浅析钻孔灌注桩工程施工过程中质量控制(毕业论文)

浅析钻孔灌注桩工程施工过程中质量控制摘要 钻孔灌注桩是民用和工业建筑广泛应用的一种基础形式，具有适应性强、施工操作简单、设备投入不大等优点。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。如何在工程施工过程中，保证工程质量成为首要问题。目前，在桩基施工中，质量控制能力较差，控制手段不力，造成质量水平不稳定，重大工程质量事故时有发生，给国家、人民的财产带来巨大损失。虽然灌注桩施工工艺正日益完善，但往往由于施工不当，施工管理不规范，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生。因此，运用科学，实用的施工工艺和方法，加强过程质量控制以确保工程质量显得极为重要。在实际施工过程中，施工技术人员只有了解灌注桩的基本工艺、施工方法、常见的质量事故、事故处理方法，才能做到事前控制、事中控制及事后控制。从而保证灌注桩的施工质量满满足设计及安全使用需要。关键词：钻孔灌注桩 质量控制 施工工艺 ABSTRACT In the actual construction process, construction technicians understand piles, construction methods, treatment of common quality accidents, accidents, to be ex ante control, process control and ex post control. To ensure construction quality of bored pile design and safety needs. In the actual construction process, construction technicians understand piles, construction methods, treatment of common quality accidents, accidents, to be ex ante control, process control and ex post control. To ensure construction quality of bored pile design and safety needs. In the actual construction process, construction technicians understand piles, construction methods, treatment of common quality accidents, accidents, to be ex ante control, process control and ex post control. To ensure construction quality of bored pile design and safety needs.Key words：Bored pile; Quality control; Construction technology;目 录第1章 绪 论11.1课题研究的意义11.2研究现状11.3课题研究的主要内容2第2章 钻孔灌注桩施工工艺概述32.1钻孔桩施工工艺流程和主要工序32.2具体施工过程32.2.1施工准备32.2.2护筒埋设32.2.3钻机安装32.2.4泥浆的选用及制备62.2.5成孔62.2.6终孔62.2.7清孔72.2.8钢筋笼制作与安装72.2.9水下混凝土的灌注8第3章 钻孔灌注桩质量控制要点93.1施工机具的选择93.2 钻进过程控制103.3清孔控制103.4钢筋笼制作113.5水下混凝土的灌注控制11第4章 常见质量通病及处理措施. 134.1缩颈134.2钢筋笼上浮134.3桩底沉渣过多144.4导管进水154.5断桩15第5章 工程案例分析 175.1工程地质及施工特点175.1.1工程地质条件175.1.2主要施工特点175.2施工机具选用185.3施工工艺185.3.1钻孔平台搭设185.3.2护筒埋设185.3.3 钻孔195.3.4清孔195.3.5钢筋笼安装195.3.6水下混凝土浇筑19第6章 结语20参考文献21致 谢22III 浅析钻孔灌注桩工程施工过程中质量控制第1章 绪 论1.1 课题研究的意义桩基础作为建筑物基础实体，施工对是地面以下部分，同时也为地面以上部分服务，最终目的是为保证整个工程的正确性、可靠性和经济性。