毕  业  论  文

论文题目：混泥土灌注桩施工技术与质量控制

题    目 灌注桩施工技术与质量控制

班    级    09级建筑工程技术1班

专    业     建筑工程技术

学生姓名         

指导教师     魏守林、李志顺

日    期  2012_年 1 月_15_日__

混泥土灌注桩施工技术与质量控制

摘要：近年来随着我国高层建筑的发展，钻孔灌注桩因其对各种土层的适性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点，在建设工程的基础中得到了广泛应用。其中，人工挖孔灌注桩以其设备简单，无噪声、无振动、不污染环境，对施工现场周围原有建筑物的影响小；施工现场较干净；施工速度快等特有的优点而得到广泛的应用。但人工挖孔灌注桩施工，工人在井下作业，开挖效率低，劳动条件差，施工中应特别重视流沙、流泥、有害气体等影响，做好质量和安全控制尤其重要。

关键词：人工挖孔灌注桩，施工，质量，控制

一、工艺流程及施工准备  

（一）工艺流程  

　　  施工前必须全面掌握钻孔灌注桩的施工工艺，因钻孔设备不同，其施工工艺流程也不一样。现以冲击成孔为例，其主要施工工艺流程为：施工准备→测量放线→埋设护筒→钻机就位→钻孔→清孔→清孔检查→安放钢筋笼→吊放导管→检查沉渣厚度→灌注砼→拆除导管→桩头处理→检查验收。  

（二）主要准备工作  

　　1.开工前施工单位结合场区内的具体情况编制施工方案，提前报送监理部进行审查。对现场施工人员进行图纸和施工方案交底。  

　　2．认真做好测量放线工作。测量定位是整项工作的关键，它关系到孔位的准确性，钻孔的垂直度及基准面的标高的至关因素。在具体操作过程中，严格按三检制的要求层层落实，及时与监理沟通，与监理认真复核并与验收相结合，偏差要严格控制在设计或规范允许范围内。  

3．钻机就位时必须保持平整稳固、不倾斜和位移，并采取一定的固定措施放止钻进过程中位移和摇晃。为控制钻孔深度，对每桩位地面测设标高，以便施工控制和记录。钻机就位时，应采取措施保证钻具中心和护筒中心重合，其偏不大于2 cm。护筒有导正钻具、控制桩位、防止孔口坍塌、台高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用，应认真埋设。护筒内径比桩直径宜大10～15 cm，并视地面情况而定。护筒壁厚由4～10mm厚钢板经卷制焊接而成，护筒底口应超过杂填土深度；上口应高于地面20cm，护筒间连接时要求对焊平直，密封性好，上口加焊吊环。埋置时护筒中心轴线对正桩位中心，其偏差不宜大于20 cm，护筒外围用黏土分层回填夯实。  

钻机是钻孔及灌注混凝土的支架，要安装平整稳固、安全，并具有一定的刚度，在钻孔中或其它操作时，不易产生位移和晃动。应根据工程地质资料和设计资料选用适当的钻机种类、型号，并配合适用的钻头。在钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻机架必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷；安装就位时，详细测量后底座用枕木垫实塞紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻孔过程中经常检查，以保证转盘面水平、钻机机架垂直，进而确保桩身的垂直度和孔径大小均匀。

二、原料选用与混凝土灌注  

（一）.砼骨料的先选用

　　砼骨料宜优先选用砾石或卵石，最大粒径40mm，砂石含泥量小于2%的，以提高砼的流动性，防止堵管。导管直径在250～350mm，视桩径大小而定。砼配合比通过试验确定，坍落度砼宜为180～220mm。砼运至灌注点时，应检查其均匀性和坍落度，如不符合要求应进行二拌合，二次拌合后仍不符合要求时不得使用。首批砼灌注数量使导管埋入砼深度不宜小于1.2m，应连续灌注，严禁中途停止，在灌注过程中，应经常测探孔内砼面的位置，及时调整导管埋深，导管埋深宜控制在2～6m。在砼灌注过程中，应时刻注意观测孔内泥浆返出情况，倾听导管内砼下落声音，如有异常必须采取相应处理措施。在灌注砼过程中宜使导管在一定范围内上下窜动，并及时转动，防止起拔导管困难。在灌注将近结束时，核对砼的灌入数量，以确保所测量砼的灌注高度是否下确。开始灌注时应先搅拌0.5～1.0m3同砼强度的水泥砂浆放在料斗的底部。  

