毕业论文桩基础的质量控制.docx

毕业论文桩基础的质量控制.docx

《毕业论文桩基础的质量控制.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文桩基础的质量控制.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

毕业论文桩基础的质量控制

内容摘要

近几年，随着在各类基坑中开挖围护桩和承载基桩的广泛应用，桩基工程的施工质量越来越受到工程技术人员和建造者及使用者的重视。

由于桩基施工的隐蔽性，成桩后也不易检查验收，尽管目前此桩基施工工艺正日益完善，但往往由于各种质量因素的影响，往往使得成桩质量不理想，为了保证施工质量，采取正确的控制措施，采取先进的桩体质量检测手段以确保桩基施工质量就显得极为重要。

而随着市区建设和改造的步伐加快，在建筑物密集地区打桩施工对周围环境的影响和危害日益严重，灌注桩因其在施工过程中无挤土、无振动、无噪声，同时能建造比预制桩直径大的多的桩，适用于各种地基而成为取代打入桩的重要桩型，应用日益广泛。

钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型，是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。

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。

目前在钻孔灌注桩施工过程中主要存在以下问题：

桩位施工放线时存在误差导致桩位偏移过大；成孔过程中孔壁坍塌、缩径、桩孔偏斜；钢筋笼安装时标高与设计标高不符，钢筋笼上浮；混凝土浇筑过程中堵管、桩身砼夹泥或断桩等问题。

而上述问题一旦发生，将会给桩基的施工质量造成严重的影响。

分析钻孔灌注桩在施工过程中可能发生的事故，进行必要的防范是保证钻孔灌注桩成桩质量，确保基础工程安全的重要措施。

本文通过研究钻孔灌注桩设计原理和施工工艺，简要分析钻孔灌注桩施工过程中可能存在的几种质量问题提出了相应的防范和解决措施。

关键字：

钻孔灌注桩；质量控制；施工流程；文明施工

Abstract

RecentYears,withallkindsoffoundationpitexcavationintheretainingpilesandfoundationpilebearingextensiveapplication,qualityoftheconstructionofthepilefoundationengineeringbymoreandmoreengineeringandtechnicalpersonnelandthebuilderandtheuser'sattention.Becausetheconcealmentofthepilefoundationconstruction,afterthepileisnoteasytocheckandaccept,Althoughatpresentthepilefoundationconstructiontechnologyisincreasinglyperfect,butusuallybecauseofthequalityfactors,oftenmakesthequalityofpileisnotideal.Inordertoensureconstructionquality,adoptthecorrectcontrolmeasures,adopttheadvancedpilebodyqualitydetectionmeanstoensurethequalityofpilefoundationconstructionisveryimportant.Andwiththecityconstructionandrenovationofthepace,crowdedareasinbuildingconstructionthesurroundingenvironmentofpilingeffectandharmtheincreasinglyserious,becausethefillingpileinconstructionprocess,nosoilcompactionnovibration,withoutnoise,alsocanbuildthelargeindiameterthanprecastpilesofpile,applicabletoallkindsoffoundationandbecometheimportantpiletoreplaceintopiletype,isappliedmoreandmorewidely.

Fillingpileintheengineeringdepartmentistopointtobymechanicaldrilling,steeltubesoilsqueezeorhumanmininginsuchmeansasthefoundationsoilpileformedinthehole,andplacedtheminreinforcingcage,pouringconcretepilesandmade,inaccordancewithdifferentmethodstopore,pilesandcanbedividedintodrivencast-in-placepiles,boredpilesandpilesofseveraldugholeetc.Boredpilesaccordingtotheclassificationispileanddefinitionofakindofpiletype.

Atpresentintheboredpileconstructionmainlyexistintheprocessofthefollowingproblems:

apileconstructionwhenerrorresultinginapileofpay-offthereamigrationtoobig,Intheprocessofaholewallcollapsed,shrinkdiameter,pileholedeflection;Reinforcingcageinstallationelevationanddesignelevationwithdiscrepancies,reinforcingcageup-floating;Intheprocessofconcretewalltube,pilebodyconcreteclipmudorbreakingpile.Andtheaboveproblemsifithappens,willgivethequalityoftheconstructionofthepilefoundationcausedseriousinfluence.