而钻孔灌注桩作为一种重要的基础形式，常用于楼层高，动荷载大、承载力高的建筑物中，它具有低噪音、小震动、无挤土，对周围环境及邻近建筑物影响小，能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点。这种施工方法，可以变水下作业为水上施工，从而大大简化施工，缩短工期，降低了工程造价，而且所需设备简单，操作方便。在桥梁、房屋、水工建筑物等工程中得到广泛应用，已成为一种重要的桩型。随着社会经济发展的需要，钻孔灌注桩的桩长和桩径不断加大，单桩承载力也越来越高，同时，也使单柱单桩的设计成为现实。由于钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收，尤其对于长桩、大桩，其施工难度大，易发生质量事故。而单柱单桩的设计，对桩的质量要求高，发生质量事故后，加固处理难度大，且费用较高。如果施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。因此，桩基施工单位如何施工确保质量是形成工程项目实体的过程，也是决定最终产品质量的关键阶段，要提高桩基工程的质量，就必须狠抓施工阶段的质量控制。探讨桩基施工过程中的质量控制过程和方法，作到事故提前预防，为整个工程打好基础，具有实际的意义。1.2 研究现状目前，钻孔灌注桩的研究，从施工工艺到质量检测，已日益成熟。新的标准和规范也不断出台，而现行所采取的规范和规程，既是指导设计、施工的技术标准，又是评定桩基质量的依据。这些规范和标准包括一些灌注桩的研究资料，从总体上对整个桩基行业确立了一个普遍使用的质量要求标准和操作规程，更加着重于对施工过程中可见工序的标准要求，如钢筋笼的验收，孔深的测量，混凝土塌落度的检验。而对具体项目不同条件下控制要点的研究，没有过细的总结，对如何具体操作以完成质量目标还缺乏针对性。还存在着实际操作难以达到理论要求的现实情况。由于灌注桩属隐蔽工程，施工结果往往是不可见的，就具体的灌注桩施工项目而言，由于受不同地质工程条件限制，所采用的施工工艺和方法也有所不同，这就使得过程控制方法、控制要点因不同项目特点而有所不同。如何落实标准，规范过程，如何针对不同项目的特点有针对性的进行施工管理，作到重视细节、提前予控质量事故是当务之急。 1.3 课题研究的主要内容本课题研究的主要内容包括钻孔灌注桩的施工工艺概述，灌注桩的质量控制要点以及常见的质量通病和处理措施，来说明钻孔灌注桩每一道工序的施工都必须认真严格地进行，任何一个疏忽都有可能给桩基带来施工事故或质量事故。第2章 钻孔灌注桩施工工艺概述2.1 钻孔桩施工工艺流程和主要工序钻孔灌注桩施工过程主要可分为成孔阶段、清孔阶段、水下混凝土灌注阶段等三大阶段。钻孔灌注桩是一项工序多、技术要求高、工作量较大、并需要在一个短时间内连续完成的地下(或水下)隐蔽工程。要保质、保量、按期完成施工工程，必须认真做好施工的各项准备工作。钻孔桩施工工艺流程见图1，钻孔灌注桩施工程序见图2。2.2 具体施工过程2.2.1施工准备平整场地，清除坡面危石浮土。施工现场的出土路线应畅通。施工复测后，定出桩孔准确位置，在桩外侧设置桩中心的十字控制桩，设置护桩并固桩；经常检查校核护桩。放出桩孔四周。现场四周应设置排水沟、集水井和沉淀池；孔口四周挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水，搭好孔口雨棚。施工现场备足钻孔用水、粘土、碎石、片石等材料，确保意外情况发生时材料齐备，满足处理需要。2.2.2护筒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。在水域中施工时，护筒沉至河床表面后，可在护筒内射高压水、吸泥、抓泥，在护筒上压重、反拉(静力压桩)或用震动打桩机震动下沉护筒等方法埋设护筒。2.2.3钻机安装旱地桩施工时应平整、加固处理地面，在钻架下部支点处垫设方木，以扩散对地面应力。水中桩时钻机直接安放于平台上。钻机就位时保持底盘平稳、钻架直立、钻头中心对准桩位中心，并将钻架可靠固定。确保在钻进过程中不发生倾斜和位移。