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论桥梁桩基工程质量控制(道桥方向)土木工程

发布于:2015-09-11 08:41:11 来自:道路桥梁/桥梁工程 [复制转发]
论桥梁桩基工程质量控制---北京交通大学远程与继续教育学院土木工程(道桥方向)
北京交通大学
毕业设计(论文)任务书
设计(论文)题目:论桥梁桩基工程质量控制
一、设计(论述)内容
结合自己的工作,主要分析如下内容:
1.桩基的施工方法及工艺流程
2.桩位质量控制

3.桩基成孔质量控制
4.钢筋笼绑扎及吊装抗浮质量控制

5. 水下混凝土灌注质量控制

二、基本要求
1、论题新颖,观点正确,并有自己独到的见解;
2、结构合理,层次清楚,重点突出,语言流畅;
3、论据充分,论证有力,有很强的说服力和感染力;
4、交件齐全,格式规范,在规定期限内按质按量完成;
5、能结合工作领域、正确合理的运用本专业的相关知识。

三、重点研究的问题
桩基施工过程中的质量控制
四、主要技术指标
桩基质量标准
五、其他要说明的问题

1.论文写作形式规范、完整。格式符合“毕业论文规范”文件中的要求。
2.字数须在12000字以上。
3.参考文献必须是本人真正阅读过的,且与论文工作直接相关的文献。
下达任务日期: 2011年 7月10日
要求完成日期: 2011年11月6日
答辩日期: 2010年11月13日~~12月5日


开 题 报 告
题 目:论桥梁桩基工程质量控制
2011 年 9 月 9日
一、文献综述
随着我国工程建设的蓬勃发展,在高层、重型厂房港口,尤其是在桥梁工程中大量采用桩基础,桩基础已成为工程中重要的基础形式。桥梁工程中桥梁桩基极为关键,桥梁桩基由于深埋在地表下,而且多数施工区域地下水较高,因此桩基的质量一直都较难以控制,况且桩基质量将直接影响桥梁的整体质量。
目前桩基础的研究,从施工工艺到质量检测,已日益成熟。新的规范和规程也不断出台,而现在所采取的规范和规程,既是指导设计、施工的技术标准,又是评定桩基础质量依据。这些规范和规程从总体上对整个桩基行业确立了一个普遍适用的质量标准和操作规程,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。
桩基础是公路桥梁的主要基础形式之一,桩能将桥梁上部结构的荷载传递到深层稳定的土层中,桩基础按照成桩方法可分为预制桩和灌注桩,桥梁桩基主要采用钻孔灌注桩形式。由于灌注桩施工属于隐蔽工程,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。热和落实标准,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,质量控制是当务之急。
二、选题的目的和意义
建设工程质量是工程建设的关键,任何一个环节或部位出现问题,都会给工程的整体质量带来严重后果,直接影响工程的适用效益,近几年,随着交通需求的增长,桥梁跨度的增大以及基础入水深度的增加,尤其是近年来海湾、海峡、跨江大桥不断建设,桩基础的形式也不断创新,从而来适应纷繁复杂的建设条件,也使得桩基工程的施工质量越来越受到工程技术人员的重视。
桩基是桥梁工程最下面的结构部分,埋于地下,属于隐蔽工程,其质量的好坏直接影响到上部主体的施工和适用,所以怎样进行质量控制,使得桩基能符合工程质量的要求就显得尤为重要。
三、研究方案
本论文主要通过网页浏览、图书查询、教师指导、向学长讨教等途径,收集了桩基础的发展历史。设计理论、施工工艺、检测技术、事故处理等方面的资料,采用比较研究。文献资料等方法撰写。
本论文从以下四个方面阐述了桩施工的质量控制。
1. 桩基础的概述。
介绍了桩基础的发展历史、发展动向、特点。
2. 桩基础的施工。
阐述了桩基础施工前的准备工作,施工工艺的特点、操作。选择。
3. 桩基础的施工质量控制点。
归纳了桩基础施工时各项分工的质量控制。
4. 桩基础质量事故的原因和预防。
分析了桩基础中最常见的质量事故的原因,并提出了相应的预防措

四、进度计划
2011年6月15日前 向指导老师提交毕业论文选题申报表,确定论文题目
2011年9月10日前 提交开题报告
2011年10月10日前 撰写论文提纲,草拟初稿,撰写中期报告。
2011年10月12日前 向指导老师提交中期报告
2011年11月6日前 提交论文初稿
2011年11月8日前 向指导老师上交毕业论文正稿
2011年11月9日~10日 作毕业答辩准备
2011年11月13日~12月5日 毕业论文答辩

五、指导老师意见
研究方案可行、进度合理,同意开题
中 期 报 告
题目:论桥梁桩基工程质量控制


一、总体设计
本论文以现有资料为分析背景,对桥梁沉桩基础、钻孔桩基础、挖孔桩基础和管桩基础进行详细分析,从桥梁桩基的发展、概念、内容、目标、特点;桥梁桩基的施工工艺;桥梁桩基在不同环境的选用;桩基的施工准备;桩基的施工要点;桩基的缺陷及缺陷处理以及桩基的发展方向等方面进行介绍,从而对桥梁桩基质量进行控制,以保证桥梁桩基的质量。

二、框架
本人分六部分完成:
1、 引言
2、 桥梁桩基的概述
3、桩基的施工
4、桩基的施工质量控制点.
5、桩基的质量事故原因和预防及处理
6、结论

三、进展情况
论文所以素材已整理完毕。所引用的数据已核实,所举具体事例的情况也已调查核实。现已基本完成。
四、指导教师意见

结 题 验 收
一、完成日期


二、完成质量



三、存在问题





四、结论


指导教师:
年 月 日

中 文 摘 要
桩基具有入土深、能入岩、刚度大、承载力高、桩身变形小,可方便进行水下施工等优点,已被广泛应用到工程建设中。随着桩基应用的日益扩大,如何保工程质量成为首要问题。
虽然桩基施工正日益完善,但往往由于工艺不当、管理不严、断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题时有发生。因此,运用科学的施工工艺,加强过程控制以确保工程质量显得极为重要。
本文通过阐述桩基施工工艺,归纳质量控制点,总结常见质量问题,分析质量事故发生的原因,研究相应的处理对策,找出了质量控制的途径,从而保证呢个了桩基施工质量。
关键词:桩基 施工工艺 质量控制点 事故预防

英 文 摘 要
Abstract: The pile foundation has the following advantages, suchas accessing the soil deeply, accessing the rock stratum, highrigidity and bearing capacity, small defomation, and convenient to underwater , has already been applied toengineering construction extensively. While the application of thepile foundation expansion widely, it has become the first questionhow to guarantee the project quality.
Although construction consummates day, for improper craft and theconstruct control not strict, the quality accident such as breakingthe pile toping up the tube, clamping the putty, the honey comb,less filling and so on sometimes. Therefore, it is extremelyimportantly that utilization of science construction craft tostrengthen the process control.
In this paper the construction craft of bored cast-in-place pileare elaborated, the quality control point are induced, the qualityquestions are summarized, the quality control way are found, thequality of bored pile foundation construction can be ensured.
Key words: pile foundation constructioncraft quality controlpoint accidentprevention



目 录
第一章 引言 1
第二章 桩基础的概述 2
一、桩基础的发展历史 2
二、桥梁桩基础的分类 2
(一)按承台位置的高低 2
(二)按承载性质不同 2
(三)按桩身的材料不同 2
(四)按桩的适用功能 3
(五)按桩直径大小分 3
(六)按成孔方法分 3
(七)按制作工艺分 3
(八)按截面形式分 3
第三章 桩基础的施工 5
一、沉桩基础的施工 5
(一)沉管灌注桩基础施工准备; 5
(二)沉管灌注桩基础施工工艺 5
二、钻孔灌注桩施工 6
(一)钻孔灌注桩施工准备工作 6
(二)钻孔灌注桩施工工艺 6
三、挖孔桩基础施工 8
(一)挖孔桩基础施工准备 8
(二)挖孔桩基础施工工艺 8
四、管桩桩基施工 11
(一)管桩桩基施工准备 11
(二)管桩桩基施工工艺 12
第四章 桥梁桩基施工质量控制点 13
第五章 桥梁桩基质量事故的原因和预防 15
一、坍孔及预防措施 15
二、孔斜及预防措施 15
三、缩颈及预防措施 15
四、断桩及预防措施 16
第六章 结论 16
参考文献 18