Boredpileiscivilandindustrialbuildingextensiveapplicationformoffoundation,hasthestrongadaptability,andconstruction,simpleoperation,equipmentinvestmentisnotbig,etc.Butbecausemostofthecast-in-placepileconstructiononthegroundbelow,theconstructionprocesscannotdirectobservation,pileshouldnottakedirectexcavationafteracceptance,itisthemosteasytoappearqualityproblemofaformoffoundation.Analysisofthecast-in-placepileinconstructionprocesspossibleaccident,topreventistoguaranteethequalityofpilecast-in-placepile,ensurethesafetyoftheimportantfoundationengineeringmeasures.Thisarticlethroughstudiescast-in-placepiledesignprincipleandconstructionprocess,brieflyanalyzesboredpileconstructionprocessmay,thereexistseveralqualityproblemsandcorrespondingpreventionandsolvingmeasures,soastoprovideareferenceforthesimilarprojects.

Keywords:

cast-in-situboredpile;Qualitycontrol;Constructionprocess;civilizedconstruction

桩基础的质量控制

一、绪论

桩基础是由桩和承台构成的深基础。

由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。

高层建筑中，桩基础应用广泛。

近几年，随着在各类基坑中开挖围护桩和承载基桩的广泛应用，桩基工程的施工质量越来越受到工程技术人员的重视。

由于桩基施工的隐蔽性，成桩后也不易检查验收，尽管目前此桩基施工工艺正日益完善，但往往由于各种质量因素的影响，使得成桩质量不理想，为了保证施工质量，采取正确的控制措施，采取先进的桩体质量检测手段以确保桩基施工质量就显得极为重要。

本文通过研究分析桩基础施工过程中容易出现的一些质量问题，得出了一些有意义的结论和质量控制方法。

1.1桩基特点

（1）桩支承于坚硬的（基岩、密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载（包括偏心荷载）。

（2）桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚度（摩擦桩），在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，以确保建筑物的倾斜不超过允许范围。

（3）凭借巨大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。

（4）桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。

常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等，其适用条件和要求在《建筑桩基技术规范》中均有规定。

桩基础可以采用不同的材料，可以支撑在不同的土层中，可以作为各类工程结构物的基础（建筑物的低桩承台、桥梁或码头的高桩承台），因而其受力性状各不相同，承载能力相差悬殊，施工工艺和设备极其多样。

桩基技术极为复杂，发展空间相当广阔，成为地基基础领域中一个非常活跃的、具有很强生命力的分支领域，50年来出现了许多新的桩型、新的工艺、新的设计理论和新的科技成果，成为我国工程建设的有力支柱。

桩按材料可分为钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等,按受力分类为摩擦桩和端承桩,按桩的入土方法可分为打入桩、压入桩和灌注桩等。

建筑工程桩基础不论采用何种类型的桩,实际施工过程中保证桩基质量,使桩基符合设计要求,是基础工程施工中经常遇到的问题。

灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。

根据成孔工艺的不同，可分为干作业成孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、套管成孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩和挖孔灌注桩。

灌注桩的施工主要有成孔、制作与安装灌浆管、清孔、混凝土浇筑等工序。

不同的地区有不同的地质，地质情况往往千变万化，工程施工中，往往由于地质勘探不够，造成工程延误，工程浪费，甚至出现严重的工程事故。

所以，要控制好钻孔灌注桩的质量，首先要有真实详细的地质资料。

在某些地方桩基设计时地质钻探有必要一桩一孔，甚至一桩两孔。

但有些工程为了节省钻探费用或赶工期等原因，对地质勘探的不够详细，结果适得其反，桩的质量也得不到保证。

灌注桩尤其是沉管灌注桩，在成桩过程中会产生较高的超孔隙水压力，对周围土体的振动和挤压力影响大，常常会发生断桩、缩颈、夹泥、空心，混凝土离析以及吊脚等质量问题，它与地质条件、施工工艺、施工程序等密切相关，如由于拔管速度过快，土的回缩加大，常导致缩颈、吊脚、空心等现象；当桩距过小，桩数多，土上涌量大。

