土木工程概論課程論文

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它既指所應用的材料、裝置和所進行的勘測、設計、施工、保養、維修等技術活動,也指工程建設的物件。即建造在地上或地下、陸上或水中 ,直接或間接為人類生活、生產、軍事、科研服務的各種工程設施,例如房屋、道路、鐵路、管道、隧道、橋樑、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平臺、給水排水以及防護工程等。下面是土木工程概論課程論文,請參考!

土木工程概論課程論文

土木工程概論課程論文

前言

鑽孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。灌注樁由最早的100多年前的1893年,因為工業的發展以及人口的增長,高層建築不斷增加,但是因為好多城市的地基條件比較差,不能直接承受由高層建築所傳來的壓力,地表以下存在著厚度很大的軟土或中等強度的黏土層,建造高層建築如仍沿用當時通用的摩擦樁,必然產生很大的沉降,鑽孔灌注樁由此而生。

論文正文首先根據工程的地質、水文、周圍環境等情況接下來針

對工程的難點和特點論述該工程鑽孔灌注樁具體施工過程,包括放樁、護筒埋設、泥漿製備與迴圈、鑽孔、清孔、鋼筋籠的安放、灌注混凝土等各主要施工工法和質量的控制要點;接著對本工程中的土層中影響鑽孔灌注樁承載力分析。再結合本工程施工中出現的鑽孔偏斜、卡管、導管進水、鋼筋籠上浮等事故的原因進行分析,並敘述採取的防治措施。鑽孔灌注樁屬於地下或水下隱蔽工程,如果施工中操作不當,就可能會出現卡管、坍孔、鑽孔偏斜、斷樁等質量缺陷,影響樁身的完整性和單樁承載能力,從而對整個工程安全造成威脅。由此在事故發生前的施工中採取一定的防治措施來減小事故發生顯得極其重要。因此,有必要針對具體工程、地質等條件,探討鑽孔灌注樁的施工過程及質量控制方法,以確保工程治理質量。

一、工程概況

論文根據工程蒼南縣人民法院審判法庭綜合大樓遷建大樓工程編寫。

工程地點:蒼南縣縣城新區瀆浦路以西、玉蒼路以北地塊;

工程規模:總建築面積21131㎡,其中地上面積17111㎡,地下室4020㎡。地下一層,地上12層,框架結構;總建築高47.4M。

工程地質情況:根椐勘察地質報告,其施工涉及到的土層自上而下依

1素填土:灰、灰黃色,鬆散狀,主要由塊石、碎石、砂等次為:○

2黏土:灰黃色,軟組成,為人工新遷回填而成,全場均有分佈。○

塑~可塑狀,中高壓縮性,含氧化斑點和炭化物,幹強度高,搖震反

31含細砂淤泥:青灰色、流塑狀,高壓縮性,含應無,切面光滑。○

貝殼碎屑和10~30%粉細砂,區域性含有薄層狀細砂,該層全場均有分

32淤泥:青灰色,流塑狀,高壓縮性,幹強度中等,搖振反應布;○

無,切面光滑,含少量粉細砂,貝殼碎屑和半炭化物。

場地水文地質條件:場地內地下水主要為賦存於淺部粘性土中的孔隙水與下部圓礫層的孔隙承壓水。孔隙潛水賦存介質主要為黏土含砂淤泥,水徑流條件較差,水量小,主要接受大氣降水的補給,排洩以蒸發為主,地下水位埋深0.60~1.20m,地下水位變幅較小,一般小於2.0m,孔隙承壓水賦存介質為埋深大於73m的圓礫層,水位10.0~15.0m,變幅較小。

 二、鑽孔灌注樁施工工藝及技術措施(根據蒼南人民法院具體分析總結)

2.1

施工流程

圖6-2鑽孔灌注樁施工流程圖

選用XUD

迴旋鑽機:包括鑽頭、鑽管、導管、護筒等。

圖6-3

鈦合金鑽頭

圖6-4XUD迴旋鑽機

2.3施工方法

2.3.1測量定位

根據甲方提供的紅線區和水準點資料,由專職測量員用J2經緯儀依照設計圖紙建立軸線控制網,並埋設永久性標誌,控制點儘量佈設在非施工區域,再依據設計圖紙放置樁位。用水準儀測算其標高。

