南京市六合区滨河新苑工程桩基施工的主要问题分析 毕业论文

'设计题目南京市六合区滨河新苑工程桩基施工的主要问题分析姓名学号系、专业建筑工程系建筑工程管理专业班级建筑工程管理三班指导教师2011年1月5日第15页共15页 南京市六合区滨河新苑工程桩基施工的主要问题分析摘要本文主要分析了建筑工程施工技术中常见的地基与基础工程并加以论述，突出介绍了沉管灌注桩的施工工艺，并对桩基施工的主要问题进行分析，任何建筑物必须有可靠的地基和基础，基础乃是建筑物最重要的部位，故在保证工期和成本的同时，质量尤为重要！随着社会进步及工程建设领域的迅速发展，近年来各种大型建筑物、构筑物日益增多，规模越来越大，对基础工程的要求也越来越高！关键词沉管灌注桩工程质量控制第15页共15页 目录前言……………………………………………………………41工程概况………………………………………………………52沉管灌注桩施工说明…………………………………………53沉管灌注桩的施工流程………………………………………63.1施工准备3.1.1原材料要求3.1.2主要机工具3.1.3作业条件3.1.4作业人员3.2施工工艺3.3操作工艺4质量标准………………………………………………………104.1灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差4.2灌注桩的钢筋笼质量检验标准4.3混凝土灌注桩质量检验标准5环境因素辩识及控制措施……………………………………126主要问题分析…………………………………………………12结论………………………………………………………………15参考文献…………………………………………………………15第15页共15页 前言工程建设监理的中心任务是控制工程建设项目目标，即投资目标、进度目标和质量目标（简称“三控”）。“三控”中质量控制是所有控制的核心。工程质量是在工程进行的过程中提到的一个比较多的问题，相对于整个工程而言，基础的质量控制则是整个工程的核心，本文突出介绍了沉管灌注桩的施工，在投资和进度目标的前提下，如何控制好桩基的质量则是重中之重！建设重在质量，质量的重点应该在于基础，我所在的工程就有基础施工的要求，所以本文对南京市六合区滨河新苑工程沉管灌注桩的特点和施工方法做了一些探讨！并对施工过程中产生的问题进行了分析，借此主要论建筑工程质量控制。从全方位影响项目质量的五大因素即人(Man)、材料(Material)、机械(Machine)、方法(Method)和环境(Environment),简称为4M1E因素突出论述在施工阶段的施工工程的控制管理，达到全控制工程质量的目的。第15页共15页 一、工程概况本工程名称为南京市六合区滨河新苑工程，六合机场城北拆迁安置用房，由南通建筑工程总承包有限公司承建，江苏省华厦工程项目管理有限公司进行施工监理。地下一层，地上六层，属于多层建筑的居民住宅楼，结构为砖混结构，建筑面积约17.6625万平方米，建筑高度为18.79m（1#—48#楼），内含幼儿园、临街商业用房、综合社区服务中心等建筑。基础形式为钢筋混凝土条形基础。接下来我将要就本工程10#—13#楼地下车库层桩基工程，沉管灌注桩的施工工艺进行阐述，并对施工过程中主要问题进行分析，进一步论述工程质量控制。二、沉管灌注桩（桩基）施工说明：本工程停车位256个，为Ⅱ类地下车库1．本工程抗拔桩采用混凝土锤击沉管灌注桩，桩径400mm；A区桩长12000mm，有效桩长11500mm，B区桩长16000mm，有效桩长15500mm，C区桩长18500mm，有效桩长18000mm；桩位平面图中要求的桩顶标高均指有效桩长之桩顶，有效桩桩顶嵌入筏形或桩墩内50，混凝土承台施工前将桩顶500高松散混凝土凿除，桩身全长配筋。