 砼灌注分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中，砼灌注量与泥浆至砼面高度，砼面至孔底高度，泥浆的密度，都与导管内径及桩直径有关。孔径越大，首批灌注的砼量越多。由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼，此时应稍拉导管，晃动漏斗，以便迅速向漏斗加砼，这样能使砼顺利下滑至孔底，下满后，继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。在后续灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼。  

（二）.牵动导管的作用：  

　　1．有利于后续砼的顺利下落，否则砼在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间摩擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使砼与管壁摩擦阻力增强，灌注砼下落困难，导致断桩。同时，由于粗骨料间有大量空隙，后续砼加入后形成的高压气囊，会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状砼，严重影响成桩质量。  

　　2．牵动导管增强砼向四周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦力，同时加大砼与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。  

　　在砼灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应提高漏斗增大落差。以提高其密实度。当然在控制砼初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这时提高灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。  

三、选择打桩顺序  

　　打桩顺序一般分为：由一侧向单一方面打，自中间向两个方面对称打，自中间向四周打。打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此，应结合地基土壤的挤压情况，桩距的大小，桩机的性能，工程特点及工期要求，经综合考虑予以确定，以确保桩基质量，减少桩机的移动和转向，加快打桩速度。  

四、人工挖孔灌注桩的概述

　　 人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。其施工特点是设备简单，无噪声、无振动、不污染环境，对施工现场周围原有建筑物的影响小；施工现场较干净；施工速度快，可按施工进度要求决定同时开挖桩孔的数量，必要时，各桩孔可同时施工；土层情况明确，可直接观察到地质变化情况，桩底沉渣能清除干净，施工质量可靠；桩径不受，承载力大。尤其当高层建筑选用大直径的灌注桩，而其施工现场又在狭窄的市区时，采用人工挖孔比机械挖孔具有更大的适应性，因此近年来随着我国高层建筑的发展，人工挖孔桩得到广泛的应用。但人工挖孔桩施工，工人在井下作业，开挖效率低，劳动条件差，施工中应特别重视流沙、流泥、有害气体等影响，要严格按操作规程施工，制订可靠的安全措施。

　　人工挖孔桩的直径除了能满足设计承载力的要求外，还应考虑施工操作的要求，故桩径不宜小于800mm，桩底一般都扩大，扩底变径尺寸按（D1-D）/2：h=1:4,h1≥(D1-D)/4进行控制。当采用现浇混凝土护壁时，人工挖孔桩护壁厚度一般不小于D/10+5（cm）（其中D为桩径），每步高1m，并有100mm放坡。

五、施工设备

　　 人工挖孔桩施工机具比较简单，一般可根据孔径、孔深和现场具体情况加以选用，主要有：

　　  垂直运输工具：如电动葫芦和提土桶。用于施工人员、材料和弃土等垂直运输。

　  　排水工具：如潜水泵。用于抽出桩孔中的积水。

　　 通风设备：如鼓风机，输风管。用于向桩孔中强制送入新鲜空气。

　 　挖掘工具：如镐、锹、土筐等。若遇到坚硬的土层或岩石，还需要准备风镐和爆破设备。

　　 其它还有照明灯、对讲机、电铃等。

六、施工工艺

　　  人工挖孔桩的一般施工工艺为：场地平整→测量放线→桩位布点→人工成孔→（包括孔桩护圈、护壁、挖土、控制垂直度、深度、直径、扩大头等）→检查成孔质量→清理虚土、排出积水→吊放钢筋笼→浇筑混凝土→养护→整桩测试。