泥浆备料泥浆池平整场地（搭设钻机平台）桩位放样钻机就位埋设护筒钻 进终孔质量检查清 孔下钢筋笼安装导管再次检查沉渣厚度及泥浆指标，必要时二次清孔水下混凝土灌注拔除护筒凿除桩头，质量检验下道工序孔内造泥浆泥浆沉淀池混凝土拌制及输送检查混凝土质量及顶面标高、制作试件拼装检查导管钢筋笼制作图1 钻孔灌注桩施工工艺流程图 桩端持力层（3）钻机就位、泥浆制备（5）钻进完成，第一次清孔，检孔（7）插入导管，二次清孔，砼灌注（6）吊放钢筋笼（8）砼灌注完成，拔出导管，桩完成桩端持力层（4）钻进（1）平整场地、测量放样泥浆池泥浆池（2）护筒埋设图2 钻孔灌注桩施工程序示意图2.2.4泥浆的选用及制备由于钻孔灌注桩的特性，钻孔是否成功是成孔的关键，而泥浆的合适与否又是钻孔成功的关键。所以，泥浆的选用及制备是钻孔灌注桩是否成功的关键工序之一。除了少数地层(如没有覆盖层)的桩可以采用清水成孔外(佛开高速公路九江大桥28#墩 4 根 3.0 米桩的施工，就采用了清水反循环钻进)，其余地层的桩都应选用粘土泥浆或膨润土泥浆。粘土泥浆一般适用于桩径比较小，桩长较短的桩，也就是清孔后灌注砼前泥浆停置时间相对较短(一般小于 6 小时)的桩。特别适用于冲击钻进及正循环钻进。膨润土泥浆一般适用于桩径较大，桩长较长，也就是清孔后灌注砼前泥浆停置时间相对较长(一般大于 6 个小时)的桩，适用于反循环钻孔。如何选择泥浆种类，要根据施工方法及地层情况结合进行。长大桩基及反循环施工，一般采用膨润土泥浆；较短小的桩基、正循环施工以及海水中施工一般采用粘土泥浆。2.2.5成孔灌注桩成孔工艺应根据工程的具体情况，并结合现有的技术和装备水平，进行经济技术分析，合理选择。一般来讲，根据地层情况，应用较多的成孔方法有：(l)正循环回转泥浆护壁适用于粘土、砂、含少量砾石、卵石(含量少于20%)的土、软岩等地层。(2)反循环回转泥浆护壁适用于粘土、砂类土、含少量砾石、卵石(含量少于20%、砾径小于钻杆内径66%)的上、软岩等地层。(3)潜水电钻正循环适用于淤泥、粉土、砂类土等地层。2.2.6终孔终孔检查项目：孔径、孔形、垂直度检查，用笼式检孔器；孔深和孔底沉渣厚度检查，用测绳配测锤；桩位检查，用全站仪测放桩位中心。2.2.7清孔清孔方法根据设计要求，钻孔方法，机具设备和土质情况决定。钻孔灌注桩常采用换浆法清孔。正循环钻进，正循环清孔。目前施工单位一般采用两次清孔，第一次清孔是在钻孔终孔进行：终孔后，停止进尺，将钻头提离孔底1020cm，以中速压入相对密度1.15左右、含砂率4%的泥浆，把孔内悬浮钻碴多的泥浆换出。第一次清孔的重点是搅碎孔底较大颗粒泥块，同时上返孔内尚未返出的的钻碴。第二次清孔是在安放好钢筋笼和灌浆导管后进行：导管就位后在导管上装上配套盖头，以大泵量向导管内压入相对密度1.15左右的泥浆，把孔底部在下钢筋笼和灌浆导管过程中再次沉淀的钻碴和仍然悬有钻碴的相对密度较大的泥浆换出，沉碴厚度和孔内泥浆相对密度均达到清孔标准后，立即开始灌注水下混凝土。2.2.8钢筋笼制作与安装1. 钢筋笼的制作要求(l)钢筋笼所用钢筋规格、材质、尺寸应符合设计要求。(2)钢筋笼的制作偏差应符合下列规定：主筋间距士10mm；箍筋间距士20mm；钢筋笼直径士10mm；钢筋笼长度士100mm。(3)钢筋笼的直径除按设计要求外，还应符合下列规定：用导管灌注水下混凝土的桩，其钢筋笼内径应比导管连接处的外径大100mm以上，钢筋笼的外径应比钻孔直径小100mm左右；沉管灌注桩，钢筋笼外径应比钢管内径小60-80mm。(4)分段制作的钢筋笼，为防止在吊装过程中发生变形，其长度以10mm为宜。2.钢筋笼的吊放钢筋笼的吊放，可用双吊点或单吊点，吊点位置应恰当，一般在箍筋处。对于直径大、笼身长的钢筋笼，必须采取措施对起吊点予以加强，以保证钢筋笼起吊时不致变形，吊放入孔时应对准钻孔中心缓慢下放至设计标高。对分段制作的钢筋笼，当前一段放入孔内后即用钢管穿入钢筋笼上面的箍筋下面，临时将钢筋笼搁支在钻机大梁或护筒口上，再起吊另一段，对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高。钢筋笼全部入孔后，应按设计要求检查安放位置并作好一记录，符合要求后，可将主筋点焊于孔口护筒上或用铁丝牢固绑扎于孔口。以便使钢筋笼定位，防止钢筋笼因自重下落或灌注混凝土时往上串动造成错位。当桩顶标高离孔口距离较大时，就必须在主筋上焊接或用螺纹联接2-4根吊筋，吊筋上部与护筒口点焊。吊筋与主筋之间用螺纹联接(主筋上焊螺母、吊筋上车螺纹)时，混凝土初凝前可回收吊筋，可重复使用。