2.3.2埋設孔口護筒

孔口地層鬆散、鬆軟,成孔孔口坍塌時,孔口埋設鋼護筒護孔壁。護筒施工:

a.護筒應堅實、不漏水。護筒入土較深時,宜以壓重、振動、錘擊或輔以筒內除土等方法沉入。護筒接頭處要求內部無突出物,能耐拉、壓。

b.護筒內徑應比樁徑稍大。護筒頂端至少應高出地面。

c.護筒埋設後,四周需用粘土回填、壓實,防止鑽孔時漿液漏失。

2.3.3成孔施工

a.成孔質量標準

2專案標準樁徑允許偏差d.垂直度允許偏差(%)

樁位允許偏差+0.10D≤1/100設計要求

b.成孔操作要求

(a)鑽機就位後將機架底盤調平,機杆與面架底盤垂直。

(b)開鑽時檢查鑽機葉片直徑,深度達到是首先自檢,待自檢合格後報監理機構驗收。

2.3.4成孔驗收

鑽孔達到設計孔深後,用測深錘測量校正孔深。自檢質量合格無

誤後,請現場監理驗孔,經監理驗收合格後,轉入下道工序施工。

2.3.5鋼筋籠製作

a.進場鋼筋

(a)凡按設計施工圖所配各種受力鋼筋均應有鋼材出廠合格證、質量保證書,且機械效能和化學成分指標符合設計要求和有關規範規定,每進一批都必須做物理力學效能試驗,焊條的牌號要與鋼筋的效能相適應。

(b)質保書影印件清晰,且應填寫單位工程名稱,使用部位、調拔數量及時間,經手人簽字,原件存放處,中轉單位蓋經印。

(c)進場鋼筋應由質量員進行驗收,確認鋼筋無鏽蝕、油漬等,才可入庫。

b鋼筋籠製作標準見下表。表2-1鋼筋籠製作標準表

專案

允許偏差

mm主筋間距箍筋間距鋼筋籠直徑±10鋼筋籠長度±100保護層±10±20±20c.鋼筋籠製作要求

(a)鋼筋籠製作前應清除鋼筋表面汙垢、鏽蝕,鋼筋下料時應準確控制下料長度。

(b)鋼筋籠採用環形模製作,製作場地保持平整。

(c)鋼筋籠焊接選用E4303焊條,焊縫寬度不應小於0.7d,厚度不

小於0.3d。

(d)鋼筋籠焊接過程中,應即時清渣,鋼筋籠兩端的加強箍與主筋應全部點焊,必須焊接牢固,其餘部分按設計要求進行焊接。

(e)鋼筋籠主筋連線根據設計要求,採用單面焊接,焊縫長度≥10D,且同一截面接頭數≤50%錯開。

(f)在每隻鋼筋籠上、下各設定一道鋼筋定位控制件,每道沿圓周佈置3只。保護層厚度為50mm。

(g)成型的鋼筋籠應平臥堆放在平整乾淨的地面上,堆放層數不

應超過2

層。

圖6-59米的鋼筋籠

2.3.6鋼筋籠安放

a.鋼筋籠安放標高,可由護口管頂端處的標高來計算,安放時必須保證樁頂的設計標高,允許誤差為±100mm。

b.鋼筋籠下放時,應對準孔位中心,一般採用正、反旋轉慢慢地逐步下沉,防止碰撞,放至設計標高後應立即固定。

c.當提升導管時,必須防止鋼筋籠被拔起。澆注混凝土時,必須採取措施,以便觀察和測量鋼筋籠可能產生的移動並及時加以處理。

2.3.7澆注水下混凝土

a.原材料試驗:

a).水泥

1所採用的水泥必須合格,有正規的出廠合格證,當地水泥備案○

證。

2所有進場水泥都應以一個批號為單位去做物理效能實驗,○不同廠家不同標號每批應做全套物理試驗。

3水泥質保書影印應清晰,且應填寫使用單位工程名稱,結構部○

位,註明使用的水泥編號及經手人簽字。

4袋裝水泥現場取樣,屬迴旋窖,安定性必做,強度可5個批次○

做1個,屬質量比較穩定水泥,安定性必須做,強度可兩批做一個。袋裝水泥試驗以同一個水泥廠標號、同一品種、同一生產時間、同一進場日期的水泥200t為一個驗收批,不足200t變為一批。