　　  为了确保人工挖孔桩施工过程中的安全，施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流沙现象发生所要采取的措施。因此，施工前应根据水文地质资料，制定合理的桩孔护壁措施和降排水方案，护壁方法很多，可以采用现浇混凝土护壁、喷射混泥土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩工具式护壁等多种。下面以现浇混凝土分段护壁为例说明人工挖孔桩的施工工艺流程。按设计图纸放线、定桩位。开挖桩孔土方。采取分段开挖，每段高度取决于土壁保持直立状态而不塌方的能力，一般取0.5～1.0m为一施工段。开挖范围为设计桩径加护壁的厚度。

　　  支设护壁模板。模板高度取决于开挖土方施工段的高度，一般为1m，由4～8块活动钢模板组合而成，支成有锥度的内模。

　  　在模板顶放置操作平台。内模支设后，吊放由角钢和钢板制成的2个半圆形合成的操作平台入桩孔内，至于内模顶部，用以临时放置料具和浇筑混凝土操作之用。

　  　浇筑护壁混凝土。护壁混凝土起着防止土壁塌陷与防水的双重作用，因此浇筑时要注意捣实。护壁内配8根ф6～ф9，长1m左右的直钢筋，插入下节护壁内，上下节护壁要错位搭接50～70㎜（咬口连接）。

　　拆除模板继续下段施工。当护壁混凝土达到1.2MPa(常温下约为24h)后，方可拆除模板，开挖下段的土方，在支模浇筑护壁混凝土，如此循环，直至挖到设计要求的深度。

　　排出孔底积水，浇筑桩身混凝土。当桩孔挖到设计标高，并检查孔底土质已达到设计要求后，再在孔底进行扩大头施工。待桩孔全部成型后，用潜水泵抽出孔底的积水并立即进行清孔，验槽和混凝土的封底工作。当混凝土浇筑至钢筋笼的底面设计标高时，再吊入钢筋笼就位，并继续浇筑桩身混凝土而形成桩基。

七、施工质量控制要点

（一）护壁施工

　　 放线、布点检查后，根据每个桩直径的大小，在其四周做成宽400mm、厚100mm的钢筋混凝土护圈，即防止井孔口四周土松动，又防雨水等流入桩孔内，由于现浇混凝土整体性好，能紧贴土壁并且受力均匀，所以采用了现浇混凝土护壁做支护结构，护壁施工采用每节1.0m钢制专用弧形模板拼装而成，上下两节，循环使用，钢筋也是上下两节钢筋笼，并通过主筋钩挂连接，绑扎牢固，混凝土采用C15细石混凝土，每挖土方1.0m就浇筑混凝土护壁一道，混凝土浇筑拆模后，外抹水泥砂浆封闭。

（二）.挖孔

　　 挖土顺序采用从上到下逐层用锹、镐及锤、纤等破碎，先挖中间再挖四周，挖孔直径加2倍的护壁厚度控制截面。挖土到达桩底时，先挖桩柱体，然后再根据扩大头的尺寸从上到下削土修成扩底形。土的垂直运输是在井孔上口安装三角支架，电葫芦，吊桶或箩筐装土，用慢速卷扬机提升，并配备安全护绳。吊到地面上的土及时用翻斗车或手推车运出，不要将土堆积在孔的四周，个别桩孔底有大量渗水，在一侧挖集水抗，及时用高扬程潜水泵抽出。

（三）.人工挖孔桩尺寸及测量控制

　　 桩轴线在地面设控制网以及基准点，提升机钢丝绳上的吊桶粗略与桩中心线一致，来做粗略控制，将高程通过基准点引到桩孔的护壁边缘，每挖一节用大线锤作垂直中心控制，用尺画圆周来保证桩位准确、孔深和截面尺寸，确保每个孔桩准确无误。按规范规定桩孔中心线的平面位置偏差不大于50mm，桩的垂直度偏差不大于0.5%装长，桩经不得小于设计直径。