桩纵向主筋6Φ316，箍筋为Φ8@200螺旋箍，沿桩长每1.5米配一道Φ212加强筋。桩混凝土强度等级为C30；单桩竖向抗拔承载力特征值为350KN。2．成桩采用全长复打工艺，混凝土坍落度控制在80-100mm。每次复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成。3．拔管速度应保持均匀，一般土层拔管速度宜为1米/分；软硬土层交界处拔管速度宜控制在0.3-0.8米/分。4．沉桩时严格控制桩位及桩顶标高。5．桩顶钢筋锚入承台内长度不小于36d。6．桩基按《桩基技术规范》（JGJ94-2008）要求，先打三组试验桩，试验桩打到设计承载力特征值要求后，方可进行工程桩施工。7．试验桩桩长=各区有效桩长+6.0米，桩顶至自然地面，试桩结束后承台施工时截桩处理，试验桩单桩竖向抗拔承载力特征值为：A区380KN；B区360KN；C区350KN。8．桩基施工完毕必须按国家验收规范验收合格后方可进行承台浇筑。第15页共15页 三、施工准备3.1原材料要求3.1.1水泥：用42.5级普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。3.1.2砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%。3.1.3石子：卵石粒径不大于50mm；碎石粒径不大于40mm；配筋桩石子粒径均不宜大于30mm，并不宜大于钢筋最小净距的1/3。3.1.4水：用自来水或不含有害物质的洁净水。3.1.5钢筋：品种和规格按设计要求采用，有出厂合格证及复检报告。3.2主要机工具3.2.1锤击打桩设备为一般锤击打桩机，如落锤、柴油锤、蒸汽锤等，由桩架、桩锤、桩管等组成，桩管直径为400mm，长20.3m和23.2m(现场2台桩基施工)；振动沉桩设备有DZ60或DZ90型振动锤，ZJB25型步履式桩架、卷扬机、加压装置、桩管、桩尖或钢筋混凝土预制等。3.2.2配套机具设备：有下料斗，1t机动翻斗车，强制式混凝土搅拌机，钢筋加工机械，交流电焊机，氧割装置，50型装载机等。3.3作业条件3第15页共15页 .3.1　根据现场的地质资料及设计施工图纸，编制切实可行的施工组织设计。3.3.2　施工场地范围内的地面、地下障碍物均已排除或处理。场地已完成“三通一平”（水通、电通、路通和场地平整）工作，对影响施工机械运行的松软场地已进行适当处理（如铺设矿渣），并有排水措施。3.3.3施工用水、用电、道路及临时设施均已就绪。3.3.4　现场已设置测量基准线，水准基点，并妥加保护，施工前已按施工图纸放出轴线、定位点，并已复核桩位。3.3.5　在复杂土层施工时，应事先进行成孔试验，数量一般不小于2个。3.3.6　施工前对施工人员进行一次安全培训及技术交底。3.4作业人员3.4.1主要作业人员：钻机操作工、钢筋工、混凝土工、焊工、测量工、技术员、电工3.4.2钻机操作工和电工应持证上岗，其余工种接受安全和技术培训，并进行施工技术交底。第15页共15页 3.2施工工艺3.2.1工艺流程点位施测桩机就位将桩尖压入土中沉管是否到设计深度埋设钢筋笼灌注混凝土拔管是否复打成桩，移机下位钢筋检验钢筋笼制作钢筋笼检查检验石砂、水泥质量混凝土制作混凝土运输否是第15页共15页 3.3操作工艺3.3.1打沉桩机就位时，应垂直、平稳架设在打（沉）桩部位桩锤（振动箱）应对工程桩位同时，在桩架或套管上标出控制深度标记以便在施工中进行套管深度观测。3.3.2用预制混凝土桩尖时，应先在桩基中心预埋好桩尖，在套管下端与桩尖接触处垫好缓冲材料。桩机就位后，吊起套管，对准桩尖，使套管、桩尖、桩锤在一条垂直线上，利用锤重及套管自重将桩尖压入土中。