第一章 引言
随着我国工程建设事业的蓬勃发展,在高层、重型厂房港口,尤其是在桥梁工程中大量采用桩基础,桩基础已成为工程中重要的基础形式。桥梁工程中桥梁桩基极为关键,桥梁桩基由于深埋在地表下,而且多数施工区域地下水较高,因此桩基的质量一直都较难以控制,况且桩基质量将直接影响桥梁的整体质量。
目前桩基础的研究,从施工工艺到质量检测,已日益成熟。新的规范和规程也不断出台,而现在所采取的规范和规程,既是指导设计、施工的技术标准,又是评定桩基础质量依据。这些规范和规程从总体上对整个桩基行业确立了一个普遍适用的质量标准和操作规程,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。
桩基础是公路桥梁的主要基础形式之一,桩能将桥梁上部结构的荷载传递到深层稳定的土层中,桩基础按照成桩方法可分为预制桩和灌注桩,桥梁桩基主要采用钻孔灌注桩形式。
由于灌注桩施工属于隐蔽工程,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。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,质量控制是当务之急。
因此桩基如何施工是决定基础工程质量的关键阶段,要提高桩基的工程质量,就必须狠抓施工阶段的质量控制。研究桩基施工过程中的质量控制方法和要点,作到事前预防为主、事后处理为辅,具有实际意义。
桩基施工具有三大特性:复杂性、连续性、隐蔽性。
首先,在场地条件复杂的情况下,由于岩土非均匀性,遇到的工程问题多种多样,给桩基的施工带来各种各样的难度,有时会严重影响工程质量和进度。其次桩基在施工过程中的各个工序都紧紧相扣,联系密切,具有极强的时效性,对发现的质量隐患要立即进行整改,对合格的工序必须立即进行下一道工序的施工。如果不能及时发现质量问题并给予解决,一旦出现质量问题事后进行补救一般很困难。
桩基施工的质量和上述特性是息息相关的,所以,从施工角度出发,应着手解决两方面问题。
一方面,在实际施工过程中,施工单位往往只是按部就班的放线、钻孔、灌注混凝土,而缺乏对桩基施工工艺的了解和质量控制点的把握。能不能从实际出发,结合施工工艺特点、规范规程要求,找出其质量控制点,从而指导施工操作。另一方面,桩基施工尝尝会发生一些质量事故,如施工单位对常见质量事故缺乏充分认识和重视,事故出现以后有没有相应的措施补救,就会使得施工质量离设计要求偏差过大,找出桩基常见的质量事故有哪些;产生的原因何在,如何事前防御至关重要。
第二章 桩基础的概述
一、桩基础的发展历史
桩基础是最古老的基础形式之一。有关文献资料表明,在人类有历史记载以前,就已经在地基不良的河谷及洪积地区采用桩基础来建造房屋;在许多不同文化的初期,都可以找到桩基础的房屋。1982年在智利的文化发掘遗址所见到的桩,距今大约有12000—14000年。根据历史文物的遗址的发掘提示,我国最早的桩基础距今大约有7000多年,是在浙江宁波附近的河姆渡,作为古代干阑式木结构建筑的基础是有圆木桩、方木桩和板桩组成的桩基础。圆木桩直径在6-8cm之间,板桩厚2.4-4.0cm,宽10-50cm,木桩均系下部削尖,入土深度最深可达115cm。这是最早的桩的雏形。桩基础用于桥梁,历史也极为悠久。据《水经注》记载,公元前532年在今山西汾水上建成的三十墩柱木柱梁桥,即为桩柱式墩柱。我国秦代的渭桥、杭州湾大海堤、都是我国桩基础的典范。
19世纪20年代开始使用铸铁板桩修筑围堰和码头;美国出现了各种形式型钢(H型)(美国密西比河钢桥);三十年代在欧洲风行;二次大战后的各种直径的无缝钢管,上海宝钢采用d=90cm、L=60cm钢管桩。20世纪初随着随着钢混预制构件问世,50-60年代,随着大型钻机械发展,出现了钻孔灌注桩、挖孔灌注桩,形成现代桩基的各种不同体系。一直到现在桩基础随着引进其他学科先进的研究成果,大大拓宽了它的研究领域和深度,桩的基础在各种大型和特种桥梁中广泛应用,人工沉桩被复杂的机械和专门化的工艺代替。
二、桥梁桩基础的分类
(一)按承台位置的高低
1、高承台桩基础——承台底面高于地面,它的受力和变形不同于低承台桩基础。高承台桩基础已经大量应用于现代桥梁中,是一种很成熟的施工工艺
2、低承台桩基础——承台底面低于地面,桥梁中虽然很少用到,但是也一般用于小桥涵中。
(二)按承载性质不同
1、端承桩——是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上。桩侧较软弱土对桩身的摩擦作用很小,其摩擦力可忽略不计。
2、摩擦桩——是指沉入软弱土层一定深度通过桩侧土的摩擦作用,将上部荷载传递扩散于桩周围土中,桩端土也起一定的支撑作用,桩尖支撑的土不甚密实,桩相对于土有一定的相对位移时,即具有摩擦桩的作用。
(三)按桩身的材料不同
1、钢筋混凝土桩
钢筋混凝土桩可以预制也可以现浇。根据设计,桩的长度和截面尺寸可以任意选择。这是钢筋混凝土的最大优点。
2、钢桩
钢桩常用的有直径250-1200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。钢桩的承载力较大,起吊、运输、沉桩、接桩都较方便,但消耗钢材多,造价高。我国目前只在少数重点工程中适用。
3、木桩
目前已经很少适用,只在某些加固工程或能就地取材临时工程中适用。在地下水位以下时,木材有很好的耐久性,而在干湿交替的环境下,极易腐蚀。
4、砂石桩
主要用于地基加固。
(四)按桩的适用功能
1、竖向抗压桩
2、竖向抗拔桩
3、水平荷载桩
4、复合受力桩
(五)按桩直径大小分
1、小直径桩 d ≤250mm
2、中等直径桩 250mm< d < 800mm
3、大直径桩 d ≥ 800mm
(六)按成孔方法分
1、非挤土桩
泥浆护壁灌筑桩、人工挖孔灌筑桩,应用较广。
2、部分挤土桩
