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国家电网公司系统县城电网建设与改造技术导则

        为了指导县城电网的建设与改造,特制订本技术导则。  县城电网是农村电力网的重要组成部分,它既有农村电力网的基本特点,又有城市电力网的某些特点。在本导则的制定过程中,充分考虑了我国县城电网的上述特征,汲取了我国农村电网几十年的建设经验,同时参考我国城网和国外配电网建设经验,对县城电网建设与改造的原则、目标、技术要求和指标等作了明确规定。


  由于全国各地县城电网的发展水平和基础条件不同,各地经济发展对县城电网的要求不同,各网、省公司在执行本导则时,应从实际情况出发,结合地区特点,制定具体实施方案。


   本技术导则解释权属国家电网公司。


  目录


   前言


  1 范围


  2 规范性引用文件


  3 术语和定义


  4 总则


  5 目标


  6 高压配电网


  7 中压配电网


  8 低压配电网


  9 调度自动化、配网自动化及通信


  10 无功补偿




  1.范围 


  本导则规定了国家电网公司管理的县城电网建设与改造应遵循的主要技术原则和技术要求,适用于县城电网的建设和改造。


  2.规范性引用文件 


  下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。


  GB156—1993标准电压


  GB/T1179—1999圆线同心绞架空导线


  DL/T599—1996城市中低压配电网改造技术导则


  DL/T5188农村电力网规划设计导则


  DL/T5131农村电网建设与改造技术导则


  原国家电力公司农电工作部农电[2002]32号文件国家电力公司农网自动化及通信系统建设技术指导意见(试行)


  3.术语和定义 


  下列术语和定义适用于本导则:


  3.1县城电网指为县(含旗、县级市与区,以下简称县)政府所在城镇地域用户供电的110千伏及以下配电网。


  3.2高压配电网指标称电压110千伏、66千伏、35千伏级配电网。


  3.3中压配电网指标称电压10千伏(20千伏)级配电网。


  3.4低压配电网指标称电压380/220伏级配电网。


  4.总则 


  4.1县城电网的建设与改造应满足县城国民经济、社会发展和人民生活的用电的需求,并与县城建设相协调。


  4.2县城电网的建设与改造应统一规划,并与上级电网规划相衔接。县城电网规划宜满足DL/T5118农村电力网规划设计导则和DL/5131农村电网建设与改造技术导则中较高的要求。县城电网中低压配电网规划宜参考DL/T599—1996城市中低压配电网改造技术导则的相关规定。


  4.3县城电网的建设与改造应遵循统一规划、分步实施、因地制宜、适当超前的原则。


  4.4县城电网的建设与改造坚持安全可靠、经济实用、技术先进、减少维护的原则。积极采用适合国情的先进成熟的技术和设备,禁止使用国家明令淘汰及不合格的产品。


  4.5县城电网自动化及通信系统的建设应与县城电网的发展相适应,统筹规划,分步实施。


  5.目标 


  5.1县城电网改造应优化电网结构,避免重复建设,主网架要满足电网中期规划发展目标。


  5.2县城电网改造以提高供电能力、供电质量和节能降损为目标。县城电网的主要运行指标应达到:供电可靠率99.6%以上,电压合格率95%以上,按照《国家电力公司农村电网电压质量和无功电力管理办法》(试行)的要求,安装电压质量监测仪,各类电压质量监测仪装设率达到100%。10千伏综合线损率8%以下,低压线损率10%以下。


