钻孔灌注桩质量与安全的处理控制.docx
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钻孔灌注桩质量与安全的处理控制
建筑工程系毕业论文
钻孔灌注桩质量与安全的处理控制
姓名：
******
专业：
建筑工程技术
班级：
施工06-**班
学号：
100609***
学校指导教师：
陈****、向***、闫**
工地指导师傅：
金****、雷***、邹****
二○○九年五月
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、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。
本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，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：
年月日
摘要
桩基质量取决于勘察、设计、施工等许、多因素，销有不慎，就可能造成质量事故。
对质量事故的分析与处理，是否正确，往往影响建筑物的安全使用，工程造价及工期，严重的甚至炸毁整幢建筑物。
钻孔灌注桩在各类土木工程中广泛应用，具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点。
目前在国内建筑工程及公路桥梁基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位，但灌注桩地下施工不可预计因素多，工程质量较难控制，桩基施工既有机械操作，又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作，工序种类繁多，影响因素多，水下混凝土施工要求严格，稍有不慎，就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等，可能造成质量事故，因此，施工中必须严格监管质量。
2000版GB/T19000-ISO9000标准中，质量控制的定义是：
质量管理的一部分，致力于满足质量要求。
钻孔灌注桩施工的质量控制，是指为保证工程合同规定的质量标准对钻孔灌注桩施工进行的质量控制。
由于施工阶段是使业主及工程设计意图最终实现并形成工程实物的阶段，也是最终形成工程实物质量的系统过程，所以施工阶段的质量控制也是一个经由对投入的资源和条件的质量控制（事前控制）进而对生产过程及各环节质量进行控制（事中控制），直到对所完成的工程产出品的质量检验与控制（事后控制）为止的全过程的系统控制过程。
为了杜绝重大人身伤亡事故，确保施工机具设备运转良好，无刑事案件发生，无火警事故，需成立强有力的领导班子，建立健全安全保证体系，领导挂帅，设立专职安全员，全员参与，分配职责，层层把关，细化指标，做到安全目标分解到人，责任明确，形成安全管理网络。
依照制定的安全保证体系，实行安全承包责任制，进行风险抵押，预防为主，着重加强监控力度，从制度上确保钻孔灌注桩的安全施工。
本文从工程施工角度，对钻孔灌注桩施工的质量和安全的处理与控制进行分析和讨论。
关键词：
钻孔灌注桩、质量控制、分析与处理、安全保证等
目录
第一章引言··················································5
1.1概述·························································5
第二章钻孔灌注桩的工程质量控制与应对措施···············6
2.1钻孔过程中出现的施工质量问题及防治措施·······················6
2.1.1孔壁坍陷················································6
2.1.2缩颈····················································6
2.1.3钻孔偏斜···············································7
2.1.4桩底沉渣量过多·········································7
2.2水下混凝土灌注过程中出现的施工质量问题及防治措施··············7
2.2.1卡管····················································7
2.2.2钢筋笼上浮·············································8
2.2.3断桩···················································8
2.2.4混凝土流失·············································9
2.2.5清孔后孔底沉淀超厚·····································9
第三章钻孔灌注桩的安全控制与处理·························10
3.1施工机械的安全控制与处理·······························10
3.2施工过程中的安全控制与处理······························10
第四章结论··················································11
第五章致谢·················································12
第六章参考文献·············································13
第一章引言
1.1概述
钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性、施工简单易操作且设备投入一般不是很大，因此在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛的应用。
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。
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。
必须防治在钻孔过程中及水下混凝土灌注过程中经常出现的施工质量问题，保质、保量地完成桩基施工任务。
钻孔灌注桩具有低噪音、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，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可能。
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。
因此，有必要对钻孔灌注桩的常见质量事故加以分析，找出质量事故发生的原因，研究相应对策，尽可能防止质量事故发生。
本人就现在实习公司--浙江万寿建筑工程有限公司开发建筑的浙江松阳万寿家园、浙江正南钢业制造有限公司办公大楼、浙江松阳职业中等专业学校教学大楼及参考一些文献上所描述的工程等项目钻孔灌注桩施工过程中遇到的一些问题和处理方法进行了总结。
第二章钻孔灌注桩的工程质量问题
2.1钻孔过程中出现的施工质量问题及防治措施：