先钻孔后打入。
3、挤土桩
打入桩。
(七)按制作工艺分
1、预制桩
钢筋混凝土预制桩是在工厂或施工现场预制,用锤击打入、振动沉入等方法,使桩沉入地下。
2、灌筑桩
又叫现浇桩,直接在设计桩位的地基上成孔,在孔内放置钢筋笼或不放钢筋,后在孔内灌筑混凝土而成桩。
与预制桩相比,可节省钢材,在持力层起伏不平时,桩长可根据实际情况设计。
(八)按截面形式分
1、方形截面桩
方形截面桩制作、运输和堆放比较方便,截面边长一般为250~550mm。
2、圆形空心桩
圆形空心桩是用离心旋转法在工厂中预制,它具有用料省,自重轻,表面积大等特点。国内铁道部门已有定型产品,其直径有300mm、450mm和550mm,管壁厚80mm,每节长度自2m~12m不等。
三、 桥梁桩基的发展动向
目前桥梁桩基施工技术正在迅猛发展,下述的一些动向值得我们关注:
(1)桩基的尺寸向长、大的方向发展
基于桥梁承载力的需要,桩径越来越大,桩越来越长。例如,郑州某工程桩直径为1000-1100mm,桩长77.6m;南京长江二桥主塔墩基础桩基直径3000mm,深度150m.
(2)向攻克桩成孔难点方向发展。
以日本为例,成立了由64家基础工程公司组成的岩层削孔技术协会,研究开发出20余种大直径岩层削孔工法,其中长螺旋钻进成孔法3种、回旋钻进成孔法5种、冲击钻进成孔法7种以及全套管回旋削法9种。国内也有不少单位成功的研究开发出岩层钻进成孔法及大三石层(大卵砂石层、大抛石层和大弧石层)成孔法。
(3)向低公害工法桩方向发展
钻孔灌注桩、沉桩在地下水位高的软土地区虽然被广泛的应用,但由于泥浆的使用导致施工现场不文明,泥浆排除(成为二次公害)的困难,成为施工者头痛之事。因此钻斗成孔灌注桩,因其取土作业加之所使用的稳定液由专用的仓罐储存,现场较为文明,在日本建筑业届此类桩型已成为泥浆护壁灌注桩的主力桩兴,国内此类桩型的采用亦日趋增多。
例如贝诺特灌注桩由于环保效果好(噪音低、振动小无泥浆污染及排放)、施工现场文明,在海内外广泛应用,我国香港地区此类桩型的市场份额约占45%,昆明及北京地区10余个工程已成功地采用此类桩型。
(4)向扩孔桩方向发展
北京地区普通直径钻孔扩底桩(桩直径0.3-0.4m、扩孔直径0.8-1.2m)的静载实验结果表明,与相同桩身直径的直孔桩相比,前者的极限荷载为后者的1.7-7.0倍,前者的单位桩体积的极限荷载为后者的1.4-3.0倍。大直径钻(挖)孔扩底桩具有承载力高,成孔后出土量少、承台面积小等显著优点,在国内外得到广泛应用。我国的成孔扩底桩种类有20种以上,日本的大直径成孔扩桩工法近30种。
扩孔的成型工艺除钻扩外,还有爆扩、夯扩、振扩、锤扩、压扩、冲扩、注扩、挤扩、和挖扩等种类。
(5)向异型桩方向发展
为了提高单桩承载力(桩侧阻力和桩端阻力)国内外大量发展异型桩。广义的说,异型桩包括横向截面异化桩和纵向截面异化桩。挤扩多分支撑力盘桩是由桩身、分支、分承力盘和桩根等部分组成的纵横断面均异化的异型桩,其单位桩体积的极限荷载为相应的直径桩的2倍以上。
(6)向组和式工艺桩方向发展
由于承载力的要求、环境保护的要求及工程地质与水文地质条件的限制等,采用单一工艺的桩型往往满足不了工程要求,实践中经常出现组和式工艺桩。例如,钻孔扩底灌注桩有成孔直径孔和扩孔两个工艺;桩端压力注浆桩有成孔成桩与成孔后向桩端地层注浆两个工艺;预钻孔打入式预制桩有钻孔、注浆、插桩及轻打(或压入)等工艺。
(7)向多种桩身材料方向发展
桩身材料种类亦出现多样化趋势,如普通混凝土、潮流态混凝土、无沙混凝土及微膨胀混凝土等。
四、桥梁桩基础的特点
现在桥梁桩基础一般常用沉桩基础、钻孔桩基础、挖孔桩基础和管桩基础。
沉桩按照其施工方法可分为:锤击沉桩、锤击沉桩辅以射水、振动沉桩、振动沉桩辅以射水、单纯射水沉桩以及静力压桩等。
特点:预制桩按设计要求可在地面良好条件下进行制作,桩体质量高,可大量工厂化生产,加速施工进度。但只适用一般土地基,较难沉入坚实土层;沉桩过程有明显的排挤土体作用,需考虑对邻近结构的影响;运输、吊装、沉桩过程均应避免桩身的损伤。当上部结构荷载较大且比较集中,桩径需求较大时,很难采用此种施工方式。
钻孔桩成孔的方法可分为冲击钻孔、迴转钻孔和旋挖钻孔。冲击钻机主要适用于卵(漂)石土、岩层中钻孔。回转钻孔可分为正循环回转钻孔、反循环回转钻孔。其特点是泥浆循环方式不同,压入泥浆为正循环,抽吸泥浆为反循环。正循环适用于黏土,粉土,细、中、粗砂等各类土层;反循环适用于黏性土、砂性土、砂卵石和风化岩层,但卵石粒径不得超过钻杆内径的2/3,且含量不大于20%。旋挖钻机适用于砂性土、砂卵石和风化岩层。
挖孔桩基础适用于无地下水或有少量地下水的土层和风化软质岩层。同一墩台各桩的开挖顺序,可视地层性质、桩位布置及间距而定。桩间距较大、地层紧密不需爆破时,可对角开挖,反之宜单孔开挖。若桩孔为梅花式布置时,宜先挖中孔,再开挖其他各孔。
管桩基础可适用于各种土质的基地,尤其在深水、岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下,不宜修建其他类型的基础时,均可采用.
第三章 桩基础的施工
一、沉桩基础的施工
(一)沉桩基础施工准备
1、材料及机具:钢筋混凝土桩(钢桩)桩锤、射水设置(必须配合锤击油印桩或震动油沉桩使用)桩架及辅助设备。
2、作业条件:
1)选择好桩锤类型,射水设置,桩架及辅助设备。
2)查明施工区(高空、地面、地下、水下)不无妨碍沉桩的障碍物,并及时处理。
3)检验预制桩的质量。
4)墩台轴线的控制点,应设于不受沉桩或其他影响的地点并加标志。
5)检验在陆上或静水区放桩时的桩基轴线位置与设计位置的偏差,桩的纵行和横向的轴线位置允许偏差为2cm;单排桩轴线位置允许偏差为1cm。
6)打桩前,应在每根桩上用油漆划出标记。
(二)沉桩基础施工工艺
1、工艺流程图
桩位表及控制