3.3.3成桩施工顺序一般从中间开始，向两侧边或四周进行，对于群桩基础或桩的中心距小于或等于3.5d（d为桩径）时，应间隔施打，中间空出的桩，须待邻桩混凝土达到设计强度的50%后，方可施打。3.3.4开始沉管时应轻击慢振。锤击沉管时，可用收紧钢绳加压或加配重的方法提高沉管速率。3.3.5应按设计要求和试桩情况，严格控制沉管最后贯入度。锤击沉管应测量最后二阵十击贯入度；振动沉管应测量最后两个2min贯入度。3.3.6在沉管过程中，如出现套管快速下沉或套管沉不下去的情况，应及时分析原因，进行处理。如快速下沉是因桩尖穿过硬土层进入软土层引起的，则应继续沉管作业。如沉不下去是因桩尖顶住孤石或遇到硬土层引起的，则应放慢沉管速度（轻锤低击或慢振），待越过障碍后再正常沉管。如仍沉不下去或沉管过深，最后贯入度不能满足设计要求，则应核对地质资料，会同建设单位研究处理。3.3.7吊放，对通长的钢筋笼在成孔完成后埋设，短钢筋笼可在混凝土灌至设计标高时再埋设，埋设钢筋笼时要对准管孔。垂直缓慢下降。在混凝土桩顶采取构造连接插筋时，必须沿周围对称均匀垂直插入。3.3.8每次向套管内灌注混凝土时，如用长套管成孔短桩，则一次灌足，如成孔长桩，则第一次应尽量灌满。混凝土坍落度宜为6-8cm，配筋混凝土坍落度宜为8-10cm。3.2.9桩顶混凝土一般宜高出设计标高200mm左右，待以后施工承台时再凿除。如设计有规定，应按设计要求施工。3.3.10每次拔管高度应以能容纳吊斗一次所灌注混凝土为限，并边拔边灌。在任何情况下，套管内应保持不少于2m高度的混凝土，并按沉管方法不同分别采取不同的方法拔管。在拔管过程中，应有专人用测锤或浮标检查管内混凝土下降情况，一次不应拔得过高。3.3.11锤击沉管拔管方法是：套管内灌入混凝土后，拔管速度均匀，对一般土层不宜大于1m/min；对软弱土层及软硬土层交界处不宜大于0.8m/min。采用倒打拔管的打击次数，单动汽锤不得少于70次/min；自由落锤轻击（小落距锤击）不得少于50次/min第15页共15页 。在管底未拔到桩顶设计标高之前，倒打或轻击不得中断。3.3.12振动沉管拔管方法可根据地基土具体情况，分别选用单打法或反插法进行。单打法：适用于含水量较小土层。系在套管内灌入混凝土后，再振再拔，如此反复，直至套管全部拔出，在一般土层中拔管速度宜为1.2-1.5m/min，在软弱土层中不宜大于0.8-1.0m/min。反插法：适用于饱和土层。当套管内灌入混凝土后，先振动再开始拔管，每次拔管高度为0.5-1，反插深度0.3-0.5m，同时不宜大于活瓣桩尖长度的2/3。拔管过程应分段添加混凝土，保持管内混凝土面始终不低于地表面，或高于地下水位1-1.5m以上。拔管速度控制在0.5m/min以内。在桩尖接近持力层处约1.5m范围内，宜多次反插，以扩大桩底端部面积。当穿对淤泥夹层时，适当放慢拔管速度，减少拔管和反插深度。反插法易使泥浆混入桩内造成夹泥桩，施工中应慎重采用。3.3.13套管成孔灌注桩施工时，就随时观测桩顶和地面有无水平位移及隆起，必要时应采取措施进行处理。3.3.14桩身混凝土浇注后有必要复打时，必须在原桩混凝土未初凝前在原桩位上重新安装桩尖，第二次沉管。沉管后每次灌注混凝土应达到自然地面高，不得小灌。拔管过程中应及时清除桩管外壁和地面上的污泥。前后两次沉管的轴线必须重合。