  5.3加强县城电网的网架建设,高压配电网逐步实现有备用接线方式,10千伏主干线路采用环网接线、开环运行,线路供电半径在合理范围之内。


  5.4县城公用区居民生活用电实行一户一表计量,应根据居民用电负荷合理选择电能表,宜按不小于4千瓦/户进行配置。


  6.高压配电网 


  6.1县城电网逐步建设主网架为单回线环网结构、至少有两座35千伏及以上电压等级变电所供电的电网,宜满足供电安全N—1准则。


  6.2高压架空配电线路导线截面的选择:110千伏不宜小于160平方毫米,66千伏不宜小于125平方毫米,35千伏不宜小于100平方毫米,应采有稀土铝钢芯铝绞线。


  6.3架空线路杆塔的选择:一般情况宜采用钢筋混凝土杆塔,特殊情况可采用铁塔或钢管塔。


  6.4变电所建筑设计应与环境协调,符合安全、经济、美观、节约占地的原则。


  6.5变电所应按无人值班方式设计,已有变电所应逐步改造为无人值班变电所。


  6.6县城变电所宜采用新技术、新装备,应选用质量好、少维护、功能完备、自动化程度高的设备。


  6.7新建变电所宜按不少于两台主变压器设计。变电所主变压器应采用有载调压节能型变压器。


  6.8变电所自动化应优先选用分层分布式系统。重要的保护及自动装置功能应相对独立,不依赖于通讯网。


  7.中压配电网 


  7.1 10千伏中压配电网主干线导线截面应按中长期规划选型,不宜小于100平方毫米。


  7.2 10千伏公用线路实行分区分片供电,供电范围不宜交叉重叠。


  7.3 10千伏线路主干线宜分为2~3段,并装设分段开关。分段距离根据负荷和电网结构确定,不宜超过5段。


  7.4 10千伏主干线路宜采用环网供电、开环运行接线方式,导线及设备应满足转移负荷的要求


  7.5 10千伏配电线路供电半径不宜超过8千米。


  7.6 10千伏配电线路宜采用架空线路,特殊地段可采用电缆线路。


  7.7 弱电线路不应与电力线路同杆架设。


  7.8 10千伏配电设备及设施


  7.8.1新装或更换的配电变压器均应采用S9及以上系列的低损耗变压器,单相配电变压器宜采用低损耗卷铁心变压器。


  7.8.2配电变压器的安装位置应在负荷中心。


  7.8.3杆架式公用配电变压器的容量不宜大于315千伏安。


  7.8.4当配电变压器容量超过315千伏安或需要安装在县城主要街道、绿化带及建筑群中时,可采用箱式变电所或配电室。


  7.8.5配电变压器的进出线采用绝缘导线或电力电缆。配电变压器的高低压接线端宜安装绝缘护套。


  7.8.6配电变压器的高压侧采用跌落式熔断器或断路器保护,低压侧装设刀熔开关或自动开关保护。


  7.8.7配电变压器的高、低压侧应装设硅橡胶氧化锌避雷器。


  7.8.8配电变压器低压配电装置应具有防雷、过流保护、无功补偿、计量等功能。


  7.8.9当高压变电所10千伏出线数量不足或线路走廊条件受限制时,应建设开闭所。


  7.8.10开闭所接线应力求简化,一般采用单母线分段接线方式。开闭所再分配容量不宜超过10000千伏安。


  7.8.11开闭所应按无人值班要求进行设计,具备遥测、遥信、遥控等功能,并配置备用电源自动投切装置。


  7.8.12 10千伏开关宜采有真空或SF6重合器、分段器等具有就地、远方操作功能的智能型、免维护、长寿命开关设备。


  8.低压配电网


  8.1低压主干线


  8.1.1低压主干架空线路宜采用绝缘导线,导线截面不应低于63平方毫米。


  8.1.2低压线路供电半径不宜超过400米。


  8.1.3低压线路可与10千伏配电线路同杆架设,并应为同一电源。低压线路与装有分段开关的10千伏配电线路同杆架设时,不应跨越分段开关。


  8.1.4低压线路主干线和各分支线的末端,零线应重复接地。三相四线制接户线在入户支架处,零线也应重复接地。


  8.2低压分支线宜采用架空绝缘导线或集束导线,导线截面原则上不应小于35平方毫米。


  8.3低压接户线应使用绝缘导线,铝芯绝缘导线截面不小于10平方毫米,铜芯绝缘导线截面不小于4平方毫米。


  8.4低压进户线


  8.4.1居民用户按每户不小于4千瓦容量配置。


  8.4.2计量箱至每户的低压进户线铝芯绝缘导线截面不小于4平方毫米,铜芯绝缘导线截面不小于2.5平方毫米。


  8.4.3进户线不得与弱电线同孔入户。


  8.5居民用户电能表应安装在计量表箱内,计量箱进线侧应装设总开关。分户电能表出口装设分户开关。


  9.调度自动化、配网自动化及通信 


  9.1调度自动化系统、配网自动化系统的建设,应以《国家电力公司农网自动化及通信系统建设技术指导意见(试行)》等有关规程为依据,保证系统具有较高的安全性、可靠性、实用性、开放性、扩展性和容错性,一般满足5~8年的发展要求。