布置脚手架及桩架走道


立桩架或安设吊机各导向设备


整备并布置好沉桩机具及起吊设备


移桩架对位


吊装


插桩


锤击或震动下沉

2、工艺流程的描述
1)桩位放样及控制
①旱地施工时先钉出基础中心线,在边排桩位以外若干距离处钉木桩并设置纵横两向的定位样板,在定位样板上定出桩位的纵横坐标。
② 在基坑内沉桩,可将定位样板设立在围堰或基坑支撑上。在潜水中沉桩时,定位样板可设在脚手架上。
③在水中沉桩大于4m时,用导向框架控制桩位,要求导向框架应有牢固支撑。也可用经纬仪交于上游一排迎水桩,再以迎水桩为准控制测设其他桩。
④在夜间深水域沉桩时可采用激光经纬仪定位。
⑤ 放桩时特别是对迎水桩与桥中心线不对称的桩群时,要详细复核。
2)吊插桩
① 调插桩应将群桩的沉桩顺序编号排好,一般自中间开始,向两边或四周进行,特别困难时要特殊设计。
②起吊前应检查桩上的配件如桩靴、桩箍及射水管、射气管是否齐全。布置好吊点不得任意变动(一般仗长小于18m的用二吊点,大于18m的用三吊点,超过40m的桩可用四吊点),在吊点上作好记录捆好钢丝绳。
③起吊时桩身应平衡的离开小车或驳船。吊到一定高度(桩长一半加上0.5m时),逐渐放松溜绳到桩身完全垂直为止。起吊过程中严禁桩身碰撞桩架。
④ 吊插直径1.2cm,桩长40m的大口径钢筋管时,采用两吊点起吊。由于偏移量过大,桩身过于重难于纳入龙门。
⑤锤击沉桩应沉完一根后,再插吊另一根。若在围堰内沉桩有吊机吊插并有导框固定桩位时,可以连续吊插几根,或将桩全部插好在逐根下沉。在松软土中插斜桩时,应考虑桩向前移动中斜坡上插桩,沉桩前应把桩向坡上挪移些。
⑥在群桩基础中沉桩,先沉入的桩已将土挤紧,继续插桩时桩位略靠已沉入的桩,挪移距离的大小应根据试桩情况考虑。在深水急流中插桩应考虑水流及浮力的作用,宜向迎水方向上偏移一些,必要时可在上游假设临时挡流设施,最好采用导框。
3)沉桩设备
a、锤击沉桩
①沉桩前检查桩的出厂合格证,检查桩的外观质量,合格后方可适用每根桩应画好尺寸,有接头的法兰盘的要求除锈去污,确定锤击的桩,其射水孔可用钢板电焊堵孔。
② 沉桩前应对桩架、桩锤、动力机械、射水管路、电缆等设备进行检查。
③ 柴油锤在沉桩前应将导向立柱调成垂直;用单动汽锤沉桩,开始必须严格控制桩锤的动能,保持桩的均匀下沉。
④ 沉斜桩时,桩架应符合斜桩的坡度,插完桩锤压于桩上仍需复测一次。保证每米偏斜误差不大于3mm。
⑤开锤以后,坠锤或单动汽锤的落锤高度不宜超过0.5m。控制单动汽锤的落锤高度可采用汽锤落锤自动控制装置;双动汽锤降低汽压减少每分钟锤击数;柴油锤控制供油量,减少锤击能量。以后视桩的入土情况逐渐加大冲击动能。达到桩的入土深度和沉入度都符合设计要求为止。
⑥在桩架高度,起吊设备能力和桩的结构强度等条件都许可,可在场地将桩节预先接好,一次起吊和下沉。在预品混凝土桩时,两节桩必须成一条直线,弯曲不大于10mm。
⑦ 就地接桩宜在下节桩顶露出地面或水面至少1m时进行,要求两节桩的中轴线必须重合。
⑧ 沉桩工作应一次沉到设计标高,不应中途停顿,桩帽内的硬板垫层要勤换。一般桩锤须备四个桩帽轮流修换。
⑨沉好的基桩在未经过验收和必要的冲击实验前,不得锯断桩头。锯断桩头最好不用大锤硬砸,以免震出裂缝,可用钢抱箍或木抱箍将桩身在截锯处箍紧,沿箍用小锤凿开一条沟槽,然后再行扩大,截断。截断混凝土管桩亦可。
b、 射水沉桩
① 水源应用清水。管路应尽量减少弯曲,力求匀顺。按照计算长度配好射水管,安好接头,装上弯道,接通疏通管,进行通水实验。
② 射水管装上导向环,系好保险绳,插入即将起吊的管桩,然后在桩顶安钢桩。
③ 在吊插管桩时,随管桩的起吊,要注意及时引送输水胶管防止拉断。
④管桩插正立稳后,压上桩帽及桩锤,吊桩钢丝绳暂不揭开,即开启水阀,射击水冲刷桩尖下的土壤,使桩依靠自重下沉。地初可使用较小的水压,具体数值视土质的软硬而定。
⑤ 下沉初期应控制和校正桩的方向并使桩缓缓下沉,可避免阻塞射击水嘴。
⑥ 桩身以射水自沉渐趋缓慢时,可开锤轻击,但仍应继续射水。如下沉又转快可暂停锤击。
⑦ 桩身入土深度已能保持桩身稳定,可解开吊桩钢丝绳,并逐步加大水压和锤击能量。
⑧ 因接桩而拆卸射水管时,必须停水。
⑨ 射击水沉桩周围必须挖好排水沟。
4) 大型开口钢管桩
①桩下沉困难:桩下沉逐渐缓慢,最后除桩身颤动,桩锤回跳外无其他现象,一般系射水对土层的摩阻力破坏不够,此时不宜硬打,应增加射水量及压力。如仍效果不大,可增加外射水,或改用较大的锤型。
②桩忽然急剧下沉:在下桩的正常情况下,可能是桩穿过密实土层后进入软土层,也可能射水时间过长,桩尖下冲过大,致使桩忽然下沉。如桩已沉到接近设计标高,则应考虑改变设计,将桩加深或加桩。
③内射水管被顶起:射水管被顶起且桩顶大量往外涌水时,是射水嘴已被顶起缩入桩内的现象。应即停锤,继续射水,并摇动射水管使劲下插。如桩入土不深,亦可将桩稍稍拔起,使射水管露出桩尖。若无法恢复正常时,应拔除射水管改为锤击。
④桩不下沉,桩内涌出大量清水:可能是射水管在桩内断裂或漏水,应吊出射水管检查修理。停止涌水,桩下沉极慢不下沉等。查明情况后,应检修管路和机械设备;保持水源清洁和适当水位;开启水泵的放气阀放出空气。
二、钻孔灌注桩施工
(一)钻孔灌注桩施工准备工作
施工中因准备不充分而导致质量问题的情况不少,比如材料供应不足、设备陈旧不能正常工作、岗位职责不清等都会影响灌注桩的正常施工,甚至可能造成质量事故。为使钻孔灌注桩施工能顺利进行,必须做好施工前的准备工作。
(1)钻孔灌注桩施工应具备下列资料:1、工地场地工程地质材料和必要的水文地质资料;2、桩基工程施工图(包括同一单位工程中所有的桩基础)及图纸会审纪要;3建筑场地和邻近区域内的地下管线(管道、电缆)、地下构筑物、危房、精密仪器车间等的调查资料;4、主要施工机械及其配套设备的技术性能资料;5基础工程的施工组织设计或施工方案;6、水泥、砂、石、钢筋等原材料及其制品的质检报告;7、相关荷载、施工工艺的实验参考资料。
(2)施工组织设计应结合工程特点,有针对性地制定相应质量管理措施,主要包括下列内容:1、施工平面图应表明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施的位置;采用泥浆护壁成孔时,应表明泥浆制备设施及其循环系统;2、确定成孔机械、配套设备以及合理施工工艺的有关资料,泥浆护壁灌注桩必须有泥浆处理措施;3、施工作业计划和劳动力组织计划;4机械设备、配件、工具(包括质量检查工具)、材料供应计划;5、桩基施工时,对安全、劳动保护、防火、防雨、防台风、爆破作业、文物、和环境保护等方面应按有关规定执行;6、保证工程质量、安全生产和季节性(冬、雨季)施工的技术措施。