2.1.1孔壁坍陷
钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。
此时，出渣量显著增加而不见钻头进尺，但钻孔负荷显著增加，泥浆泵压力突然上升，造成憋泵。
一旦坍孔，钻孔便无法正常进行，易造成掉钻、埋钻事故。
造成原因：
孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。
钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长也会引起孔壁坍陷。
防治措施：
①在松散粉砂土或流砂中钻孔时，应选用较大比重，粘度的泥浆。
一般选用优质黄泥制作黄泥浆，要求黄泥中不得含有沙石等杂质，塑性指数大于22。
并放慢进尺速度（钻孔进尺的平均速度一般控制在6-7米/h为宜），也可投入粘土掺片石或卵石，低锤冲击，将粘土膏、片石卵|考试大|石挤入孔壁稳定孔壁。
②根据不同地质，调整泥浆比重。
确保泥浆具有足够的稠度确保孔内外水位差，维护孔壁稳定。
黄泥浆的比重控制在1.25～1.30左右，数量不少于单桩井孔体积的2倍。
实践证明：
高质充足的黄泥浆是确保钻孔灌注桩施工质量的关键之一。
钻制井孔上段6～7米时，可不必向井孔内输入高压水，让钻渣自然形成浓稠的低质泥浆护壁，特别是护住护筒底脚处的井壁（这一位置最易坍塌）。
③清孔时应指定专人负责补水，保证钻孔内必要的水头高度，中段6～7m可输入高压水承压清孔。
下段6～7m输入黄泥浆，如此作法，既有效地保证了施工质量，又节省了费用较高的黄泥用量。
④发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻坍孔部位不深时，可用深埋护筒法，将护筒周围土夯实填密实重新钻孔。
⑤发生孔内坍塌时，判明坍塌位置，回填砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1～2m。
如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。
2.1.2缩颈
缩颈即成孔后的孔径小于设计孔径。
造成原因：
塑性土膨胀。
防治措施：
①经常检查钻具尺寸，及时补焊或更换钻齿。
有软塑土时，采用失水率小的优质泥浆护壁。
②采用优质泥浆，泥浆的比重加大，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。
如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径
2.1.3钻孔偏斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
造成原因：
钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。
防治措施：
先将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地；安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于20cm。
在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。
进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。
另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。
钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上，重新钻进。
2.1.4桩底沉渣量过多
造成原因：
清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或混凝土注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。
防治措施：
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。
采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。
钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。
可采用钢筋笼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，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。
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。
2.2水下混凝土灌注过程中出现的施工质量问题及防治措施:
2.2.1卡管
水中灌注混凝土过程中，无法继续进行的现象。
造成原因：
初灌时，隔水栓堵管；混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；钢筋笼吊装时，弯折变形；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长而卡管；导管进水造成混凝土离析等。
防治措施：
使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出。
钢筋笼制作时，箍筋间距不能过大，箍筋与主筋焊接要牢，吊装时，注意不要与桩机等硬碰硬撞。
在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。
水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室确定，坍落度宜为18-22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且应小于40mm。
为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。
应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6-1.0MPa，以避免导管进水。
在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。
在施工过程中，应时刻监控机械设备，确保机械运转正常，避免机械事故的发生。
2.2.2钢筋笼上浮
钢筋笼的位置高于设计位置的现象。
造成原因：
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；当混凝土灌至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮；
防治措施：
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。
灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。
导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管提出混凝土面。
当发生钢筋笼上浮时，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。
