质量 .21 第第 7 7
6、 章章 结论结论2222 致谢致谢2323 参考文献参考文献2424 浙江建设职业学院建筑工程系工程监理专业 11070314 号丁朱恺 5 第第 1 1 章章 引言引言 1.11.1 概述概述 钻孔灌注桩由最早的 100 多年前的 1893 年,因为工业的发展以及人口的 增长,高层建筑不断增加,但是因为好多城市的地基条件比较差,不能直接承 受由高层建筑所传来的压力,地表以下存在着厚度很大的软土或中等强度的黏 土层,建造高层建筑如仍沿用当时通用的摩擦桩,必然产生很大的沉降。于是 工程师们借鉴了掘井技术发明了在人工挖孔中浇筑钢筋混凝土而成桩。于是在 随后的 50 年之后,即 20 世纪 40 年
7、代初随着大功率钻孔机具的研制成功首先 在美国问世,二战后,世界各地特别是欧美发达国家经济复苏与发展,时至今 日,随着科学技术的日新月异发展,钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑物和重 型构筑物中被广泛应用。在我国,钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了长足的 发展。 钻孔灌注桩是桥梁及建筑结构物常用的基桩形式之一,这主要是能将上部 结构的荷载传递到深层稳定的土层上去,从而大大减少基础沉降和建筑物的不 均匀沉降,实践也证明它的确是一种极为有效、安全可靠的基础形式。但是, 灌注桩的成桩过程是在桩位处的地面下或水下完成,施工工序多,质量控制难 度大,稍有不慎极易产生断桩等严重缺陷。据统计国内外钻孔灌注桩的事故率
8、 高达 5%-10%。因此,钻孔灌注桩的施工过程控制和管理就显得格外重要。 浙江建设职业学院建筑工程系工程监理专业 11070314 号丁朱恺 6 第第 2 2 章章 施工准备阶段的控制和管理施工准备阶段的控制和管理 2.12.1 工地概况工地概况 2.1.1 工程说明 本工程位于杭州市城北石桥坡路南地块,东至油车港、南至华丰路、西至 规划永丰路、北至 E-1 标段。本工程为高层住宅,设一层整体式地下车库,桩 基为泥浆护壁成孔钻孔灌注桩。钻孔灌注桩面积大约为 18052 平方米。 2.1.2 设计工程量 根据建设单位提供的招标文件及施工图纸,本工程的主要工程量如下: 工程桩共有四种规格,根据工
9、程量清单与图纸,工程桩规格及详细见表 2- 1: 表 2-1 工程桩规格及参数 桩型号根数 抗压 承载力 抗拔 承载力 桩入岩层 ZKZ-D700-L-L-C30 136 根 3300KN1000 KN15-3 ZKZ-D600-L-L-C30 232 根 2600KN1000 KN 15-3 ZKZ-D600-L-2L/3(A1)-C30 405 根 2600KN1000 KN15-3 ZKZ-D600a-L-L-C30 140 根 2000KN1000 KN15-3 合计913 根 浙江建设职业学院建筑工程系工程监理专业 11070314 号丁朱恺 7 2.1.3 施工环境 杭州市华丰住宅
10、项目桩基独立承包工程(杭政储出(2006)25 号 E 地块商 品住宅项目二标段 E-2)位于杭州市下城区,邻近半山。该场地属稳定场地, 适宜建造本项目高层住宅。该工程属于亚热带季风气候区,温暖湿润,降水丰 富。工程区浅部孔隙性潜水。场区周边环境条件较简单,基坑外场地比较空旷。 2.1.4 工程地质特征 根据杭州市勘测设计研究院提供的杭州华丰住宅工程 E 区块部分岩土工 程详细勘察报告本工程桩基涉及的地质情况如表 2-2: 表 2-2 土层表 土层 层号 土层名称层厚 m层底埋深 m颜色状态土层描述 1 杂填土 0.501 2.10 0.00 12.10 杂色湿、松散,建筑垃圾组成,全场分布
11、2 素填土 0.404 .20 1.50 11.80 灰色 湿、松散,一般以粘性土为主,局部分 布 3 淤填土 0.508 .20 1.00 10.40 灰色 松软,一般以粘性土为主,局部分布西 北部淤泥塘处 粘土 0.302 .30 2.40 5.10 灰黄色 软塑可塑,含氧化铁质,全场大部分 布 淤泥质粘 土 0.401 1.40 10.5014.6 0 灰色流塑,含有机质,全场大部分布 1 粉质粘土 0.303 .70 11.7015.4 0 灰褐色 浅青灰色 软塑软可塑,分布不稳定,局部分布 2 粘土 6.702 0.10 18.1032.5 0 黄褐色 砖红色 硬可塑,分布较稳定,全