(3)成桩机械必须经鉴定合格,不合格机械不得使用。
(4)施工前应组织图纸会审,会审纪要连同施工图等作为施工依据并列入工程档案。
(5)桩基施工用的临时设施,如供水、供电、道路、排水、临设房屋等,必须在开工前准备就绪,施工场地应进行平整处理,以保证施工机械正常作业。
(6)基桩轴线的控制点和水准基点应设在不受施工影响的地方。开工前,经复核后应妥善保护,施工中经常复测。
(二)钻孔灌注桩施工工艺
钻孔灌注桩施工工艺主要有反循环钻孔施工工艺、正循环钻孔施工工艺、螺旋钻孔施工工艺等。下面从工艺特点和操作要点两个方面来介绍这三种钻孔灌注桩施工工艺。
1、 反循环钻孔施工工艺
反循环钻孔施工工艺特点通过泵吸、射流抽吸、充气送入压缩空气,是钻杆内腔形成负压或充气液柱产生压差,使经过钻杆与孔壁间的环状空间流向孔底的泥浆,携带钻头切削下来的钻屑,由钻杆内腔高速返回地面泥浆池。由于泥浆上返速度快,排渣能力强,对孔壁的冲刷作用小,在孔壁上形成的泥皮相对较薄,成孔质量好。
启动砂石泵,待反循环正常后,才能开动钻机慢速回转下放钻头至孔底;开始钻进时,应先轻压慢转;待钻头正常工作后,逐渐加大转速,调整压力,并使钻头吸口不产生堵水。
钻进时应认真仔细观察进尺和砂石泵排水出渣的情况;排量减少或出水中含钻渣量较多时,应控制给进速度,防止因循环液比重太大而中断反循环。
钻进参数应根据地层、桩经、砂石泵的合理排量和钻机的经济等加以选择和调整。
在砂石、砂卵石、卵砾石层中钻进时,为防止钻渣过多,卵砾石堵塞管路,可采用间断钻进、间断回转的方法来控制钻进速度。
加接钻杆时,应先停止钻进,将钻具提离孔底80-100mm,维持冲洗循环1-2min,以清洗孔底并将管道内的钻渣排进,然后停泵加接钻杆。
钻杆连接应拧紧上牢,防止螺旋、螺母、工具等掉入孔内。
钻进时如孔内出现塌孔、涌沙等异常情况,应立即将钻具提离孔底,控制泵量,保持冲洗液循环,吸除塌落物和涌沙;同时向孔内输送性能符合要求的泥浆,保持水头压力以抵制继续涌沙和塌孔,恢复钻进后,泵排量不宜过大以防吸塌壁。
合理埋设孔口护筒,护筒上口高出地下水位的高度,应按水头高度设置要求控制,护筒底口及外侧应用粘土夯实,不渗不漏不跨。
钻进至设计孔深位置停钻后,将钻头提离孔底100-150mm,继续维持泥浆循环,必要时,可低速回转钻头,同时向孔内送入干净泥浆或清水,如此反循环清孔15-20min左右,是返出孔内的泥浆含沙量达到规定要求为止。
2、正循环钻孔施工工艺
泥浆经钻杆内腔流向孔底,将钻头切削破碎下来的钻渣岩屑,经钻杆与孔壁的环状空间,携带至地面;设备简单轻便,适应狭小场地作业,操作简单,配套设施少,工程费用较低,但对桩孔直径较大(一般大于1.0m),桩孔深度较深(一般大于80m),及容易塌孔的地层,正循环钻孔施工工艺表现出钻效率低,排渣能力差,孔底沉渣多,孔壁泥皮厚等缺点;对含有卵砂石的地层,正循环钻孔施工工艺不适合。
① 合理选择钻头和调配泥浆性能。
② 钻具入孔后,应先进行泥浆循环,然后慢下至孔底,轻压满转数分钟后,逐步增大转速钻压,进入正常钻进。
③孔内如遇有较大卵石、漂石或其它障碍物,引起钻具跳动、蹩车(泵)钻孔偏斜时,要及时控制钻进速度,降低转速,加大泵量,来回清扫。必要时,要对孔内障碍物专门打捞清除,或增加异向装置,以防孔斜。
④基岩钻进应合理设计桩孔结构和钻孔工艺。采用多种钻孔工艺钻孔时,必须在更换另一种钻孔工艺之前,清洗孔底,修正孔形,以满足新的钻孔工艺要求。
⑤钻进粘性土层,宜选用导流排渣性能好、切削刀具锐利、不易产生糊钻的尖锥形钻头和低粘度、低重度泥浆;钻进砂性土层的钻头,除具有良好的导流排渣能力外,还应使钻头底部呈层锥(锅)形,刀具呈梳齿状排列,使用高粘度、中等重度的泥浆。
⑥ 加接钻杆时,应先将钻具提离孔底,待泥浆循环3-5min后,再拆卸加接钻杆。
⑦ 清孔时应经常移动排查管(出水管)在孔底的位置,以便使孔底边缘处沉渣吸出。
⑧ 下好钢筋笼后,应进行二次清孔,确保孔底沉渣符合规范要求。
3、螺旋钻孔施工工艺
螺旋钻孔是一种无需泥浆循环的干式钻孔施工工艺,钻头切削下来的钻渣通过螺旋钻杆不断从孔底输送到地表。螺旋钻孔施工工艺适用与地下水位以上的填土、粘性土、粉土、砂性土、风化软岩及粒径不大的砂砾层。在地下水位以下及含有较大卵石、快装物的土层,施工困难较多。
操作要点:
①螺旋钻进时因根据地层情况,合理选择和调整钻进参数,并可通过电流表来控制进尺速度,电流值增大,说明孔内阻力增大,应降低钻进速度。
② 开始钻进及穿过软硬土层交界处时,应缓慢进尺,保持钻具垂直;钻进含有砖头瓦块卵石的土层时,应控制钻杆跳动与机架摇晃。
③钻进中遇蹩车、不进尺、缓慢时、应停机检查,找出原因,采取措施,避免盲目钻进,导致桩孔严重倾斜、垮孔甚至卡钻、折断钻具等恶性孔内事故。
④遇孔内渗水、垮孔、缩颈等异常情况时,应立即起钻,采取相应的技术措施;上述情况不严重时,可调整钻进参数,投入适量粘土球,经常上下活动钻具等,保持钻进顺畅。
⑤ 冻土层、硬土层施工,宜采用高转速,小给尽量,恒钻压。
⑥短螺旋钻进,每回次进尺宜控制在钻头长度的三分之二左右,砂层、粉土层可控制在0.8-1.2m,粘土、粉质粘土在0.6m以下。
⑦ 钻至设计深度后,应让钻具在孔内空转数圈清楚虚土,然后起钻,盖好孔盖口,防止杂物落入。
三、挖孔桩基础施工
(一)挖孔桩基础施工准备
1、平整场地,清除坡面危石浮土;坡面有裂缝或坍塌迹象者应加设必要的保护,铲除松软的土层并夯实。
2、施测墩台十字线,定出桩孔准确位置,设置护桩并记录检查校核。
3、孔口四周挖排水沟,做好排水系统;及时排除地表水,搭好孔口雨蓬。
4、 安装提升设备,布置好出碴道路,合理堆放材料和机具,使其可增加孔壁压力,不影响施工。
5、根据水文地质条件以及安全施工、提高挖掘速度的原则,选择合适的孔壁支撑类型。
6、井口周围须用木料、型钢或砼制成框架或周围予以围护,其高度应高出地面20~30cm,防止土、石、杂物流入孔内伤人。其孔口地层松软,为防止孔口坍塌,应在孔口用砼护壁,高约2m.
(二)挖孔桩基础施工工艺
1、挖掘方法:一般组织三班制连续作业,采用电动链滑车或架设三角架,用10KN~20KN,慢速卷扬机提升,卷扬机要设限位器。
2、 挖掘程序:挖掘程序视土层性质及桩孔布置而定。
(1)土层紧密、地下水不大者,一个墩台基础的所有桩孔可同时开挖,但渗水量大的一孔应超前开挖,集中排水,以降低其它孔水位。
(2)土层松软、地下水较大者,宜对角开挖,避免孔间内隔层太薄造成坍孔。若为梅花式布置,则先挖中心孔,待砼灌注后再对角开挖其它孔。
3、挖掘的一般工艺要求