2.2.9水下混凝土的灌注水下混凝土的灌注是保证成桩质量的关键。该桥桩水下混凝土的灌注采用直升导管法，混凝土拌和物是通过导管下口，进入到初期灌注的混凝土下面，顶托着初期灌注的混凝土及其上面的水上升。为使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，坚持连续作业，使灌注工作在首批混凝土初凝以前的时间内完成。在混凝土灌注过程中应注意以下事项：1.混凝土拌和料必须均匀，尽可能缩短运输距离及时间，减小颠簸，防止混凝土离析而产生堵管、卡管现象；2.混凝土运送到桩位处时，应该做坍落度实验，保证坍落度在 1822cm；3.在灌注过程中，要随时测量和记录孔内混凝土高度及导管入孔长度，以控制和保证导管埋入孔内混凝土中有适当的深度，防止导管提升过猛，管底脱离混凝土面或埋入过浅而导致管内进水造成断桩夹泥；也要防止导管埋入过深而造成导管被混凝土埋住不能提升，导致中止灌注而断桩；4.在灌入过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入。不可整个灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，使混凝土灌不下去；5.混凝土面灌注至高出设计标高面 50 cm 以上时停止灌注，清除桩顶混凝土至桩顶设计标高以上 10cm，高出部分待强度达到 70%设计强度后，用人工凿除，确保桩头质量良好。 第3章 钻孔灌注桩质量控制要点灌注桩施工质量受到很多因素的影响，只有把握好施工过程中的关键因素，即质量控制要点，才一能保证质量。3.1施工机具的选择施工机具的好坏对能否保证施工质量以及功效的高低起着至关重要的作用。选择好合适的施工机具是实现质量控制的首要条件。泥浆循环回转钻进成孔灌注桩的施工机具主要包括成孔的钻机、泥浆循环设备、钻杆、钻头与保径圈，成桩的导管、料斗、球塞、混凝土拌制与输送设备。对于不同的地质条件，不同的桩径，其选择使用的成孔机具如钻机、钻杆、钻头有很大差别。选择钻机，首先要看功率和扭矩够不够，因为桩径越大，钻进时切削阻力越大，要求功率和扭矩也越大。钻杆选择则不宜采用过细的钻杆，过细的钻杆其杆内通道小，泥浆循环量受限制，钻进速度慢，沉渣多，成桩质量难以保证，同时钻杆细则刚度小，受压时容易发生弯曲，造成斜孔形状不规则。钻头直径必须保证桩的设计直径，一般比一设计桩径小5-6cm，钻头形状应对称，锥尖角度不应小于120度，因为不对称的钻头易产生斜孔锥尖过尖会在孔底产生一个锥形，在其中埋藏大量泥块沉渣，影响桩的承载力。成桩用设备主要根据桩体的混凝土方量来考虑安排。导管的基本要求是满足混凝土灌注量、接头密闭不漏水不漏气。导管的长度应保证使得导管下口离孔底的距离保持在0.5m左右。为此在施工中必须配有一些小导管，如0.5m，1.0m，1.5m等不同长度。导管的选用除需考虑混凝土的方量，还应使导管接头的外径比钢筋笼直径应小100mm以上，以免导管钩带钢筋笼。导管孔口的料斗与吊运混凝土的料斗的容量之和应保证首批灌注混凝土的数量满足导管首次埋置深度（1.0m）和填充导管底部的需要。首批灌注混凝土的数量不足会使得先灌入孔内的混凝土大量混杂泥浆，影响桩的质量。可见施工机具的控制是泥浆循环回转钻进成孔灌注桩施工质量控制的重要环节，只有切实把好这一关，才能真正好施工质量。3.2 钻进过程控制钻进过程中主要应加强以下事项的控制：(l)总的原则要快，一个桩的施工时间越短，质量也越不容易出现问题，当然，也不是要绝对的快，该慢的孔段要慢。如开孔时要轻压慢钻以防止发生孔斜，待钻头或导向部位全部进入地层后，方可加速钻进；在淤泥质土层也不能太快，需防止形成螺旋形孔。(2)钻进过程中泥浆循环量应根据地层和钻进速度加以调整，若进尺速度快而泵量小，泥浆必定粘稠而且泥块沉渣多，影响成孔质量；在松软易坍地层中钻进时若泵量和压力太大，会造成扩径甚至坍孔。(3)在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定水位和要求的泥浆比重和粘度。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。(4)终孔时，需对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测，符合要求刁能终孔，否则需继续。3.3清孔控制需要采用两次清孔来达到规定的硅灌注前的泥浆比重。