四、质量标准4.1混凝土灌注桩质量检验标准　项序检查项目允许偏差或允许值检查方法主控项目1桩位第4.1条基坑开挖前量护筒，开挖后量桩中心2孔深(mm)+300只深不浅，用重锤测，或测钻杆、套管长度，嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度3桩体质量检验设计要求按基桩检测技术规范4混凝土强度设计要求试件报告或钻芯取样送检5承载力设计要求按基桩检测技术规范一般项目1垂直度第4.1条测套管或钻杆，或用超声波探测，干施工时吊垂球第15页共15页 2桩径第4.1条井径仪或超声波检测，干施工时用钢尺量，人工挖孔桩不包括内衬厚度3泥浆比重（粘土或砂性土中）1.15～1.20用比重计测，清孔后在距孔底50cm处取样4泥浆面标高（高于地下水位）（m）0.5～1.0目测5沉渣厚度：端承桩（mm）磨擦桩（mm）≤50≤150用沉渣仪或重锤测量6混凝土坍落度：水下灌注（mm）干施工（mm）160～22070～100坍落度仪7钢筋笼安装深度（mm）±100用钢尺量8混凝土充盈系数>1检查每根桩的实际灌注量9桩顶标高（mm）+30，-50水准仪，需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体垂直桩基中心线1～2根桩d≤500mm时,70,d>500mm时,100拉线和尺量检查单排桩群桩基础的边桩沿桩基中心线条形基础的桩d≤500mm时,150d>500mm时,150拉线和尺量检查注：d为桩的直径，H为桩长群桩基础的中间桩五、环境因素辩识及控制措施序号作业活动环境因素控制措施第15页共15页 1混凝土的搅拌污水排放设沉淀池,清污分流2砂石料进场、垃圾出场扬尘砂石运输表面覆盖建筑垃圾运输表面覆盖道路要经常维护和洒水，防止造成粉尘污染3现场清理建筑垃圾施工现场应设合格的卫生环保设施，施工垃圾集中分类堆放，严禁垃圾随意堆放和抛撒4机械使用废油施工现场使用和维修机械时，应有防滴漏措施，严禁将机油等滴漏于地表，造成土地污染六、主要问题分析6.1首先从原材料来分析，原材料必须为甲方（业主）指定品牌，就本工程而言，水泥必须是海螺牌，钢筋必须是宝钢，鞍钢和马钢的，由于整个工程项目较大，对于钢筋的需求量显而易见，因此施工单位经常是进场其他厂家的钢筋，挂着指定品牌钢筋的合格证，这完全是自欺欺人。因此这种情况必须要求不得采用这些钢筋，要求其退场。水泥的质量对于混凝土强度起到决定性的作用，本工程现场采用C30混凝土，C30混凝土的理论配合比值（水：水泥：砂：石子=0.44:1:1.42:3.01）由于混凝土为自拌混凝土，应该换算成现场实际的用量，我所在的工程项目中，实际用量为水泥42.5级3包，2车石子，1车砂！沉管灌注桩的质量合格，需严格控制好现场自拌混凝土的水泥、石子、砂等的用量！监理现场见证砼试块制作，现场留置试块用于坍落度试验，试块需及时报验、送检。6.2桩身断裂原因分析：1.沉管灌注桩的施工过程，现场有2台桩机施工，沉管与拔管的时候，桩基本身对于电力的需求相当大，瞬间需要的电压，本身从外引进的电缆电压达不到要求，以至于桩身在拔管过程中断裂，所以采取了引进一台柴油发电机，现场发电，才能供给2台机器同时施工；2.根据勘探院的勘察，断桩处现场土质为粘土，当拔管时，泥土层对管身的“握裹力”比较大，导致拔管难度加大；3.由于管身较长，所以分为几段，当需要使用的时候，则整个管身是又几段焊接而成，焊接为手工焊，焊接不牢固也是导致桩身断裂的原因之一。对于桩身断裂处理：1.内加固法（对断桩位置深度大于5m的一根，采用螺旋钻清除管桩内孔杂物，并清理深度超过断裂处1m以下，经过内孔壁清洗干净后，将配纵筋6Φ16，螺旋箍Φ第15页共15页 8@100的钢筋笼放置在管桩孔内，内灌加掺膨胀剂用的C30细石混凝土。）2.外加固法（对断桩位置深度小于5m的一根，用人工挖空，钢筋混凝土圆模作护壁，找到断桩处，挖至断桩以下1m，将配纵筋12Φ16，螺旋筋Φ8@100的钢筋笼放置在管桩外侧，并用掺膨胀剂的C30细石混凝土灌注，将管桩外包。）6.3现场检测钢筋笼的制作和焊接，钢筋笼的长度应达到设计要求，当钢筋笼长度不够，需要采用焊接方式进行连接，焊接面需要在不同的平面上。所用的电焊条和钢筋需符合指定品牌，钢筋不符需要求钢筋退场，及时整改。