(1)挖掘时,不必将孔壁修成光面,要使孔壁稍有凸凹不平,以增加桩的摩阻力。对摩擦桩更应如此。
(2)在挖孔过程中,应经常检查桩孔尺寸和平面位置。
1)群桩桩位误差≯100mm;排架桩桩位误差≯50mm.
2)直桩倾斜度不超过1%;斜桩倾度不超过±2.5%.
3)孔径、孔深必须符合设计要求。
(3) 挖孔时如有水渗入,应及时支护孔壁,防止水在孔壁浸泡流淌造成坍孔。渗水应设法排除(如用井点法除水或集水泵排)。
(4)桩孔挖掘及支撑护壁两道工序必须连续作业,不宜中途停顿,以防坍孔。
(5) 挖孔如遇到涌水量较大的潜水层压水时,可采用水泥砂浆后灌卵石环圈 ,或其它有效的措施。
(6)挖孔达到设计深度后,应进行孔底处理,详见后述“终孔检查处理”。
4、孔内爆破施工
为确保施工安全,提高生产效率,孔内爆破施工时应注意以下事项:
(1)导火线起爆应有工人迅速离孔的设备,孔深超过10m时应采用电雷管引爆。
(2)必须打眼放炮,严禁裸露药包。对于软岩石炮眼深度不超过0.8m,对于硬岩石炮眼深度不超过0.5m.炮眼数目、位置和斜杆方向,应按岩层断面方向来定,中间一组集中掏心,四周斜杆挖边。
(3) 严格控制用药量,以松动为止,一般中间炮眼装销铵炸药1/2节,边眼装药1/3~1/4 节。
(4)有水眼孔要用防水炸药,尽量避免瞎炮。如有瞎炮要按安全规程处理。
(5)炮眼附近的支撑应加固或设防护措施,以免支撑炸孔引起坍孔。
(6)孔内放炮后应迅速排烟。可采用铁桶生火放入孔底,促进空气对流,或用高压风管或电动鼓风机放入孔底吹风等措施。
(7)一个孔内进行爆破作业,其他孔内的施工人员也必须到地面安全处躲避。
(8) 在距设计孔底50cm时,不宜采用爆破施工,以免炸松基底土层。
5、挖掘的安全技术措施:
(1)人工挖孔,对孔壁的稳定及吊具设备等,应经常检查。孔顶出土机具应有专人管理,并设置高出地面的围栏;孔口不得堆积土渣及沉重机具;作业人员的出入,应设常备的梯子;夜间作业应悬挂示警红灯;挖孔暂停时,孔口应设置罩盖及标志。
(2)孔内挖土人员的头顶部位应设置护盖,取土吊斗井降时,挖土人员应在护盖下面工作。相邻两孔中,一孔进行浇注砼时,另一孔的挖孔人员应停止作业,并挖除井孔。
(3)人工挖孔,除应经常检查孔内的气体情况外,并应遵守下列规定:
1)挖孔人员下孔作业前,应先用鼓风机将孔内空气排出更换。
2)二氧化碳含量超过0.3%时,应采取通风措施,对含量不超过规定,但作业人员有呼吸不适感觉时,亦应采取通风或换班作业等措施。
3)空气污染超过现行的《大气环境质量标准》(GBHZ—1—82)规定空气污染三级标准浓度值时,如没有安全可靠的措施不得采取人工挖孔作业。
(4)人工挖孔深度超过10m时,应采用机械通风,当使用风镐凿岩时,应加大松风量,吹排凿岩产生的石粉,人工挖孔最深不宜大于15m.
(5)挖孔桩孔内岩石需要爆破时,应采取浅眼爆石法,严格控制炸药用量,并按国家现行的《爆破安全规程》(GB6722—86)中的有关规定办理。
6、支撑护壁
支撑形式视土质、渗水情况、工期、工地条件而定。对岩层、较坚硬密实土层,不透水,开挖后短期不会坍孔者,可不设支撑。在其余土质情况下,应设支撑护壁,以保安全。
(1)现浇混凝土护壁
1)等厚度护壁:适用于各类土层,多用于渗水、涌水的土层和薄层流砂、淤质土层中,在穿过块石、孤石的堆积需要放炮时,也可使用。
2)外齿式护壁:其优点是作为施工用的衬体,抗坍孔的性能更好,便于人工用钢钎等捣实砼,增大桩侧摩阻力。
3) 内齿式护壁:其结构特点为护壁外侧面为等直径的圆柱,而内侧面则是圆锥台,上、下护壁间搭接50~75mm.
(2) 预制钢筋砼套壳护壁
一般用于渗水、涌水较大和流砂、淤泥的土层中。对于粘质土层、大块石、孤石地层,往往因下沉困难而发生倾斜,应慎重采用。
通常用C20或C25混凝土预制,施工方法与一般沉井相同。
(3)喷射砼护壁
一般适用于渗水量不大的,土质为粘土质砂,含砂粘土及卵石夹土的井孔。
7、 排水
常规护壁的排水:
常规护壁指前述的现浇砼护壁、预制钢筋砼套壳 护壁、砖 井圈护壁三种类型,其排水施工的工作内容如下:
(1) 一般性排水
1)除在地表墩台位置四周挖截水沟外,并应对从孔内排出孔外的水妥善引流远离桩孔。
2)孔内渗水量不大时,可用铁皮桶盛水,人工提引排走;渗水量大时,可用小水泵排走。
3)在灌注砼时,若数桩孔只有小量渗水,应采取措施同时灌注,以免将水集中一孔增加困难。若多孔渗水量均大,影响灌注质量时,则应于一孔集中抽水,降低其它各孔水位,此孔最后用水下砼施工。
(2)挖孔遇到潜水层和压水的处理
挖孔时如果遇到涌水量较大(90m3/h以内)的潜水层和压水(水头9m,压力90Kpa),可采用水泥砂浆压灌卵石环圈将潜水层进行封闭处理。
8、终孔检查
挖孔达到设计标高后,应进行孔底处理。必须做到平整、无松渣、污泥及沉淀等软层。嵌入岩层深度应符合设计要求。
开挖过程中应经常检查了解地质情况,倘与设计资料不符,应提出设计变更。
若孔底地质复杂或开挖中发现不良地质现象(如溶洞、薄层泥岩、不规则的淤 泥分布等)时,应钎探查明孔底以下地质情况。
9、 灌注混凝土
(1)从孔底及附近孔壁渗入的地下水的上升速度较小(参考位6mm/min)时,可采用在空气中灌注砼桩的方法,注意以下事项:
1)砼坍落度,当孔内无钢筋骨架时,宜小于6.5cm;当孔内设置钢筋骨架时,宜为7~9cm.如用导管灌注砼,可在导管中自由坠落,导管应对准中心。
2)桩顶或承台,连系梁底部2m以下灌注砼,可依靠自由坠落捣实,不必再用人工捣实。
3) 孔内的砼尽可能一次连续灌注完毕;若施工接缝不可避免时,应按照施工规范关于施工缝处理规定处理。
4)砼灌注桩顶后,应即将表面已离析的混合物和水泥浆等清除干净。
(2)当孔底渗入的地下水上升速度速度大时(参考值6mm/min),应视为水桩,按钻孔桩用导管法在水中灌注砼办理。灌注之前孔内的水位至少应与孔外稳定水位同样高度。
四、管桩桩基施工
(一)管桩桩基施工准备
1、场地要求:
1)施工场地的动力供应,应与所选用的桩机机型、数量的动力需求相匹配,其供电电缆应完好,以确保其正常供电和安全用电。
2)施工场地已经平整,其场地坡度应在10%以内,并具有与选用的桩机机型相适应的地耐力,以确保在管桩施工时地面不致沉陷过大或桩机倾斜超限,影响预应力管桩的成桩质量。
3)施工场地下的旧建筑物基础、旧建筑物的砼地坪,在管桩施工前,予以彻底清除。场地下不应有尚在使用的水、电、气管线。
4)场地的边界与周边建(构)筑物的距离,应满足桩机最小工作半径的要求,且对建(构)筑物应有相应的保护措施。
5)对施工场地的地貌,由施工单位复测,作好记录;监理人员应旁站监督,并对测量成果核查、确认。