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(吸力)大，清孔能力强，可以把绝大部分沉渣，包括较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(吸力)要小得多，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的泥块为止，根据在施工中的经验，对一根三十几米长的直径600的桩来说，正循环清孔的时间应大于30分钟。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到下去的泥块沉渣。在清孔过程中必须注意保持孔内水头，防止坍孔。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替代清孔。3.4钢筋笼制作钻孔灌注桩的钢筋笼制作一般使用热扎钢筋，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是：钢筋笼直径应符合设计尺寸；每节的长度不宜超过10米，也不宜短于5米，因为过长则吊起时易弯曲变形，过短则增加焊接时间，对成桩的质量不利；使用法兰接头导管时，最下面的一节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；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，一般桩孔应在1-2个小时内完成。大桩亦不能超过3小时为宜。3.5水下混凝土的灌注控制混凝土的强度等级必须满足设计要求，砂石料、水泥、水等应符合国家标准，采用商品混凝土必须经过现场质量检测。此外，根据灌注桩的特点，水下混凝土还需控制:(l)初凝时间。这个指标对于灌注桩非常重要，一般要求所提供配比的初凝时间是实际浇灌时间的两倍，否则容易在浇灌过程中出现导管凝死等事故。(2)流动性。规范要求坍落度18-22 cm之间，当坍落度小时，易堵塞导管，坍落度大时易发离析。水下混凝土在灌注中应控制以下几个点:(l)水下混凝土灌注前应检查桩底的沉淀层厚度与泥浆指标，不符合要求则应再次清孔。(2)当混凝土灌到孔口不再返出泥浆时，说明混凝土压力已等于或小于其在桩内顶升的阻力，此时应提升导管;若需提高0.5-1.0m以上才能灌入混凝土，则此时应拆除一些导管，减小导管在混凝土的埋深，使动力重新大于阻力。(3)导管的埋深太大或太小都是不利的，埋深太大容易发生硅凝住导管的断桩事故，埋深太浅容易冲翻孔内硅顶面而将沉渣泥浆卷入，造成夹泥至断桩，也容易发生将导管拔出硅的事故。因此，应做到勤提勤拆，不能出现一次拆十几米的情况。以上为钻孔灌注桩施工中应引起足够重视的质量控制五大要点，施工单位在施工过程中应引起足够的重视。第4章 常见质量通病及处理措施4.1缩颈缩颈是钻孔灌注桩最常见的质量问题，主要由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。针对这种情况，应采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。另外，可采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。4.2钢筋笼上浮在浇筑混凝土时，有时钢筋笼会发生上浮，其原因及相应对策如下：钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于导管上提时钩挂所致外，主要的原因是被砼顶托上升，当砼表面接近钢筋骨架时，导管底口处于钢筋笼底口3M以下和1M以上处，砼灌注的速度过快，使砼下落时冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力所致。当钢筋笼的外径及套管内壁之间的间隙太小，有时套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料时，会发生钢筋上浮现象，出现这种问题处理的方法是，使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。 钢筋笼自身弯曲，钢筋笼之间的接点不好、弯曲，箍筋变形脱落，套管倾斜等，使得钢筋与套管内壁的接触过于紧密时，也将造成钢筋笼上浮。