（四）.钢筋笼骨架制作及安装

　　 由于大孔径桩，需要的钢筋笼比较大，本工程钢筋数量每桩72根Φ18钢筋以及钢筋笼重量1000kg以上，那么，在加工成型时，为防止钢筋笼吊装出现扭曲变形，在主筋内侧每隔2.0m加设钢筋直径Φ25的加强箍，每隔一箍设井字加强支撑，与主筋焊牢，在钢筋笼头吊装时，制作吊装加强焊箍，保证安全就位，钢筋笼的垂直及水平运输均由15t履带吊车来完成。钢筋笼吊装就位后，用井字钢管夹紧焊牢钢筋笼，确保尺寸准确后浇筑混凝土。钢筋骨架要保证不变形，箍筋与主筋要点焊，钢筋笼吊入孔内后，要保证其与孔壁间有足够的保护层。

（五）.人工挖孔桩混凝土浇筑

　　 浇筑混凝土前，首先放置钢筋笼，同时应检查孔内虚土厚度，超过设计要求，应再次清理，直至合格，混凝土采用现场搅拌，石子粒径不应超过50mm，水泥为32.5级普通水泥，混凝土标号为C30，混凝土塌落度为40～80mm，用串筒或溜管下料，连续分层浇筑，每层不超过1m，必须振捣密实。为了避免收缩裂缝，混凝土在初凝前抹压平整，表面出现浮浆层应凿除，来保证上部承台与底板良好的连接，混凝土浇筑过程中，每班组都要留好试块，混凝土浇筑后进行养护。

八、安全措施

　　  人工挖孔桩的施工安全应予以特别重视。工人在桩孔内作业，应严格按安全操作规程施工，并有切实可靠的安全措施。

　　  从事挖孔作业的工人必需经健康检查和井下、高空、用电、吊装及简单机械操作等安全作业培训且考核合格后，方可进入现场作业。

　　  要认真研究钻探资料，分析地质情况，对可能出现流沙、管涌、涌水以及有害气体等情况制定有针对性的安全措施；施工时施工人员必须带戴安全帽，穿绝缘胶鞋，孔内有人时，孔上必须有人监督防护。

　　  孔周围要设置安全防护栏；每孔必须设置安全绳及应急安全软梯；孔下照明要用安全电压；使用潜水泵必须有防漏电装置。护壁要高出地面150～200mm，挖出的土方不得在孔四周2m范围内，以防滚入孔内。

　　  设置鼓风机，以便向孔内强制输送清洁空气，排出有害气体等。

　　  爆破施工前，做好安全爆破的准备工作，划定安全距离，设置警戒哨，闪电雷鸣时禁止装药、接线，施工操作时严格按安全操作规程办事，爆破后向孔内强制输送清洁空气，排出有害气体，待有害气体排完后方可下井作业。

　　 钻孔灌注桩因其对各种土层的适性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点，在建设工程的基础中得到了广泛应用。具体工艺流程与要求如下所示：  

九、结语

综上所述，虽然人工挖孔桩具有施工机具操作简单,占用施工场地小,桩质量可靠,可全面展开,工期短等优点被广泛的应用，但是人工挖孔混凝土灌注桩又是一项施工工艺复杂、工序多、隐蔽性强的基础工程，工人在井下作业，开挖效率低，劳动条件差，施工中应特别重视流沙、流泥、有害气体等影响。为确保施工质量和施工安全，必须严格按照科学方法组织施工，精心管理，以促进建筑事业的和谐发展。施工人员要认真学好专业基础知识，认真总结，正确应用有关规范；熟悉地质资料、设计图纸、相关文件及各项技术要求，不断提高自身的业务素质和技术水平，抓好施工准备、成孔、清孔、水下砼灌注等各个环节的质量控制，采取各种有效的措施，确保灌注桩的成桩质量。

参考文献： 

　　[1]全裕利.房屋建筑施工质量管理[J].湖南经济管理干部学院学报，2005，（05） 

　　赵健.孙振忠.谈房屋建筑工程竣工验收备案制度与施工质量的监督管理[J].四川建材.2004，（03）