12、场分布 1 含砾粘土0.603 24.1031.9褐黄色局部含全风化砾石,性质较好,分布不 浙江建设职业学院建筑工程系工程监理专业 11070314 号丁朱恺 8 .700 稳定,局部分布 1 全风化含 泥质粉砂 岩 0.307 .10 24.3035.0 0 棕红色 砖红色 含泥质粉砾石,为极软岩,分布较广。 2 强风化含 泥质粉砂 岩 0.506 .50 26.9038.5 0 棕红色全风化性质差,组织结构大部分破坏。 23 强夹中风 化含泥质 粉砂岩 0.502 .90 27.8037.0 0 棕黄色 强风化层分部不均匀,力学性质一般, 组织结构大部分破坏。 3 中风化含 泥质粉砂 岩
13、未揭穿未揭穿 棕黄色组织结构部分破坏,岩石成分分部均匀, 局部分布。 1 全风化晶 屑玻屑凝 灰岩 0.407 .10 20.4034.20 灰白 紫灰色 湿,组织结构全部破坏,基本风化呈土 状,局部分布。 2 强风化晶 屑玻屑凝 灰岩 0.301 4.70 19.5042.5 0 紫灰色 组织结构大部份破坏,所取岩芯风化, 局部分布。 23 强夹中等 风化晶屑 玻屑凝灰 岩 1.004 .00 26.4039.0 0 紫灰色 组织结构大部份破坏,所取岩芯风化, 夹中等风化岩块,局部分布。 3 中等风化 晶屑玻屑 凝灰岩 未揭穿未揭穿灰色 组织结构部份破坏,岩石质地坚硬,锤 击不易碎。主要分布
14、场区北部、西北部、 浙江建设职业学院建筑工程系工程监理专业 11070314 号丁朱恺 9 2.22.2 施工场地的准备施工场地的准备 (1)三通一平。通水、通电、通路、平整场地。 (2)设备人员进场同时,施工单位测量人员需根据建设单位提供的规划红 线,护壁成孔时还需组织护筒埋设和测量。由于各工地的条件千变万化,建设 单位提供的测量基准点数量有多有少,加上建筑物形状有的简单(矩形)有的复 杂(圆形、三角形、扇形等),对于可能出现的放样偏差事先若没有充分的估计 和相应的措施,最终竣工验收时桩位可能会发生严重偏差,甚至导致工程的失 败。 (3)在建筑物旧址或杂填土地区施工时,应预先进行勘探,将桩位
15、处的浅 埋旧基础、石块、废铁等障碍物挖除,否则会反复打乱施工计划,延误工期。 如:我们在施工中由于事先没有对场地进行勘探,到开挖护筒的时候才发现地 表浅层至地下 4 米有原先建筑的基础、地梁,也有当时回填的塘渣,其中以毛 石为主(最大的一块长 3m,宽 2m,厚度 2m) 。严重影响护筒开挖的时间,严 重时,一天只能开挖三个护筒。打乱了施工计划,延误了工期。这主要是由施 工准备不足引起的。对于松、软场地应进行夯打密实或换除软土等处理,桩机 底座不宜直接置于不坚实的填土上,以避免桩机发生不规则沉降或对桩机移位 时产生困难。 (4)场地为陡坡时,应挖成平坡,有困难时可用木排架或枕木等搭设坚固 稳定
16、的工作平台。 (5)根据事先的场地勘察,按平面布置图的要求,做好施工现场的施工道 路、供水供电、泥浆池和排浆槽等泥浆循环系统、施工设施、材料堆放等有关 布设。特别是在城市中心的工地,尤其要做好泥浆循环系统的布设,避免泥浆 无法外运而造成无法正常施工或泥浆外溢,造成污染。 2.32.3 泥浆循环及处理系统泥浆循环及处理系统 2.3.1 泥浆的作用 (1)保护孔壁。通过泥浆或清水在护筒内维持一定的水头高度,形成对 孔壁的静水压力来保护孔壁。对于砂、砾、卵石层,通过泥浆对孔壁的静水压 力和泥浆在孔壁形成的泥皮,阻隔孔外水向孔内渗流,同时也阻隔孔内泥浆向 浙江建设职业学院建筑工程系工程监理专业 110
17、70314 号丁朱恺 10 孔壁渗流,起到保护孔壁的作用。但孔壁的泥皮对灌注桩的摩阻力有影响。对 于粘土层或粉质粘土层,土层的渗透性很小,应尽量用清水钻进。 (2)悬浮钻渣。根据悬浮理论,泥浆悬浮钻渣的能力与泥桨上返速度及 泥浆的密度成正比,但要具体问题具体分析,在冲击和正循环钻进中,泥浆悬 浮钻渣的能力是关键问题,而对人力或机动推钻、反循环钻进、冲抓钻进,泥 浆的护壁作用上升为关键问题。在较好的粘性土中钻进时,不管用什么方法, 泥浆密度越小越好,最好采用清水。 (3)减小钻进阻力。在土层中成孔时,这一作用比较明显。在土层中用 泥浆护壁法成孔,只需用较小功率的设备,就能钻出较大直径和较深的孔,