1.2桩基的适用条件

1建筑物荷载较大，地基软弱，采用天然地基时沉降量过大或是建筑物极为重要，不容许过大的沉降时，可采用桩基。

2当建筑物的地面荷载过大，将使软弱地基产生过时变形，造成对建筑物危害，采用桩基效果较好。

3高层建筑物或构筑物，对限制倾斜有特殊要求时，也需要采用桩基。

4设有大吨位的重级工作制吊车的重型单层厂房，吊车载重量大，使用频繁，车间内设备基础多而密，地面荷载大，使地基变形大，可采用桩基。

5精密设备基础、动力机器基础等，因对安装和使用过程中的地基沉降、沉降速率和容许振幅有严格要求，采用桩基是一种好办法。

6山区或丘陵地区，或处于易滑动的边坡地段荷载较大时，可采用桩基以克服因土层厚度不均匀而产生的不均匀沉降和滑坡现象。

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。

分析钻孔灌注桩在施工过程中可能发生的事故，进行必要的防范是保证钻孔灌注桩成桩质量，确保基础工程安全的重要措施。

本文简要分析灌注桩施工过程中可能存在的几种质量问题以及相应的防范措施，旨在为类似工程提供借鉴。

二、桩基础施工流程

2.1施工准备

施工准备包括：

选择钻机、钻具、场地布置等。

钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。

2.2钻孔机的安装与定位

安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。

对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。

为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。

钻机位置的偏差不大于2cm。

对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。

2.3埋设护筒

钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。

当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。

钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。

护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。

制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。

护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。

一般常用钢护筒。

2.4泥浆制备

钻孔泥浆由水、粘土（膨润土）和添加剂组成。

具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。

调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。

2.5钻孔

钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。

在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣（冲击式用），还要随时检查成孔是否有偏斜现象。

采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。

所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。

钻孔的顺序也应实事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。

2.6清孔

钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。

为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。

在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。

对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。

对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。

清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。

通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。

其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。

其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。

2.7灌注水下混凝土

清完孔后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。

2.8桩头凿除

桩基础混凝土强度必须达到70%设计强度时才能进行桩头凿除，凿桩头采用风炮人工凿除。

首先测出桩基与系梁或墩柱的接口标高，划好控制线，以便控制凿除高度，控制线一般比接口标高高出5cm左右。

在控制线上方凿槽找出第一根主筋的准确位置，然后根据钢筋间距把每根主筋在控线以上的保护层全部凿除，并稍稍向外把钢筋扳离混凝土，使钢筋与混凝土完全剥离，瓣起角度控制在5°以内，以免由于钢筋扳弯角度过大致使钢筋产生过度疲劳。

剥离钢筋后，沿控制线四面对称掏槽，最后在一面水平锤击扁凿，在力的作用下，利用扁凿后端厚度大的特点，将桩心的素混凝土挤断，并用吊车吊出坑外。

控制线以下5cm混凝土采用人工凿除，桩周边10cm范围内混凝土凿除时，采用由外向内凿的方式，以免边缘破损引起露筋等相关质量问题。

流程图如下：

三、质量控制的含义

钻孔灌注桩在现今的浅水或陆地桥梁桩基使用中已经是相当普遍，可以说在这些方面的桥梁桩基有1/2是使用钻孔灌注桩。

钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程我们无法观察，成桩后的情况我们也只能利用声波对其进行成桩质量和缺陷的检测。

施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至会给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。

因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工过程中的控制和施工质量上的管理，力争将隐患消除在萌芽的时候。