  9.2配网自动化系统的建设应分步进行,主站系统宜与调度自动化系统实行一体化设计。在经济发达地区,电网规模较大时可以分别建设。


  9.3配网自动化系统必须满足基本功能要求,在条件具备时可以考虑扩展配网自动化的管理功能


  9.4通信系统的建设应满足电力系统安全经济运行的需要,并适当留有余量。


  9.5县城电网通信干线宜以光纤为主,可选无线、电力载波、通信电缆等作为备用通信方式。


  10.无功补偿 


  10.1县城电网中无功补偿应根据就地平衡的原则,采取分散补偿和集中补偿相结合的方式。


  10.2变电所应合理配置无功补偿电容量,其容量宜按主变容量的10%~15%确定,宜采有集合式或干式电容器。


  10.3无功补偿装置要充分考虑无功电压综合控制的发展趋势,宜采用具有功率因数和电压综合控制的自动装置。


  10.4容量在100千伏安及以上的配电变压器宜采用无功自动补偿装置。


  10.5配电变压器应在低压侧安装无功补偿电容器,其容量宜按配电变压器容量的7%~10%确定,配电台区功率因数宜不小于0.9。




2、电力电缆介绍


1.电力电缆的用途及特点


电力电缆在电力系统中作为输送和分配电能及作为各种电气设备之间的连接线,城市的地下电网,发电厂的引出线、联络线,工矿企业内部的供电以及水下输线等都采用电力电缆。采用电力电缆供电的特点是:电力电缆敷设在地下、室内、沟道、隧道、井内,不需用杆塔架设,整齐美观,占地少,不会对市容、厂容造成影响。电缆供电受自然环境的影响小。电缆供电传输性能稳定,可靠性高,人不易接触,即使发生故障,也不易造成对人身的伤害,供电安全性高。电力电缆的电容大,可提高供电系统的功率因数。


    2.电力电缆的种类


    (1)按绝缘材料及保护层不同可分为以下几类:


    1)油浸纸绝缘铅(铝)包电力电缆;


    2)油浸纸干绝缘电力电缆;


    3)聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套电力电缆(简称全塑电缆);


    4)交联聚乙烯绝缘,聚氯乙烯护套电力电缆(简称交联电缆);


    5)不滴流电力电缆;


    6)橡胶绝缘电力电缆(天然橡胶绝缘型,乙丙橡胶绝缘型)。


(2)按电压等级分:


按照现行标准电压规定,电力电缆按额定电压制造,有1、3、6、10、20、35、60、110、220、330、500kV电压等级几种电力电缆。


(3)按电缆线芯数及线芯截面分:


按电力电缆导电芯数分,有单芯、二芯、三芯、四芯和五芯。


    按电力电缆导电线芯截面等级分,有2、5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、625、800lr击等几种。


    (4)按电力电缆电能输送方式分:


    1)单芯电缆输送直流电;


    2)二芯电缆输送直流或单相交流电;


    3)三芯电缆输送三相交流电;


    4)四芯电缆用于三相中性点接地系统、中线作为中性线(N)或保护地线;


    5)五芯电缆用于三相中性点接地系统,三相接三条主线芯二条中线,一条接工作零(N),另一条接保护零(PE),中线截面为主线芯截面的40%一60%,称为三相五线TN—S系统。


(5)按电缆敷设环境分:


        有地下直埋、地下管、室内、空气中、水中、矿井中、隧道内和腐蚀性、火灾易发区、湿热、高海拔等场所,环境条件因素是选择型号的主要技术指标,在选择电缆时除考虑电压和截面外,还要考虑其机械强度和防腐蚀性能等因素。


        YJV22/ZR-1KV,3×2.5


        YJV22/ZR称为型号,常写作ZRYJV22


        ZR——表示燃烧特性,燃烧特性有阻燃(ZR,又分ABC三级,如ZB),耐火(NH,也分ABC三级,如NA),无烟(W),低卤(D)。


        YJ——绝缘层材质,常见的有:Y表示聚乙烯(化学简称PE),YJ表示交联聚乙烯(XLPE),V表示聚氯乙烯(PVC)