在处理此类问题时，应注意提高钢筋笼加工、组装的精度，防止钢筋笼在运输工程中的碰撞等因素引起的变形。在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度等，不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中，不得敲打钢筋笼的顶部，在贯入套管时，必须注意汽锤制度。 由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。当此类现象发生时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。 钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升。 钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在1.5-2.0m。 为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3M至高于钢筋笼底1M之间，以及砼表面在钢筋笼底部上下1M之间，应放慢砼灌注速度，允许的最大灌注速度与桩径有关。孔内砼进入钢筋骨架4M左右,适当提升导管,减小导管埋置长度,以增加骨架在导管口以下的埋置深度,从而增加砼对钢筋骨架的握裹力。 除此之外，在浇筑混凝土之前，一定要将套管稍稍往上提一点，以确认钢筋笼是否存在上浮现象。克服钢筋上升，除了主要从上述灌注方面着眼外，还应从钢筋笼定位方式加以考虑。4.3桩底沉渣过多清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节，通过清孔应尽可能的使桩孔中的沉渣全部清除，使混凝土与岩基结合完好，提高桩基的承载力。施工中发生桩底沉渣的主要原因及处理的措施如下： 桩底的沉渣过多主要由于施工中违犯操作规定，清孔不干净或未进行二次清孔造成的；施工中应保证灌注桩成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟，然后将锤式抓斗慢慢放入孔底，抓出孔底的沉渣。 当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时，桩底的沉渣浮起困难，沉渣将堆积在桩底，影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不能用清水进行置换。 钢筋笼吊放过程中，如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位，将会发生碰撞孔壁的事故，孔壁的泥土会坍落在桩底；因此，钢筋笼吊放时，务使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。在钢筋笼的加工工艺上，可选用冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，使用方法是用空气升液排渣法或空吸泵反循环法。这种方法是用已有的空吸泵、空压机，在导管上备有承接管，它无需特殊设备，在任何施工方法中均可采用。 清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。4.4导管进水在浇注混凝土过程中，有时会发生由于过量上提导管，使接头部分产生漏水等情况，将造成混凝土离析、流动等质量事故，在桩身上留下致命的质量隐患。因此要严格施工管理，不得发生泥浆水进入导管的质量事故。一旦生发上述事故，可采取如下的处理措施： 浇筑混凝土之前，若发现导管口出现漏水现象时，应立即提起到导管进行检查，对漏水部位进行严格的防水处理后，再重新放入桩孔中，建筑混凝土。 在任何情况下，都应该尽可能的将导管底部深深的埋在混凝土中，当发现导管上提明显过量时，应迅速将导管插到混凝土中，利用小型水泵或小口径的抽水设备，将导管中的水抽到之后，再继续浇筑混凝土。4.5断桩由于混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。造成原因及防治措施如下： 施工中若发生导管底端距孔底过远，则混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。 为避免质量事故的发生，桩孔钻成后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。