5散裝水泥,供應商根據海運、陸運水泥進倉批號,質保書到倉○

庫取樣,對每一個批號的水泥都必須做安定性、強度試驗,現場取樣,同品種、同標號的迴轉窖水泥每100t(5罐)為一批。

b)砂

1根據砂的細度模數:○粗砂(MX為3.7-3.1),中砂為(MX為3.0-2.3),細砂MX為2.2-1.6)。配合比要根據實際使用的砂做。

2砂的含泥量應保證在規範要求之內。○

c)石子

1石子的級配比較合理,對粒徑大級配差的石子禁止進場。○

2石子的含泥量規範要求不大於1%,對於含泥量圈套的石子要○

及時沖洗後使用。

d)水

1水中不應含有影響水泥正常凝結與硬化的有害物質。○

2汙水、○ph值小於4的酸性水和含大量硫酸根的水均不能作攪拌砼用水。

b.一般要求

a)施工採用試驗室提供的混凝土配合比施工。

b)水下混凝土用的水泥、集料、水、外摻劑以及混凝土的配合比設計、拌和、運輸等必須符合規範的規定。

c)混凝土運至澆注地點時,應檢查其均勻性和坍落度。如不符合要求,易造成澆灌不暢或堵管,故不得使用。

d)水下混凝土澆注應連續進行,單樁澆灌時間不宜超過4小時。e)導管應採用直徑不小於200mm的管節組成,接頭應具備裝卸方便,連線牢固,並帶有密封圈,保證不漏水不透水,目的`為避免水進入導管,導致砼離析堵管。導管的支承應保證在需要減慢或停止混凝土流動時使導管能迅速升降。

f)導管在任何時候必須保證在無氣泡和水泡的情況下充滿混凝土直到漏斗底部。出料口必須埋在已澆注的混凝土中2m以上,並應不大於8m。

g)澆注混凝土的數量應作記錄,應隨時測量並記錄導管埋置深度

和混凝土的表面高度。

h)澆注過程中,應將孔內溢位的泥漿引流至泥漿池處理,防止周圍的環境。

i)如果導管中的混凝土混入空氣和水,必須立即報告監理工程師,並向監理工程師提出補救措施請求批准。

c.澆注方法

a)混凝土灌注前、清孔完畢後,應迅速安放混凝土漏斗與隔水板,並將導管提離孔底0.5m。混凝土初灌量必須保證能埋住導管0.8~

1.3m,初灌量選用0.6m3。

b)每次灌注,必須按規定測坍落度二次,應做好試塊一組(三塊),試塊應標明樁號、日期、並放入水中養護。

c)灌注過程中,導管埋入深度宜保持在3m~8m之間,最小埋入深度不得小於2m(埋深過多易造成埋管事故,過少易使導管埋深無法保證)。澆灌混凝土時隨澆隨提,嚴禁將導管提出混凝土面或埋入過深,一次提拔不得超過6m,測量混凝土面上升高度由機長或班長負責。

d)如運到現場的混凝土發現離析和屬性不符合要求時,應再進行拌制,以防堵塞導管。

e)樁身實際澆注混凝土的數量不得小於樁身的計算體積的1.05倍,不應超過計算值的1.2倍。

f)混凝土澆灌完畢後,應及時割斷吊筋,等地面以上混凝土初凝再拔出護筒,清除孔口泥漿和混凝土殘漿。

g)導管使用後應及時清除管壁內外粘附的混凝土殘漿,以防再次使用時阻塞導管。

d.鑽孔樁水下混凝土的質量應符合下列要求:

a)強度應滿足設計要求。

b)無斷層或夾層。

c)樁頭鑿除預留部分後,無殘餘鬆散層和薄弱混凝土層。

 三、對特定土層中影響鑽孔灌注樁承載力的因素分析

樁側、樁端土層性質、樁身混凝土質量等都會影響鑽孔灌注樁的承載力。由於樁底軟土、沉淤厚度、成孔時間及技術等會對樁的承載力產生一定影響。軟土的特殊性質,經常會出現一些質量問題。坍孔、鑽孔偏斜、擴孔縮孔等都是鑽孔過程中較易出現的質量問題。在實際施工時,必須根據場地的具體情況,選擇合適的施工機具、清孔方法及成孔時間,增大孔壁粗糙度,減少沉淤及泥皮厚度,以增大樁側阻力;為提高側阻力發揮,樁端應儘量置於相對較硬的土層上;同時,也要儘量延長成樁時間,避免不必要的超載預壓,以提高樁的承載力;