2、桩机的选型及测量用仪器:
1)监理工程师应要求施工方提交进场设备报审表,并对选用设备认真核查。桩机的选型,一般按1.2-1.5倍管桩极限承载力取值。桩机的压力表,应按要求检定,以确保夹桩及压力控制准确。按设计如需送桩,应按送桩深度及桩机机型,合理选择送桩杆的长度,并应考虑施工中可能的超深送桩。
2)建筑物控制点的测量,宜采用有红外线测距装置的全站仪施测,而桩位宜采用J2经纬仪及钢尺进行测量定位。控制桩顶标高的仪器,用水准仪监测即可。测量仪器应有相应的检定证明文件。
3、对施工单位组织机构及相关施工文件的审查:
1)审查施工单位质量保证体系是否建立健全,管理人员是否到岗。
2)审查施工组织设计(施工技术方案)内容是否齐全,质量保证措施,工期保证措施和安全保证措施是否合理、可行,并对其进行审批。
3)核查其施工设备、劳力、材料及半成品是否进场,是否满足连续施工的需要。
4)审查开工条件是否具备,条件成熟时批准其开工。
4、对预应力管桩的质量监控:
1)检查管桩生产企业是否具有准予其生产预应力管桩的批准文件。
2)检查管桩砼的强度、钢筋力学性能、管桩的出厂合格证及管桩结构性能检测报告。
3)对管桩在现场进行全数检查:
a.检查管桩的外观,有无蜂窝、露筋、裂缝;色感均匀、桩顶处无孔隙。
b.对管桩尺寸进行检查:桩径(±5mm)、管壁厚度(±5mm)、桩尖中心线(<2mm)、顶面平整度(10mm)、桩体弯曲(<1/1000L)。
c. 管桩强度等级必须达到设计强度的100%,并且要达到龄期。
d. 管桩堆放场地应坚实、平整,以防不均匀沉降造成损桩,并采取可靠的防滚、防滑措施。
e. 管桩现场堆放不得超过四层。
5、管桩桩位的测量定位:
1)管桩桩位的定位工作,宜采用J2经纬仪及钢尺进行,其桩位的放样误差,对单排桩≤10mm,群桩≤20mm。
2)管桩桩位,应在施工图中对其逐一编号,做到不重号,不漏号。
3)管桩桩位经测量定位后,应按设计图进行复核,监理对桩位的测量要进行旁站监督。做到施工单位自检,总承包方复检,监理单位对测量定位成果进行检查(简称“两检一核”)无误后共同验收。
(二)管桩桩基施工工艺
1、工艺流程
桩位测量定位→桩机就位→吊桩→对中→焊桩尖→压第一节桩→焊接接桩→压第N节桩→送桩→终压→(截桩)。
  2、压桩:
1)压桩顺序,应遵循减少挤土效应,避免管桩偏位的原则。一般说来,应注意:先深后浅,先大后小;应尽量避免桩机反复行走,扰动地面土层;循行线路经济合理,送桩、喂桩方便。工程桩施工中,对有无挤压情况造成测放桩位偏移,应督促施工单位经常复核。
2)压好第1节桩至关重要。首先要调平机台,管桩压入前要准确定位、对中,在压桩过程中,宜用经纬仪和吊线锤在互相垂直的两个方向,监控桩的垂直度,其垂直度偏差不宜大于0.5%.监理工程师应督促施工方测量人员对压桩进行全程监控测量,并随时对桩身进行调整、校正,以保证桩的垂直度。
3)合理调配管节长度,尽量避免接桩时桩尖处于或接近硬持力层。每根桩的管桩接头数不宜超过4个;同一承台桩的接头位置应相互错开。
4)在压桩过程中,应随时检查压桩压力、压入深度,当压力表读数突然上升或下降时,应停机对照地质资料进行分析,查明是否碰到障碍物或产生断桩等情况。如设计中对压桩压力有要求时,其偏差应在±5%以内。
5)遇到下列情况之一时,应暂停压桩,并及时与地质、设计、业主等有关方研究、处理:
a. 压力值突然下降,沉降量突然增大;
b. 桩身混凝土剥落、破碎;
c. 桩身突然倾斜、跑位,桩周涌水;
d. 地面明显隆起,邻桩上浮或位移过大;
e. 按设计图要求的桩长压桩,压桩力未达到设计值;
f. 单桩承载力已满足设计值,压桩长度未达到设计要求。
6)按设计要求或施工组织设计,在管桩施工前,宜在场地上先行施工砂袋桩,袋装砂井施工完成后进行管桩施压,不得交叉作业。砂袋桩的布置及密度,应满足地基深层竖向排水和减弱挤土效应的要求,其桩长宜低于地下水位以下,且大于预应力桩的1/2。
7)桩压好后桩头高出地面的部份应及时截除,避免机械碰撞或将桩头用作拉锚点。截除应采用锯桩器截割,严禁用大锤横向敲击或扳拉截断。
8)对需要送桩的管桩,送至设计标高后,其在地面遗留的送桩孔洞,应立即回填覆盖,以免桩机行走时引起地面沉陷。
9)管桩的垂直度偏差应不大于1%。
10)应随机检查施工单位的压桩记录,并抽查其压桩记录的真实性。
3、接桩:
1)接桩时上下节桩段应保持顺直,错位偏差不应大于2mm。
2)管桩对接前,上下端板表面应用铁刷子清刷干净,坡口处应刷至露出金属光泽。
3)为保证接桩的焊接质量,电焊条用E43,应具有出厂合格证。电焊工应持证上岗,方可操作。施焊时,宜先在坡口周边先行对称点焊4-6点,再分层施焊,施焊宜由两个焊工对称进行。
4)焊接层数不得小于3层,内层焊渣必须清理干净后方可在外层施焊。焊缝应饱满连续,焊接部分不得有咬边、焊瘤、夹渣、气孔、裂缝、漏焊等外观缺陷,焊缝加强层宽度及高度均应大于2mm。
5)应尽可能缩小接桩时间,焊好的桩接头应自然冷却后,方可继续压桩,自然冷却时间应>8min.焊接接桩应按隐蔽工程进行验收。
4、终压:
1)正式压桩前,应按所选桩机型号对管桩进行试压,以确定压桩的终压技术参数。
2)其终压的技术参数一般采用双控,根据设计要求,采用以标高控制为主、送桩压力控制为辅或者相反。应视设计要求和工程的具体情况确定。
3)终压后的桩顶标高,应用水准仪认真控制,其偏差为±50mm.
第四章 桥梁桩基施工质量控制点
质量控制点是在施工过程中为了保证工程质量而确定的重点控制对象、关键部位或薄弱环节。设置质量控制点是保证施工质量达到预定要求的必要前提。
在桩基施工中,通过事前对施工过程进行分析,明确其中的关键部位和薄弱环节,确定重点控制对象,将其设置为质量控制对象的不同确定将要采取的预控对策,并在施工过程中严格执行,同时严格按照规范和规程施工,以实现钻孔灌注桩施工质量的主动控制。
桩基础施工质量控制点的选择原则是:在施工过程中的关键部位、薄弱环节、隐蔽工程以及质量不稳定工序设置质量控制点。而是否设置为质量控制点,主要是看它对质量特性的影响程度、危害大小以及它的质量保证的难度大小。为避免出现质量通病,保证工程符合国家规范、规程的质量要求,经反复研究确定桩基础的施工质量控制点从四种常用桩基础中着重挑选如下:钢筋笼制作、泥浆的制备、清孔、混凝土的浇筑。
1、制备泥浆
除能自行造浆的土层外,均应制备泥浆。泥浆制备应选用高速性粘土或膨胀土。拌制泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。膨胀土泥浆可按表一的性能指标制备。