6.4第15页共15页 为了赶工期，沉管灌注桩采用的是两班倒的模式进行施工，为了协调好质量和工期之间的关系，在保证工期的同时，质量也尤为重要。本次地库工程沉管灌注桩所采用的是复式法，上图则为预制混凝土桩头强度没有达到要求，当沉管下沉震动时，导致桩头碎裂。主要原因有以下几点：1、由于西地库桩数多且分布密集，打桩时所产生的挤土效应导致土质非常的密实，这样对于沉管灌注桩的施工无疑是难度加大；2、桩头没有达到使用期，该桩头为预制桩头，在生产过程中，混凝土没有达到所要求的强度，水泥的等级也是影响桩头混凝土的重要因素，32.5级和42.5级的水泥所拌和出的混凝土强度在其他因素一样的情况下，强度是完全不一样的；3、桩头的位置没有摆放正确也可能是导致桩头碎裂的一个原因，正如所说的，预制桩头在成品时也会有形状不规整的，也就是本身就不合格的产品，当管头套住桩头的时候（设计时桩头为400mm、与套管口径是一样的），不合格的桩头受力不均，桩头碎裂。，所以不合格的桩头要求退场，现场的桩头外留的全筋应妥善保护，不得任意弯折或压断，沉管时管身需要保持垂直，保证桩位不偏位。6.5混凝土受冻：冬季施工，当气温连续低于-5℃，桩灌注混凝土需要采取保温措施，拌和水要加热，或者混凝土在搅拌过程中加入防冻剂，每100斤（50KG）的水泥掺和4斤（2KG）的防冻剂。桩顶要保盖保温，防止受冻。雨期施工，当砂、石含水量增大时，应按现场实测数据随时调整混凝土配合比中的加水量。同时要注意测定地下水位的变化，决定是否进行封底防水。特别要注意与回填层接触的软弱土层，在地表水的浸泡下，会变成软塑状态，在此段应进行反插，防止发生缩颈。6.6沉管灌注桩灌注混凝土时，如出现缩颈，扩散压力不够；或由于混凝土坍落度过小，和易性不好，混凝土不能很快扩散；或局部受到桩周土回缩挤压作用。预防措施主要是要严格注意控制拔管速度；在软土层孔段采取反插；在拔管时一定要使管内混凝土面始终高于自然地面0.2m以上；反插时要添加混凝土，混凝土坍落度要严格控制在8-10cm。6.7施工中如桩体出现蜂窝、狗洞，桩头松散等质量通病，其主要原因是混凝土未按配合比计量、均匀搅拌，或石子级配不好，或坍落度过大，或振拔沉管时未按停拔振动要求操作。施工中如出现悬桩，主要是地下水渗入桩管，使桩底出现一松软层。一般预防措施是：在有水位地层施工，尽量不使用活瓣桩尖；增加桩管内封底混凝土量；检查桩管端部有无裂缝或缺口，如有裂缝或缺口，必须处理好后再沉管。通过查阅资料和现场实践，让我深刻体会到工程质量的重要性，工程质量控制是一个很大的课题,它并不是简单的因果关系,它是通过全过程和全方位的管理这个循环过程来实现的,这种循环也不是简单的循环,而且每一次循环都不同,后一个循环比前一个循环更精彩、更优秀、更典型。对于工程质量控制,自身应提高素质,加强各参建方配合,并树立质量意识,必能保证工程建设质量。结论第15页共15页 根据当前建筑桩基技术规范（JGJ94-2008），沉管灌注桩施工中存在的问题进行了分析，根据不同的原因引发的问题制定了不同的措施，勘探院测定的土质报告，故南京市六合区滨河新苑工程一期车库采用沉管灌注桩的施工工艺，并采用“逐排渐进，快打慢拔”的原则，以达到保证桩基的质量的目的。“三大控制”的合理运用，相结合，相辅相成，才能真正做好工程。基础工程的质量要求合格，才能保证基础以上的主体工程，让每位住户安享建筑带来的舒适、经济、安全！参考文献建筑工程施工技术/钟汉书，李念国主编，--北京大学出版社2009.3建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）建筑材料/王春阳主编—2版.—北京：高等教育出版社，2006.5建设工程监理概论/周和荣编.—北京：高等教育出版社，2007.7第15页共15页'