2.2.3断桩
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：
由于导管底端距孔底过远，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；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；由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过快，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；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。
防治措施：
成孔后，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。
灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。
混凝土浇注过程中，应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，并严格遵守操作规程。
严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。
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。
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，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。
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。
2.2.4混凝土流失
灌注混凝土过程中，混凝土流失，无法成桩或混凝土量远远超出计算所需。
造成原因：
孔底遭遇地下暗流，混凝土灌注下去后被地下水冲走。
防治措施：
成孔后，发现孔中水位明显低于其他临近的孔或水位突然降低较多时，可往孔中投入一定量较大的石块，孔中水位上升后，马上灌注混凝土，首次灌注的混凝土强度等级应提高，适当加大水泥用量，使混凝土与原先投入的石块能混合在一起，确保桩的质量。
2.2.5清孔后孔底沉淀超厚
如只用掏渣法清孔或采用喷射清孔法或用加深孔底深度的方法代替清也就会使清孔后孔底沉淀超厚。
清孔的目的是抽、换孔内泥浆，降低孔内水的泥浆相对密度。
掏渣法、喷射法及加深孔底均未达到清孔的目的，不仅使桩尖承载力降低；且易引起桩身砼产生来泥或有灰层，甚至发生断桩。
产生孔底沉淀超厚的原因主要有：
1、掏渣法清孔只能去除孔底粗粒钻渣，不能降低泥浆的相对密度，灌注砼时，会有部分泥浆成分沉淀至孔底使桩尖沉淀层加厚。
2、喷射清孔时，射水（或射风）的压力过大易引起坍孔，压力过小，又不能有效翻动孔底沉淀物。
3、加深孔底不能降低孔内水中泥浆的相对密度，同时，加深孔底增加的承载力不能补偿未清孔造成的承载力损失。
防治措施：
①清孔应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和土层情况选定适应方法，应达到降低泥浆相对密度，清除钻渣清除沉淀层或尽量减少其厚度的目的。
②对于各种钻孔方法，采用抽浆清孔法清孔最彻底。
清孔中，应注意始终保护孔内流水头，以防坍孔。
③清孔后，应从孔口、孔中部和孔底部分提取泥浆。
测定要求的各项指标。
要求这三部分指标的平均值，应符合质量标准的要求。
④柱承桩清孔后，将取样盒吊到孔底，灌注水下砼前取出样盒检查沉淀在盒内的渣土，其厚应不大于设计规定。
第三章钻孔灌注桩的安全控制与处理
3.1施工机械的安全控制与处理
3.1.1安装钻孔机前，应掌握勘探资料，并确认地质条件符合该钻机的要求，地下无埋设物，作业范围内无障碍物，施工现场与架空输电线路的安全距离符合规定。
施工区域应设置警戒线，有专人负责看护。
3.1.2安装钻孔机时，钻机钻架基础应夯实、平整。
钻架下应铺设枕木。
3.1.3钻机的安装和钻头的组装应按说明书规定进行，竖立或放倒钻架时，应有熟练的专业人员进行。
3.1.4钻头和钻杆连接螺纹应良好，滑扣时不得使用。
钻头焊接应牢固，不得有裂纹。
钻杆连接处应加便于拆卸的垫圈。
3.1.5作业前重点检查项目应符合下列要求：
①各部件安装紧固，转动部位和传动带有防护罩，钢丝绳完好，离合器、制动带功能良好；
②润滑油符合规定，各管路接头密封良好，无漏油、漏气、漏水现象；
③电气设备齐全、电路配置完好；
④钻机作业范围内无障碍物。
3.1.6用电要求：
必须采用“三相五线制”，并做到“一机、一闸、一箱、一漏电保护”。
3.1.7启动前，将操作杆放在空档位置，启动后，应空运转试验，检查仪表、温度、音响、制动等各项工作正常，方可作业。
钻机应装有下钻限位的报警装置。
电器设备要设置漏电开关，并保证接地或接零可靠有效；
3.1.8钻机的移位和拆卸，应按照说明书规定进行，在转移和拆运过程中，应防止碰撞机架；作业后，应对钻机进行清洗和润滑，并应将主要部位遮盖妥当。
3.2施工过程中的安全控制与处理
3.2.1钻孔时，应寻准桩位，先使钻杆向下，钻头接触地面，再使钻杆转动，不得边转边晃动钻杆。
3.2.2钻机发出下钻限位报警信号时，应停钻，将钻杆稍稍提升，待解除警报后，方可继续下钻。
3.2.3钻孔时，如遇卡钻，应立即切断电源，停止下钻，未查明原因前，不得强行启动。
3.2.4钻孔时，如遇机架摇晃、移动、偏斜或钻头门发生有节奏的响声时，应立即停钻。
经处理后方可继续施钻。
3.2.5进入施工现场应头戴安全帽；登高作业应系安全带；工具应放入工具袋内，严防坠落伤人或落入孔中；
3.2.6扩孔达到要求孔径时，应停止扩削，并拢扩孔刀管，稍松数圈，使管内存土全部送到地面，即可停钻。
3.2.7钻机作业中，电缆应有专人负责收放，如遇停电，应将各控制器放置零位，切断电源，将钻头接触地面。
3.2.8成孔后，必须将孔口加盖保护。
3.2.9钻杆与钻头的连接件要勤检查，防止松动脱落伤人；
3.2.10吊置钢筋笼时，要合理选择捆绑吊点，并应拉好尾绳，保证平衡起吊，准确入孔，严防伤人。
第四章结论
4.1结论
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致谢
感谢施工06-9班的老师指导，使论文才得以顺利完成；感谢浙江建设职业技术学院曾经为我授过课的老师，感谢这将建设职业技术学院建工系的全体老师，是他们的言传身教，才使我日有所长，学有所成；感谢我的朋友，我的实习同事和我的单位领导，没有他们的指点和帮助，我仍旧是一个无知的孩子，不可想象我将会是怎样！
3个月的实习，使我学会了很多，使我成长了很多。
从一个什么都不会的大学生，走进社会，走进办公室，走进工地，走进民工群体中，和周围所有人一起工作学习，我很开心，也很幸运，我有一群好老师的指导，我也找到这么好的工作团体来帮助我完成学校交给的实践任务，真的万分感激所有帮助过我的人！
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2009年5月
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