质量控制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。

本文从工程施工角度，对钻孔灌注桩施工的三个阶段质量控制进行分析和讨论。

四、桩基施工前期质量控制（事前控制）

4.1施工组织设计审核

施工组织设计是钻孔灌注桩施工中必须要做的工作，在开工前，施工单位应向监理方报送施工组织文件，监理人员审核并帮助施工单位完善施工组织设计。

施工组织设计应重点指出工程的特殊性、施工方法等，应把设计参数换算成式。

4.2测量施线

建筑工程桩基础施工测量的主要任务:

一是把图上的建筑物基础桩位按设计和施工的要求,准确地测设到拟建区地面上,为桩基础工程施工提供标志,作为按图施工、指导施工的依据;二是进行桩基础施工监测;三是在桩基础施工完成后,为检验施工质量和为地面建筑工程施工提供桩基础资料,需要进行桩基础竣工测量。

理论上,《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）第5.1.3条规定,打（压）入桩（预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩）的桩位偏差,必须符合规定,如盖有基础梁的桩,沿基础梁中心线的最大允许偏差为150mm,垂直基础梁中心线的最大允许偏差100mm。

此条为工程建设标准强制性条文,必须严格控制。

规范5.4.5条又将桩位偏差列入钢筋混凝土预制桩质量检验标准的主控项目,即桩位偏差对桩基质量验收具有否决权,如有超出允许偏差范围,即为施工质量不符合要求。

测量放线发生偏差是桩基施工时最易发生的情况,一般情况下如果出现测量放线线有误,都会采取加大桩承台或加桩的处理方式。

但这样一来,不仅会增加成本,而且还会延误工期。

4.3地下水问题

当基础深度在天然地下水位以下时,在基础施工中常常会遇到地下水的处理问题。

在桩基础工程中,地下水对人工挖孔桩的施工影响最大。

地下水的处理有多种可行的方法,从降水方式来说总分为止水法和排水法两大类。

止水法相对来说成本较高,施工难度较大;井点降水施工简便、操作技术易于掌握,是一种行之有效的现代化施工方法,已广泛应用。

当地下水位不大时可进行单桩桩内抽水,当地下水位较大时可采用多桩同时抽水法来降低地下水。

如果桩设计深度不大时可考虑在场地四周设置井点排水。

人工挖孔桩在开挖时,如果遇到细砂、粉砂层地质时,再加上地下水的作用极易形成流砂,严重时发生井漏,造成质量和安全事故。

除此之外,地下水的影响在有冻土地基时也是施工的难点。

我们应根据不同的地质采取不同的施工方法。

比如,在冬季我们经常采用冻结法施工技术,冻结法施工即是利用人工制冷的方法把土壤中的水冻结成冰形成冻土帷幕,用人工帷幕结构体来抵抗水土压力,以保证人工开挖工作顺利进行。

作为一种成熟的施工方法,冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设已有l00多年的历史。

我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史,但主要用于煤矿井筒开挖施工。

经过多年来国内外施工的实践经验证明,冻结法施工有以下特点:

可有效隔绝地下水,其抗渗透性能是其他任何方法不能相比的。

冻结法施工对周围环境无污染,无异物进入土壤,噪音小,冻结结束后,冻土墙融化,不影响建筑物周围地下结构。

冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业,能有效缩短施工工期。

4.4地基承载力的检测

从桩的施工程序来讲，在质量监督中，首先确保地基承载力符合设计要求，否则将使桩失效。

地基承载力取决岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度、岩石单轴饱和抗压强度。

如果施工地区处于断裂带，在施工中就要注意夹层的存在，如福州火电厂化学处理房，承包单位施工的钻孔端承桩21号桩，经抽芯检验，发现该桩的桩底座落于软土上。

因为该厂区落在佛山──诏安地震大断裂带上，存在夹层，在孔钻至夹层上破碎岩石时，施工单位以为已到微风化岩石，而在此破碎岩石层下，由于地