18、而 同样直径和深度的孔,用干钻法成孔时,所需的设备功率就大得多。 2.3.2 泥浆性能控制 2.3.2.1 泥浆质量管理 开工前首先要根据场地情况、打桩路线,选择好位置以设置储浆池和沉淀 池,并要注意使储浆池和沉淀池的体积大于同事施工桩孔的总体积和泥浆槽总 体积之和的三倍以上。泥浆质量是确保护壁成孔的关键,要有专人负责试验调 制、测定并作记录。 2.3.2.2 泥浆控制指标 控制泥浆粘度、含砂率、胶体率。泥浆比重视具体情况而定,本工程为粘 土和亚粘土中成孔时可注水与原土造浆,泥浆比重为 1.05-1.15。 2.3.3 泥浆的循环和净化处理 用正、反循环回转钻并在旱地施工,所以设置制浆池、储浆
19、池;并用循环 槽连接。 沉淀池中的沉渣可用抓斗抓入自卸车拉走。在钻进粘性土层时,也可用吸 污泵将沉淀池底部的浓泥浆抽入废浆池或废浆罐,然后用罐子车拉走。 本工程为正循环回转钻,但由于本工程未对泥浆进行专门的净化处理,仅 仅对泥浆进行一定时间的沉淀,场地较小,无法设置多个泥浆沉淀池,故对泥 浆外运的依赖性很大,一旦泥浆外运受到影响,直接对工地的施工顺利开展造 成影响。如有相同情况,建议施工单位制定专项的施工方案,避免因为泥浆的 浙江建设职业学院建筑工程系工程监理专业 11070314 号丁朱恺 11 原因而造成工期的延误。 2.42.4 护筒及其埋设护筒及其埋设 泥浆护壁成孔灌注桩一般需在孔口埋
20、设护筒。 2.4.1 护筒的作用 护筒的作用主要是:控制桩位、导正钻具;防止孔口和孔壁坍塌(一般孔口 表土都比较松软,采用泥浆护壁时,孔口又会受到泥浆的浸泡、冲刷,加上设 各自重作用和设备运转中的震动,孔口容易坍陷,需要用护简加以防治;通过 护筒还可提高孔内的水头高度,增加对孔壁的静水压力来防止孔壁坍塌。); 在施工中,护筒顶面还可作为钻孔深度、钢筋笼下放深度、混凝土面位置及导 管埋深的测量基准。 2.4.2 护筒的埋设 护筒埋设工作是泥浆护壁成孔灌注桩施工的开端,护筒位置与垂直度准确 与否,护筒周围和护筒底脚是否紧密,是否不透水,对成孔、成桩的质量都有 重大影响。本工程护筒埋设为挖孔埋设,所
21、以仅对挖孔埋设进行一定的阐述: 挖孔埋设。当地下水位在地面以下超过 lm 时,可采用挖埋法。在砂类土 中挖埋护筒时,先在桩位处挖出比护筒外径大 80100cm 的圆坑,然后在坑底 填筑 50cm 左右后的粘土,分层夯实,以备安装护筒。在粘土中挖埋时,坑的 直径与上述相同,坑底与护筒底相同,坑底应平整。然后,通过定位的控制桩 放样,把钻孔中心位置表于坑底,再把护筒吊放进坑内,用十字架在护筒顶部 或底部找出护筒的圆心位置,然后移动护筒,使护筒中心与钻孔中心重合。同 时,用水平尺或垂锤检查,使护筒垂直。此后,在护筒周围对称地、均匀地回 填最佳含水量的粘土,分层夯实,达到最佳密实度。最后复测护筒顶部中
22、心与 桩位之间的偏差和护筒垂直度偏差,要求不超出规范容许值。如原地面为松散 细砂地层,挖坑不易成型时,可采用双层护筒。在外层护筒内挖砂或射水使护 浙江建设职业学院建筑工程系工程监理专业 11070314 号丁朱恺 12 筒下沉,里面安设正式护筒。外层护筒内径比内层护筒外径应大 4060cm。两 筒之间填筑粘土夯实。 第第 3 3 章章 成孔阶段的控制和管理成孔阶段的控制和管理 3.13.1 钻孔灌注桩成孔的施工质量标准钻孔灌注桩成孔的施工质量标准 按照 JGJ94-94 建筑桩基技术规范,泥浆护壁钻孔灌注桩施工允许偏差如 表 3-1: 表 3-1:泥浆护壁钻孔灌注桩施工允许偏差表 桩位允许偏差
23、(mm) 成孔方法 桩径偏差 (mm) 垂直度允许偏 差(%) 单桩、条形桩 基沿垂直轴线 方向和群桩基 础中的边桩 条形桩基沿轴 线方向和群桩 基础中间桩 d1000m m -0.1d 且- 50 d/6 且不大于 100 d/4 且不大于 150 泥浆护 壁钻孔 桩 d1000m m -50 1 100+0.01H150+0.01H 3.23.2 成孔过程中的控制和管理成孔过程中的控制和管理 成孔是钻孔灌注桩施工中的一个重要部分,其质量如控制不好,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。 浙江建设职业学院建筑工程系工程监理专
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