        V——外护套材质,常见的有聚氯乙烯(PVC),聚乙烯(PE)


        22——前一个2表示铠装材质,2表示钢带铠装,3表示细钢丝铠装


        后一个2表示外护套材质,2表示聚氯乙烯外护套,3表示聚乙烯外护套,两个2并一起表示“护套在钢带外”


        1KV——额定电压等级,标准格式应写作0.6/1KV,0.6KV表示导体对“地”的电压,1KV表示导体各“相”间的电压


        3×2.5称为规格,3表示芯数,即电缆由三根绝缘线芯绞合而成。多根细丝绞合,包上绝缘,方才算“1芯”;2.5表示导体的“标称截面”,标称截面是一个概数系列,实际截面可能是2.48什么的。


        3、无功补偿原理


        无功补偿原理


        当电网电压的波形为正弦波,且电压与电流同相位时,电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积,即:P=U×I。


        电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场,此时所消耗的能量不能转化为有功功率,故被称为无功功率Q。此时电流滞后电压一个角度φ。在选择变配电设备时所根据的是视在功率S,即有功功率和无功功率的矢量和:


        S =(P2 + Q2)1/2


        无功功率为:


        Q=(S2 - P2)1/2


          


        有功功率与视在功率的比值为功率因数: 


        cosf=P/S


        无功功率的传输加重了电网负荷,使电网损耗增加,系统电压下降。故需对其进行就近和就地补偿。并联电容器可补偿或平衡电气设备的感性无功功率。当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时,电网只传输有功功率P。根据国家有关规定,高压用户的功率因数应达到0.9以上,低压用户的功率因数应达到0.85以上。


        如果选择电容器功率为Qc,则功率因数为:


        cosf= P/ (P2 + (QL- QC)2)1/2


        在实际工程中首先应根据负荷情况和供电部门的要求确定补偿后所需达到的功率因数值,然后再计算电容器的安装容量:


        Qc = P(tanf1 - tanf2)=P〔(1/cos2f1-1)1/2-(1/cos2f2-1)1/2〕


        式中:


        Qc一电容器的安装容量,kvar


        P一系统的有功功率,kW


        tanf1--补偿前的功率因数角, cosf1--补偿前的功率因数


        tanf2--补偿后的功率因数角, cosf2--补偿后的功率因数


        采用查表法也可确定电容器的安装容量。


        功率因数与补偿容量查询表


        补偿前  


        功率因数  


        值cosf1   补偿后功率因数目标值及每KW负荷所需电容器容量(KVar)  


         




4、钻孔灌注桩施工监理的质量控制


    关键词:钻孔灌注桩;施工;质量监理;控制措施


    摘 要:钻孔灌注桩属于隐蔽工程,成桩环节多,施工过程容易出现质量事故,监理人员必须重视施工全过程质量监控。现着重就钻孔灌注桩施工准备工作、成孔过程、灌注水下混凝土以及事故处理等环节的质量监理程序和关键点质量控制方法进行讨论和分析,提出了保证钻孔灌注桩施工质量的监控措施,供同行参考。 


  钻孔灌注桩是桩基础中常见的一种基础形式,广泛应用于房屋建筑、水工建筑和桥墩基础的施工,具有施工速度快、占地少、相邻干扰小、承载力大等优点。钻孔灌注桩的施工既有测量工作,又有机械操作、钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作,可谓工程种类繁多,技术含量高,影响因素多。在施工过程中,容易出现桩位偏差过大、孔底沉渣偏多、钢筋笼上浮、桩体混凝土离析、断桩、夹泥等质量问题,这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求,且补救困难,不能完全通过事后检查来判断存在的问题,必须加强施工准备、成孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等施工全过程中各环节的质量监控,采取各种有效预防措施,才能保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。 


1 质量控制依据和质量控制目标


1.1 质量控制依据


  钻孔灌注桩施工质量控制依据下列文件进行:①合同文件;②设计图纸及技术要求;③工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程;④建筑桩基技术规范(JGJ94-94);⑤建筑地基基础设计规范(GBJ7-89和GB50007-2002)。当某一技术指标在上述各文件中相互不一致时,要确定一种作为工程的执行标准,一般来说,应优先考虑合同文件的规定。