这就要求在灌注混凝土前，应认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。 有时受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体。 在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。 在浇注混凝土时，由于导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象。 施工中应明确规定，混凝土浇注过程中，一旦开始浇筑工序，一定要连续完成改作业，确保在混凝土初凝时间内连续浇注，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。并随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，严格遵守操作规程。 施工中还会发生浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。 因此，施工要求中要严格确定混凝土的配合比，使混凝土有良好的和易性和流动性，坍落度损失亦满足灌注要求。灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量， 避免埋下质量事故的隐患。第5章 工程案例分析盐邵河大桥为淮江高速公路江都段的一座大型桥梁，该桥跨越盐邵河及邵真公路，全长754.58 m，主桥上部采用(40+67x3+40)m预应力混凝土箱梁，下部采用01500钻孔灌注桩，桩长55 m，其中主桥左13号、14号墩及右14号、15号墩位于盐邵河中。盐邵河系盐城至邵伯进京杭大运河的干线航道，通航等级为五级，河面宽度约100m，水深6m左右，航运十分繁忙。5.1工程地质及施工特点5.1.1工程地质条件桥梁所在地区属里下河平原沉积区。第四系覆盖层较厚。区内沉积物主要为冲积相为主的陆相堆积和里下河吉泻河相的淤积物岩性主要为全新统及上更新统的亚粘土、粘土、亚粘土混粉砂、粉砂夹亚粘土、粉砂及淤泥质土。钻孔深度内土层分9层、16个亚层，主要有3种：亚粘土，间或夹有粉砂、铁锰质结核，软塑一硬塑；粘土，可塑一硬塑；淤泥质亚粘质土，混粉砂，流塑状态。5.1.2主要施工特点(1)河道水位高、波动大。主桥桩基施工正值雨汛期，河道水位高，流速快，且来往船只较多，水位波动大，钻孔时孔内静水压力变化大，易引起坍孔和穿孔。(2)桩顶高程低。水中桩基桩顶设计高程低于河床1m多，低于正常河水位6m左右。桩基定位、垂直度及钻头摆动的控制难度较大，容易出现偏位现象。(3)土层变化大。钻孔土层有淤泥质土、粘土、亚粘土及粉砂等，土的物理状态从流塑一软塑一硬塑不等，如钻孔工艺、进尺速度或泥浆密度控制不当，极易引起缩孔、扩孔或坍孔。(4)钢筋笼长、单桩混凝土量大。桩基主筋长度50 m，单桩混凝土量97.1 m3。易因钢筋、导管安装及混凝土浇筑历时过长，引起孔底沉淀层厚度增大或坍孔。5.2施工机具选用钻孔设备采用GPS-15及GPS-20型钻机。钻孔结束后钻机立即移位，由多工序一体化钻架(该工艺属省级工法)进行钢筋笼安装及水下混凝土浇筑。该工艺钻机利用率高，能缩短钢筋笼安装及混凝土浇筑时间；同时免去吊机跟班作业，减轻钻孔平台负荷，并能降低机械台班费用。5.3施工工艺5.3.1钻孔平台搭设钻孔工作平台采用双排桩木基础，上架钢桁架梁，桁架梁另一端直接搁置于岸坡上(下设枕木)。桩木采用锤击沉设，并形成框架临时墩，确保平台具有足够的承载力和稳定性。工作平台沿两侧河岸分别搭设，中间预留通航宽度不小于32m，保持河道正常通航和排洪。平台布置呈流线型，减少水流对平台的冲击。在平台外侧设置防撞护木及警示标志，确保施工中平台及航行船只安全。5.3.2护筒埋设护筒设置对水中钻孔灌注桩的施工至关重要。针对桩位处水深达6m。且水位波动大的特点，桩孔护筒采用内、外双层护筒。内、外护筒均采用钢护筒，外护简直径D2500，主要用于维持孔内水位，底端穿过淤泥质层进入粘土层不少于1.0 m。顶端高出施工期最高水位1.5-2.0m；内护简直径D1600，主要用于保证孔口不坍塌，并控制桩的平面位置和桩顶混凝土具有良好外形，其底端不高于外护筒底面高程。顶端高于桩顶设计高程0.5-1.0m。外护筒采用4台2.2 kW振动器对称振动下沉。