在條件允許的情況下,應儘可能採用後壓漿技術,減少沉降。

3.1孔徑不足形成的原因及對鑽孔灌注樁承載能力的影響。孔徑不足在工程實踐中應嚴格控制,否則,容易釀成嚴重質量事故。

首先,在粘土地質中鑽孔,縮頸現象時有發生,特別是在軟塑、流塑狀態土中鑽孔,如施工不當,更容易引起縮孔或縮頸。

其次,在有些情況下,由於施工人員對規範理解不透,認為鑽孔灌注樁樁徑允許負公差,因而為了降低施工成本,加快鑽進速度,而將鑽頭直徑減小致不足設計樁徑。

由於上速原因,造成鑽孔灌注樁孔徑不足的質量問題,將會導致:

3.1.1因孔徑不足,使得樁的橫截面和及樁土接觸周邊面積減小,致使鑽孔灌注樁承載能力降低。

3.1.2當縮孔嚴重時,樁身截面嚴重不足,樁本身承載能力大大降低,而這種情況,往往多發生在樁的上部軟土層內,樁在這部分受力一般較大,也較複雜,會因樁身強度不夠而被破壞。

3.1.3當孔徑不足時,鋼筋籠安放比較困難,有時採取加壓或上下抽動鋼筋籠使鋼筋籠就位,會使鋼筋籠變形。這既影響了鋼筋籠正常發揮作用,同時鋼筋籠變形後,有些部位保護層不夠,使得鋼筋容易鏽蝕而縮短使用壽命。

3.2泥漿對鑽孔灌注樁質量的影響。

泥漿質量的好壞,也是影響鑽孔灌注樁質量的主要原因,泥漿不僅起護壁作用,而且對鑽孔灌注樁承載能力有較大影響。

3.2.1採用合格的泥漿護壁,其護壁泥皮厚度較薄,一般在2mm左右。當泥漿質量差,含砂率高,稠度大,施工時間長時,容易在孔壁上形成較厚的泥皮,其厚度有時會超過4mm。這將大大降低樁側摩阻力。具有關測試報告,嚴重不合格的泥皮,可使樁側摩阻力降低50%以上。

3.2.2泥漿質量差,含砂率太高時,孔壁泥皮形成隔水膜作用,這即容易引起坍孔,同時也會因孔壁浸泡鬆軟而降低樁側摩阻力。

造成泥漿不合格的原因,主要是有些施工人員認為,泥漿主要是為了護壁,不影響鑽孔灌注樁的質量。只要不坍孔,便可忽視泥漿質量的控制。

3.3樁底沉渣厚度對鑽孔灌注樁承載能力的影響。

樁底沉渣太厚,會導致樁底支承能力嚴重降低甚至喪失。特別是

對於鑽孔灌注柱樁(端承樁)來說,樁底沉渣太厚,將會造成嚴重質量問題。因而樁底沉渣厚度應嚴格控制在規範規定標準之內。

造成樁底沉渣太厚的原因,主要是因為:

1)首次清孔不徹底;

2)砼灌注前未進行二次清孔;

3)二次清孔與砼灌注時間間隔太長。

3.4樁身垂直度與鑽孔灌注樁承載能力的關係。

鑽孔灌注樁垂直度容許偏差為1%。在工程實踐中,若不採取有效措施對鑽孔灌注樁垂直度予以控制,其質量是很難得到保證的。在某工點,採取超聲波孔壁檢測以對樁孔進行檢測發現,有些樁孔垂直度達到2.8%,嚴重超過規範規定標準,另有些樁孔呈S型彎曲。如此將改變樁的實踐受力狀態,特別是對單樁或單排樁受力結構,其實際承載力大大降低。

除此之外,砼質量,砼灌注質量,鋼筋籠製作、安裝等也是影響鑽孔灌注樁質量的主要因素。表Ⅰ列出了影響鑽孔灌注樁質量的各種主要因素的形成原因和後果,並制定了相應的控制措施。

 四、對鑽孔灌注樁施工工藝及質量事故的研究

鑽孔灌注樁由於施工過程環節多,易出現各種質量問題,如護筒出水、孔徑傾斜、鋼筋籠上浮、卡管等等。針對蒼南縣人民法院綜合大樓遷建工程中鑽孔灌注樁出現的一些問題,根據自己的實習所看所聞所悟到以及師傅的教導就鑽孔灌注樁施工過程中易出現的質量問題進行原因分析,並提出防治措施。

