基础工程毕业设计论文

湖北国土资源职业学院毕业设计（论文）课题名称：桩基础施工技术系（部）：地质工程系指导教师：姓名：班级：基础工程1003班2013 年 6 月 18 日摘要随着国民经济的发展，工业与民用建筑、桥梁、码头港口等高重建筑物的增多，钻孔灌注桩作为一种深基础施工技术，应用越来越多，越来越广泛。

论文结合海南明珠广场的桩基础施工介绍了钻孔灌注桩的施工方法，对现场施工中出现的常见问题进行了探讨，并对混凝土灌注这个环节中容易出现的事故进行了深入研究和分析，总结了完善的防治措施。

关键词：钻孔灌注桩施工工艺常见问题防治措施目录一、钻孔灌注桩技术在基础工程中的应用 (1)（一）工程概况 (1)（二）施工准备 (2)（三）施工过程 (5)二、钻孔灌注桩施工技术要求 (15)三、施工中的常见问题及处理措施 (17)（一）塌孔 (17)（二）渗、漏浆 (18)（三）掉钻 (19)（四）孔内异物 (19)（五）斜孔 (20)（六）混凝土灌注 (20)四、总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)一、钻孔灌注桩技术在基础工程中的应用（一）工程概况海南明珠广场大商业地下室桩基础总数约2061根（暂定），桩径从800、900、1000、1100、1200共五种，分为工程桩、抗浮桩、锚桩、试桩四种桩基类型。

本工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，甲级桩基，本工程的±0.000为黄海高程10.9ｍ。

钻孔时根据地质报告对应的孔做试成孔，以确定成孔参数。

工程桩身混凝土强度等级为C30，试桩混凝土强度等级采用C45，试桩不做工程桩使用。

主筋混凝土保护层厚度不大于50㎜。

混凝土浇注采用水下混凝土浇注方法施工。

本工程大商业桩基采用泥浆护壁钻孔灌注桩，同时要满足桩端全截面进入持力层（中风化）不小于一倍桩径且不小于一米；大商业桩基础以○7-3层、○6-3层中风化泥质粉砂岩、中风化安山质凝灰岩作为桩端持力层，桩底标高（黄海高程）暂定位-36.950～23.1,最终桩底标高需根据现场地质情况确定。

钻孔灌注桩施工的各工序必须连续进行，中间不得有停工现象。

二次清孔结束测得孔底沉渣厚度满足设计规范要求不得大于50㎜，半小时内必须灌注混凝土，超过半小时则需要再次清孔。

设计桩顶标高为-12.7m、12.5m等，混凝土实际浇注高度按照《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008要求，高于设计桩顶标高0.8～1.0米。

（二）施工准备一、施工准备选择钻机、钻具、场地布置等。

（一）计划投入GPS-20型钻机共8台（如不能满足施工进度，可再增加）。

（二）试桩工作计划投入GPS-20型钻机2台，泥浆净化器2台，10立方空压机2台，3PNL泥浆泵2台，试桩开工前进场。

（三）钻头采用双导向，上下导向圈之间距离（有效长度）为1.0-1.2m，上挡圈高度为25cm,下挡圈高度30cm,钢板厚度3cm，；翼板（钢板）厚度为4cm；前导三角板为2翼；锥体角度为100－105度。

（四）其它的设备根据钻孔平台搭设情况陆续进场。

投入主要钻孔设备如下：二、钻机的安装和定位（一）钻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。

（二）根据钻孔工艺流程及施工计划的整体安排，结合现场平面布置图，根椐现场的平台搭设情况，每个平台布置一台GPS-20钻机及一台泥浆净化器，空压机根据施工的需要灵活布置，施工用的其它物资可根据现场的实际情况布置。

工程施工质量首先满足总包合同的要求，合同履约率100%，工程（产品）合格率100%，I类桩95%以上。

三、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。

四、泥浆制备（一）泥浆由（膨润土和添加剂）组成。

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。

（二）泥浆配置钻孔护壁泥浆采用膨润土造浆，根据该地层的特点，在钻孔施工过程中，为防止发生流砂及软流塑地层扩孔、塌孔、缩径等现象，保持孔壁稳定。

使用不分散、低固相、高粘度的海水泥浆进行护壁。

泥浆的各种原材料的作用如下：土泥皮薄、稳定性好、造浆率高；是增大PH值，使土颗粒进行分散，增加表面负电荷，来吸附带电荷的钻屑，使泥浆悬浮钻屑效能更好，因此回流孔内泥浆PH值应稍高一些；羧甲基纤维素钠（CMC），能提高泥浆的粘度，用量为泥浆体积的0.005%-0.01%,即100米泥浆约需用8公斤；碱式氯化铝（PAC），增加水的絮凝效果。

本工程用水是直接采用自来水，钻孔护壁泥浆中PAC掺量为泥浆体积的0.2%左右（先将本品与清水按1：3（质量比）溶解为溶液后再加8-12倍于溶液的清水稀释后投用）。

根据现场实际情况，泥浆贮备箱和未开钻的护筒内泥浆的制备采用空压机压缩空气搅拌成浆，即在泥浆贮备箱和未开钻的护筒内按一定比例加入海水、膨润土和外加剂，用空压机高压气体进行搅拌；钻孔护筒内泥浆，钻机就位后通过钻头的转动搅拌海水、膨润土、外加剂等混合物制造泥浆，并通过气举反循环调配泥浆使上、下层泥浆均匀。