内护筒采用水冲沉设。内护筒沉设时采用导向架导向，确保护简埋设垂直度及位置准确。护筒沉设到位后，采取临时固定措施，防止施工中发生位移。内、外护筒之间填筑粘性土，经固结稳定后方可开始钻孔施工。5.3.3 钻孔桩孔采用GPS-15或GPS-20型钻机正循环钻进成孔。钻进过程中随土层变化及时调整进尺速度和泥浆相对密度。在粘性土层中中速钻进，自由进尺，防止钻头摆动过大，泥浆密度控制在1.081.15tm3之间；在淤泥质土及砂土层中采用减压钻进，控制进尺速度，防止出现螺旋孔，护壁泥浆密度适当加大至1.151.20tm3。钻孔过程中保持桩架垂直度，并维持孔内水位高出河水位不小于1.5m。5.3.4清孔因钻孔土层以粘性土为主。且采用正循环钻进成孔，清孔方式采用正循环换浆法清孔。钻孔至设计深度后。提升钻头距孔底200mm左右，继续循环，输入相对密度较小(1.05-1.10tm3)的泥浆，替换孔内钻渣及密度较大泥浆，待孔内泥浆指标达到规定要求后，方可停止清孔。5.3.5钢筋笼安装钢筋笼采用多工序一体化钻架安装，该架最大起吊高度为18m。钻孔桩主筋最长50m，钢筋骨架预先分三节制作成笼，制作时主筋接头相互错开，使同一截面内的接头数不超过主筋总数的50。安装时，由多工序钻架分节起吊，于孔口逐节焊接接长，就位后，将钢筋笼进行固定。为加快焊接速度，采用4台焊机同时施焊，焊接形式为单面电弧焊接。钢筋笼四周每隔4 m左右设置一组可滚动的砂浆保护球，保护球半径同主筋保护层厚度，每组4只，在同一截面内等距布置，以控制主筋保护层厚度。保护球能利于钢筋笼安放，减少钢筋笼安装时对孔壁的摩擦、碰撞。5.3.6水下混凝土浇筑水下混凝土浇筑设备使用多工序一体化钻架。采用300直升导管浇筑。每台钻架配2台混凝土搅拌机。搅拌机随钻架移动，钻架左右两侧同时挂装混凝土输送爬梯，搅拌机出料口对输送爬梯料斗直接供料，以加快水下混凝土浇筑速度。第6章 结语钻孔灌注桩每一道工序的施工都必须认真严格地进行，任何一个疏忽都有可能给桩基带来施工事故或质量事故。因此，有必要对其每道工序进行系统的探讨。本文通过对当今普遍采用的钻孔灌注桩施工质量控制的分析，参照大量历史资料，认真总结出一整套施工工艺和质量控制指标，并进行了全方位的论证，得出的主要结论如下。(1) 钻孔方法和机具的选用是影响桩基成孔质量的第一个关键环节，在施工前的施工组织设计中应按地质情况以及设计要求去综合考虑，选择方案时，应以选择对桩基质量有利的方案为原则。(2) 钻孔灌注桩的这一技术的发明，实际上就是因为使用了泥浆，因此，可见泥浆在钻孔灌注桩中的重要性。本文提出了粘土和砂土孔壁稳定的条件，进一步论证了泥浆的重要性；结合工程实践，通过实验探讨泥浆的护壁性能，提出了合适的泥浆配合比。(3) 钢护筒的制作与埋设往往关系到桩基是否出现钻孔施工事故的关键之一，因此应给予足够的重视。文中系统探讨了护筒的制作和埋设方法，并提出一种检测护筒中心位置的方法。(4) 一旦出现桩基施工和质量事故，就应仔细分析其原因，找出正确的措施进行解决，要做到对症下药。对付事故的最好办法还是以预防为主，在施工之前，就应做足一切必要的防患措施，尽量做到少出事故。参考文献1 吴运华.钻(冲)孔混凝土灌注桩施工方法与措施J.土工基础,2005(03)2 白有社.某特大桥大直径桩基础施工方法比较与选择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),2005(04)5 JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范S.北京：人民交通出版社,20006 李小勇,谢康和,曾国熙,侯晓红.钻孔灌注桩泥浆护壁性状试验研究J；建筑结构,2000(05)7 李武斌.泥浆护壁钻孔灌注桩工程性状研究J.西部探矿工程,2005(07)8 张亚娥,任晓妮,刘洪潮.工程质量的控制与管理J.延安大学学报(自然科学版),2005(04)9 舒翔,刘利民.钻孔灌注桩承载力的成孔效应J.建筑技术,2003(03)10 舒翔,刘利民.施工因素对钻孔灌注桩承载力的影响J.施工技术,2003(01)致 谢感谢尊敬的各位老师，在他们的严格要求和教育帮助下，我顺利的完成了三年的进修学业，他们严谨的工作作风将一直影响着我以后的人生道路。感谢试验人员和施工技术人员，质量重于生命。准确真实的试验资料指导着施工技术人员的工作，我们会朝着继续前进的方向而不懈努力。20