表一 制备泥浆的性能指标
项次 项目 性能指标 检验方法
1 比重 1.1-1.5 泥浆比重计
2 粘度 10-25g 50000/70000漏斗法
3 含沙率 大于6%
4 胶体率 小于95% 量杯法
5 失水量 大于30ml/30min 失水量仪
6 泥皮厚度 1-3mm/30min 失水量仪
7 静切力 1min20-30mg/cm310min50-100mg/cm3 静切力计
8 稳定性 小于0.03g/cm3
9 PH值 7-9 PH试纸
施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上,在受水位涨落影响时,泥浆面高出最高水位1.5m以上。在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至浇筑水下混凝土;浇筑混凝土前,孔底500mm以内的泥浆比重小于1.25;含沙率≤8%,粘度≤28%;在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。
2、 清孔
桩孔达到设计标高后,孔内一部分泥渣沉淀,一部分呈悬浮状态,另一部分附着在孔壁上。同时随间歇时间的增加,后两部分泥渣还会继续沉淀,从而使孔底积成一层沉渣,降低桩的承载力。所以在灌注桩身混凝土前,必须将其清楚,这项工作称清孔。
现行规范规定,沉渣的容许厚度为:摩擦桩≤30cm,柱桩≤10cm。清孔的方法应根据钻孔方法、设计对清孔的要求、机具设备和孔壁土质情况而定,常用的方法有抽渣法、吸泥法、换浆法。
抽渣法用抽渣筒掏出孔底沉渣,清孔时应边抽边加水,保持一定的水头高度。抽渣后用一根水管插到孔底注水,使水流从孔口溢出。在溢水过程中孔内的泥浆密度逐渐降低,达到所要求的标准后停止。此法适用于冲抓、冲击成孔的各类土质的摩擦桩,抽渣后孔内泥浆相对密度应≤1.3.当桩较长较大,下钢筋笼时间较长时,应在下完钢筋笼后,在检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔,清孔完成后立即灌注水下混凝土。
吸泥法清孔用吸泥机或简易吸泥机进行,清孔时由风管将高压空气输进排泥管使泥浆形成密度较小的泥浆空气混合物,在水柱压力下将泥浆和孔底沉渣排出,同时向孔径内注水,保持孔内水位不变,直至喷出的泥浆指标符合规定时为止,此法适用于不宜坍塌的柱桩和摩擦桩清孔。若灌注混凝土前发现清孔后孔底沉淀层仍较厚时,可在导管外安设直径为30mm射水(风)管,冲射3-5min,使沉淀层翻起,然后立即灌注水下混凝土,射水压力比孔底泥浆压力大于50Kpa即可。
换浆法是正循坏旋转钻孔在终孔后,停止进尺,保证泥浆正常循环,以中速压入符合规定标准的泥浆,把孔内密度大的泥浆换出,使含沙率逐步减少。最后速压入符合规定标准的泥浆,把孔内密度大的泥浆换出,使含沙率逐步减少,最好换成纯净的稠泥浆,这种泥浆短时间不会沉淀,使孔底沉淀层在允许的范围内。其具体步骤是:当钻孔距设计标高1m时,改用纯净的稠泥浆(相对密度≥1.4)钻至设计标高;然后钻头提离孔底20cm左右空转,继续供给稠泥浆,保持泥浆正常循环,待孔内泥浆换完为止。
a) 钢筋笼制作
钢筋笼的制作允许偏差见表二
项次 项目 允许偏差
1 主筋间距 ±10
2 箍筋间距或螺旋筋螺距 ±20
3 钢筋笼直径 ±10
4 钢筋笼长度 ±50
钢筋笼除符合设计要求外,尚应符合一般规定:分段制作的钢筋笼,其接头宜采用焊接应遵循《混凝凝土结构工程施工及验收规范》GB50204;主筋净距必须大于混凝土粗骨粒径3倍以上;以免妨碍导管工作;钢筋笼的内径应比导管接头处外径大100mm以上;搬运和吊装时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,就位后应立即固定安装。
钢筋笼主筋的保护层允许偏差如下;水下浇筑混凝土桩±20mm,非水下浇注混凝土桩±10mm。
起吊钢筋笼时,吊点要准确,保证垂直度,避免倾斜,刮擦孔壁,然后对准孔位缓缓下放。
b) 水下混凝土的浇注
钢筋笼吊装完毕,应进行隐蔽工程验收,合格后应立即浇注水下混凝土。为提高混凝土浇筑质量,浇注混凝土进度控制在混凝土初凝时间内,同时应合理地加快灌注速度,故应做好灌注前各项准备工作以及及灌注期间各工序的密切配合工作。
水下混凝土的配合比应符合下述规定;水下混凝土必须具备良好的和易性配合比应通过实验确定;塌落度宜为180-220mm;水泥用量不少于360kg/m3;含沙率宜为40%-45%,并宜选用中粗砂,粗骨料的最大粒径<40mm,有条件时可采用二级配;为改善和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。
导管的构造和使用应符合下述规定;导管壁厚不宜小于3mm,直径宜为200-250mm,直径制作偏差不应超过2mm,导管的分节长度视工艺要求确定,底管长度不宜小于4m,接头宜用法兰或双螺纹方扣快速接头。导管提升时,不得挂住钢筋笼,为此可设置防护三角形加劲钣或设置锥形法兰护罩;导管适用前应试拼装、施压,试水压力为0.6-1.0Mpa.
使用的隔水栓应有良好的隔水性能,保证顺利排出。开始灌注混凝土时,为使隔水栓能顺利排出,导管底部至孔底的距离宜为300-500mm,桩直径小于600mm时可适当加大导管底部至孔底距离;应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上;管埋深及管内外混凝土面的高差,填写水下混凝土浇注记录;水下混凝土必须连续施工,每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制,对浇注过程中的一切故障均应记录备案;控制最后一次灌注量,桩顶不得偏低,应凿出的泛浆高度必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值。
第五章 桥梁桩基质量事故的原因和预防
桥梁桩基在广泛应用的同时,又因其工序繁多、工艺复杂等原因,在施工过程中经常出现一些质量事故,如塌孔、桩底沉渣过厚、护筒失效、孔斜、缩(扩)颈、钢筋笼等偏位、断桩等。下述内容对事故原因进行了分析,提出了一些具体的预防措施。
一、坍孔及预防措施
坍孔是由于成桩过程中桩壁四周土体不连续而产生切变,桩壁四周土体的粘聚力与内摩擦角等发生变化,受桩体周围土体竖向应力、侧向压力、地下压力等影响,受桩体周围土体竖向应力、侧向压力、地下水压力等影响,达到临界状态,出现程度不一的孔壁坍塌等质量事故。通过深入分析,发现造成施工事故的原因主要在于;成孔速度太快,在孔壁周围来不及形成泥膜;泥浆的密度及粘度不适宜;保持的水头压力不够;在砾石等地下透水层等处有渗流水,钻孔中出现程度较大的水渗流现象;沉放钢筋时,碰撞了孔壁,破坏了泥膜及孔壁;破坏了泥膜及孔壁;护筒的长度不够,护筒变形或形状不合适等。
针对上述问题,采取如下措施;
在桩基成孔施工中,速度过快,则孔壁未形成有效泥浆膜,施工中易出现孔壁坍塌的质量事故。而对于淤泥质等非常软弱的土质,如果成孔速度过快,孔径很不规则。对于砂、砂砾等土层若成孔速度过快,会产生桩的径向摆动,而发生孔壁坍塌现象。所以应控制成孔速度,成孔速度应根据地质情况并参照施工规范合理选择。
另外,在成孔时,如果遇到砂砾层等土层产生大量漏浆时,应考虑是否改用其他施工方法。在施工中如发生坍孔事故,则坍孔的桩孔应及时回填粘土等适宜材料,停置至少15d以上,当地层呈现稳定后才能再度施工。
二、孔斜及预防措施
孔斜是指桩基成孔过程中孔位产生倾斜,倾斜度大于1%的桩孔。造成孔斜的原因为钻机安装时,支撑不好、地层软硬不均匀,操作时在易斜孔段不适当加压钻进、转速过高造成晃动等因素引起钻机整体偏斜,也可能钻头在钻孔过程中发生偏斜,结果导致孔斜。
预防孔斜主要在成孔前预控与过程中监控。在钻机就位和钻孔过程中随时注意校核钻杆的垂直度,发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形,施工前必须作好应对措施。在不均匀地层中钻孔时,钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石,钻速要开慢档。处理大孤石和坚硬岩石,采用自重大的复合式牙轮钻头也是有效的方法。
三、缩颈及预防措施
缩颈是桩基施工时比较多见的质量问题,主要由于桩周围土体在混凝土灌注过程中产生膨胀造成。特别是土层中有软塑土则易遇水膨胀,成桩后容易造成缩颈现象。
预防的主要措施是加强对孔径的检测与控制,提高泥浆质量,严格控制泥浆的失水率、密度、粘度等各项性能指标。钻头直径应适当加大,在导正器上焊一定数量的合金刀片,在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。另外,减少成孔后空置时间也是非常有效的措施。
局部扩径现象对桩基承载力有利,其实不然。经过多年的实践,一些桩身混凝土质量没问题而承载力大大低于设计值的试桩,除了沉渣可能较大外,孔径实则和动测资料都显示强烈扩径现象,通过再次复压也提高不多。由此可见,局部扩径影响了整桩的共同工作和侧摩阻力的整体发挥。
四、断桩及预防措施
断桩是指混凝土凝固后桩体不连续,中间被浆液、气泡泥块等疏松体充填的间断桩。断桩现象影响了桩身的整体性与连续性,降低了桩体强度和承载力,直至无法满足设计要求。
浇灌过程中不连续、配合比中坍落度损失大、灌注过程中发生埋管、卡管、缩颈等情况都将造成断桩。分析断桩产生的原因主要有一下两个方面:
一方面,首批混凝土灌注时若导管底端距孔底过远,则混凝土被浆液稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充,有时收到地下水位活动的影响或导管密封不良,浆液浸入使混凝土水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝体。施工过程中还会发生浇注混凝凝土产生离析,造成凝固后不密实坚硬,个别截面出现疏松、空洞的现象。另外,混凝土产生离析,造成凝固后不密实坚硬,个别截面出现疏松、空洞的现象。另外,混凝土出拌合楼待灌时间过久或中途运输路程过长,混凝土坍落度损失大,产生离析或局部初凝现象而直接用于灌注,也将造成断桩。
另一方面,灌注过程中若发生埋管、卡管,使导管在混凝土中掩埋过长,混凝土已初凝或接近初凝,内阻力成倍增长,导管被卡死在混凝土内,也将造成断桩现象的产生。针对断桩发生的不同作用机理,相应的预防措施如下。
钻孔后必须认真清孔,清孔时间应根据孔内沉渣情况而定。清孔后要及时灌注混凝土,避免孔底沉渣超过规范规定。在灌注混凝土前,应认真进行孔径测量,准确算出全孔及首批混凝土灌注量。混凝土出拌合楼待灌时间或中途运输时间应合理控制,一旦开始浇筑工序,灌注过程一定要连续、快速,准备灌注混凝土要足量,确保混凝土在初凝时间内连续浇注。在灌注混凝土过程中避免停电停水,并随时控制混凝土面的标高和导管埋深,提升导管要准确可靠,严格遵守操作规程。同时应确保导管的密封性,导管的拆卸长度应根据导管外混凝土的上升高度而定,切勿起拔过多。
为有效预防断桩的发生,施工过程中还必须做好原材料的检测与实验工作,严格按程序确定混凝土的配合比。混凝土应具有良好的和易性和流动性,初凝时间与坍落度损失应满足灌注要求。
第六章 结论
本文是在参考已有的文献基础上,在导师的精心指点下,通过对钻孔灌注桩的施工工艺、质量控制点、质量事故预防进行了研究,从而得出结论:
勘察单位在勘察报告中所提供的地质剖面图、桩基柱状图、土的物理性质指标以及建议的设计参数等力求准确,切忌对地基土分层只是按土类粗分,推荐欠妥当的桩端持力层等。
设计单位要对勘察报告深入研究推敲,及时发现报告中存在的问题,仔细斟酌报告中建议的各种指标和参数是否合理,从而选择最优的桩型,减小桩基施工难度,保证桩基施工质量。
施工单位在施工前要了解各类桩基的施工特点,熟知相关规范规程要求,施工中,要自始至终抓住质量控制点,则工程质量可以得到保证。要重视常见的质量事故,并且采取相应措施给予预防,则可以在很大程度上减少甚至杜绝质量事故的发生。监理一套事故处理机制,在事故发生的第一时间进行补救,是损失减至最低、
监理单位对施工要热情指导、严格把关、在质量进度、投资三方面达到最优结合。
  • mumutuqiao
    mumutuqiao 沙发
    怎么没有下载的
    2015-10-10 16:05:10

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这个家伙什么也没有留下。。。

桥梁工程

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