4.1成孔過程中出現的質量問題及防治措施

4.1.1護筒冒水

原因:127#工程樁由於埋設護筒時周圍填土不夠密實。

防治措施:在埋筒時坑地與四周應選用最佳含水量的粘土分層夯實;在護筒的適當高度開孔,使護簡內保持1.0-1.5m的水頭高度;鑽頭起落時防止碰撞護筒;發現護筒冒水時應立即停止鑽孔,用粘土在孔壁周圍填實加固,若護筒嚴重下沉或移位時則應重新安裝護筒。

4.1.2鑽孔偏斜

原因分析:經專業儀器測量,發現56#工程樁出現鑽孔偏斜現象,經分析可能存在下列原因:

一是場地平整度和密實度差而導致的鑽機安裝不平整或鑽進過程中發生不均勻沉降以致鑽孔偏斜;二是鑽桿彎曲、鑽桿接頭間隙大而造成鑽孔偏斜;三是鑽頭翼板磨損不一、鑽頭受力不均造成鑽頭偏離方向;四是鑽進遇軟硬土層交介面或傾斜巖面時鑽壓過高使鑽頭受力不均而造成鑽頭偏離。

防治措施:先將場地平整並夯實,軌道枕木均勻著地;安裝鑽機時要求轉盤中心與鑽架上起吊滑輪在同一軸線,鑽桿偏差控制在20cm以內;在不均勻地層中鑽孔時應採用自重大。

鑽桿剛度大的鑽機低速鑽進;若斜孔較嚴重的可向樁孔內回填塊石和粘土,然後低錘密衝,反覆矯正。

4.2下砼灌注過程中出現的質量問題及防治措

4.2.1卡管

原因分析:該工程4號樁機經常出現堵管的現象。有人的因素,也有機器的因素。原因是由於灌注導管破漏、灌注導管底距孔底深度太小、完成二次清孔後灌注砼的準備時間太長、隔水栓不規範、砼和易性差、灌注過程中灌注導管埋深過大等。

防治措施:灌注導管在安裝前應檢查灌注導管是否存在小孔洞和裂縫、灌注導管的接頭是否密封、灌注導管的厚度是否合格;導管使用前應試拼裝、試壓,試水壓力為0.6-1.0MPa,以避免導管進水;使用的隔水栓直徑應與導管內徑相配,其長度應≤200mm,同時具有良好的隔水效能,保證順利排出;

4.2.2筋籠上浮

原因分析:工地經常發生鋼筋籠上浮的案例,鋼筋籠放置後,灌注砼時被砼流動推動力克服了鋼筋籠自重而上浮,特別是初灌砼自導管流出後衝擊力較大,鋼筋籠被砼拖頂上升。

防治措施:鋼筋籠安裝位置定位應準確,用吊筋固定,並用樁機(或重物)連線牢固;另外加快砼灌注速度,縮短灌注時間,防止砼頂層進入鋼筋籠時初凝,流動性變小而頂起鋼筋籠;當發生鋼筋籠上

浮時,應立即停止灌注砼,並準確計算導管埋深和已澆砼面的標高,導管埋深控制在1.5~2.0m,提升導管後再進行澆注,上浮現象即可消失。

 結論

鑽孔灌注樁是一項隱蔽工程,具有施工難度大,工期長、造價高,也關係到建築物的使用壽命,所以在施工前必須充分做好各項準備工作,在施工中不斷總結經驗和完善管理方法,嚴格按照設計與規範的要求對施工過程進行全程質量控制,及時解決施工中出現的各種問題。只有這樣,才能提高工程質量,提交優良工程。

參考文獻

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歷時半載,伴隨著這篇畢業論文的最終成稿,複雜的心情煙消雲散,如果說著算是有那麼點小成就,那麼也是大家造就的。本論文是經過單豪良老師的親切關懷和悉心指導下完成的,他嚴肅的科學態度,嚴謹的治學精神,精益求精的工作作風,深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到專案的最終完成,單老師都始終給予我細心的指導和不懈的支援。單老師不僅在學業上給我以精心指導,同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷,在此謹向周老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。感謝蒼南縣人民法院審判法庭綜合大樓遷建工程專案部給予我理論實踐的機會;同時要感謝分院領導和老師給我們提供了良好的環境和熱心指導。感謝在百忙中評閱論文和參加答辯的各位領導和老師,錯誤、漏洞一定不少,望各位老師不吝賜教。

最後感謝母校給與本人深造的機會最後,我要感謝四年的大學生活,感謝浙江工業職業技術學院大學班的所有老師同學以及我的家人和那些永遠也不能忘記的朋友,他們的支援與情感是我永遠的財富。