制备新浆的搅拌方法、搅拌时间和新浆的预置时间对膨润土中粘土颗粒的膨化影响很大。

按照泥浆配比参数，在护筒和泥浆箱内逐渐按量加入海水、膨润土和外加剂，边添加边用空压机压缩空气搅拌；搅拌时间的控制，以目测均匀或提取的样品中粘土颗粒分散均匀为宜；搅拌好的新浆必须预置24小时后，检查各项指标合格方可投入使用。

泥浆指标及数量满足施工要求后开钻。

（三）泥浆循环及净化处理根据施工现场的实际情况，结合施工工艺的要求，每台钻机配备一只约10m3的泥浆贮备箱，钻孔前要贮备一定的泥浆，采用3PNL泥浆泵通过连通管进行泥浆循环，并配备泥浆净化器，用11KW泥浆泵将护筒内泥浆抽到泥浆净化器内净化处理。

至桩底标高前2米及清孔时利用气举反循环的原理将钻机的出浆管直接接到泥浆净化器，通过泥浆净化器进行净化处理，处理过的泥浆经过管路回流至钻孔施工的护筒内，分离出的钻渣排至平台指定地点。

（四）泥浆的回收利用砂土层的钻进，泥浆的消耗量很大，但其自身的造浆能力较差，而海水造浆的成本较大，因此泥浆合理的回收利用可大大降低施工成本。

灌砼时回收泥浆，利用11KW泥浆泵将泥浆抽到泥浆贮备箱或直接给钻进成孔补浆。

（三）施工过程一、钻进成孔由于本工程桩基大部分在水中，部分在岸上，在下边的施工工艺方面将分成水上和陆上两部分分别阐述。

（一）水中桩成孔钻孔顺序：靠栈桥边桩先施工。

在钻机开钻前，将所有钻具长度量准、标识并记录，以便能够准确确定孔底标高。

根据平台上的桩位，钻机通过履带吊吊装就位，找平，经测量检查后，将钻机与平台进行固定、限位，保证钻机在钻进过程中不产生位移。

同时在钻进的过程中对钻孔中心及钻机的垂直度进行检测和调平，所有钻杆必须平直，发现有弯曲现象应及时更换。

成孔过程划分为三个阶段：护筒内钻进阶段、护筒外钻进阶段、第一次清孔阶段。

护筒内钻进阶段：采用正循环的施工工艺，开钻前必须掌握护筒的标高和深度，连通管的位置高于承压水标高2－3米，在开钻时加适量的新浆，护筒内钻进速度每小时4米左右，出护筒底口时钻进速度要缓慢、并在提钻杆时应注意是否挂护筒底口。

土层内钻进阶段：钻头出护筒5m后恢复正常钻进，根据不同土层的特点，在钻孔过程中及时调整护壁泥浆指标和钻进速度，控制护筒内水头的位置。

护筒底以下钻进速度：砂层每小时1.5-2米，在砂层、含砾粉细砂层钻进中，补充优质泥浆，加大泥浆浓度，防止含水层漏水及塌孔。

穿过含砾粉细砂层和砂层时利用反循环清孔除渣，以降低含砂率，优化泥浆性能。

离孔底约2ｍ时采用气举反循环钻进、一清，同时制浆补充泥浆。

在整个钻进过程中主机钢丝绳不得放松钻进。

钻进过程中及时调整泥浆性能指标及除渣，泥浆指标每四小时检测一次，特殊情况随时检测，并及时向孔内补充优质泥浆。

第一次清孔阶段：终孔后，及时进行清孔。

清孔时将钻具提离孔底约30～50cm，缓慢旋转钻具，补充优质泥浆，进行反循环清孔，同时保持孔内水头，防止塌孔。

当经检测孔底沉渣厚度及孔内泥浆指标符合要求后，及时停机拆除钻杆、移走钻机，尽快进行成桩施工。

各土层钻进过程中和清孔的泥浆指标见下表:海水泥浆施工性能指标以上数据作为试桩时泥浆技术性能的指导数据，根据实际情况再作调整。

（二）陆上桩成孔场地平整后用碾压机夯实，在桩位附近回填30cm厚的碎石，其上铺设枕木，枕木上铺设钢轨或型钢平台，调平后安装钻机。

然后在桩位附近处适当位置开挖泥浆沟及泥浆循环池，泥浆沟、泥浆循环池、护筒三者形成泥浆循环系统。

陆上桩基钻进成孔过程的施工工艺及施工各项指标控制同水上桩基,详见上边水上钻进成孔工艺流程。

（三）孔垂直度控制1.成孔时必须用水平尺四方校正钻盘，保持水平、交接班时每班都必须用水平尺进行检查，发现倾斜立即纠正；2.钻杆必须平直，发现有弯曲现象应及时更换；3.悉地质情况，地层变层处要控制进尺；4.减压钻进，始终保证加在孔底的钻压小于钻具总重（扣除泥浆浮力）的80%。

（四）桩径的控制1.钻头直径要严格检查，直径应与桩径相适应。

施工过程中要及时检查和修复，保证钻头的锋利。

2.开动钻机前，首先检查钻机钻盘是否水平，钻机是否垫实，钻架是否移位，天车中心，转盘中心及孔位中心必须在同一铅垂线上。

钻具连接要保证同心度，防止钻头部位的抛甩对孔壁的刮扩。

3.对易缩径层位宜控制钻速，反复钻扫，以解除应力施放效应；易塌孔土层通过调整泥浆性能，防止孔壁失稳；试桩混凝土浇灌时认真记录好每一地层段理论方量和实际方量的比较，对超灌或少灌地层段及时找出原因并采取相应的措施。