1.2 质量控制目标


  钻孔灌注桩施工质量控制必须达到以下几个目标:①成桩过程各项指标,包括桩位、桩长、桩径、孔底沉渣、终孔垂直度及成桩材料质量等能满足设计要求;②预留混凝土试块强度满足规范要求;③桩身完整、匀质,连续性好,无夹泥、断桩等缺陷;④桩极限承载力满足规范规定的验收指标。


2 施工工艺流程和施工准备


2.1 施工工艺流程


  钻孔灌注桩由于使用钻孔设备不同施工工艺流程也不一样,现以冲击钻或循环钻机成孔为例来展开讨论。其主要施工工艺流程为:平整场地→测定孔位→埋设护筒→钻机就位→钻进成孔→提钻→第一次清孔→检孔→制作钢筋笼→吊放钢筋笼→下导管→第二次清孔→水下混凝土灌注→起拔导管→成桩。


2.2 施工准备


2.2.1 施工准备阶段的监理程序  


  钻孔灌注桩桩基工程,首先要作试桩试验报告,其监理应包括下列内容:①审批试桩申请报告;②审批试验工艺;③施工阶段验证详细勘探;④试验核定指标;⑤监理旁站,检查试桩施工;⑥施工单位编写试桩结果报告。其次应审批施工单位的桩基分项工程开工报告,其监理应包括下列内容:①人、材料自检记录、机械设备审核;②试桩总结报告审核;③设计、图纸对比试验的审核;④监理材料抽检试验。再者应做好现场开工前的准备,其监理包括下列内容:①施工单位进行测量定位自检,监理审核;②护筒埋设检查、测量复核、监理旁站;③泥浆池、沉淀池的检查;④检查水泥、骨料、水质及其它添加剂数量,其质量是否满足设计与规范要求,是否与批准的混凝土配合比设计试验报告的材料相一致;⑤检查制作钢筋笼的钢筋型号、种类、数量是否满足设计要求,钢筋加工各部位尺寸、焊接质量是否满足设计与规范要求,有无埋声管等。


2.2.2 几项主要施工准备工作质量控制


    (1)做好施工组织设计审核工作


  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施


    (2)测量定位控制


  测量定位,这是关系到孔位的准确性、钻孔的垂直度以及控制基准面标高准确与否的关键环节,在具体操作中,要采取施工单位自检及监理人员复检、验收相结合的措施,严格控制其偏差在设计或规范允许的范围内(一般控制在±5cm范围内)。在测量放线中应选用适宜精度的经纬仪及激光测距仪采用极坐标定位法,充分发挥经纬仪对角度和激光测距仪对距离控制上的优势;桩位测量后,还要用钢尺和相邻的桩位进行校正,看所测距离与计算值是否一致,以杜绝错误的发生;桩位确定后,用长约300 mm的钢筋钉入地下,用油漆注明以便识别,并做好保护。


3 施工过程质量监控


  优良的产品是在生产过程中通过严格的质量控制形成的,而不是单纯依靠检验来获得,须将事后检验转变为事前预防;施工过程的质量监控是关键,应抓住其质量控制点,对影响施工质量的有关环节和施工参数进行严格控制。


3.1 成孔过程质量监控


3.1.1 成孔过程质量监理程序


  ①检查孔径、偏位、垂直度、泥浆性能并记录签认;②钻进时检查地质情况是否与设计相符,与柱状图进行对比,检查是否入岩,并对入岩深度及时签认;③终孔检查孔深、孔径、标高是否满足设计要求;④清孔检查泥浆指标、沉渣厚度是否满足规范设计要求。


3.1.2 成孔过程关键点质量控制


    (1)孔底沉渣控制


  孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素,有关规范规定,水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过100 mm(浙江要求为50 mm)、磨擦桩为300 mm,但在施工过程中,常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求,究其原因,主要是由于泥浆性能不符合要求,影响钻孔灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是比重和粘度,若泥浆过稀,则携渣能力不够,若泥浆过稠,则孔壁会形成一层厚厚的泥皮,无形之中减少了桩径。泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定,如地下水位较高,容易坍塌,泥浆比重、粘度可大些,但不宜过大,比重以1.1~1.2、粘度为18~25 s为宜。钻孔结束后,监理人员应要求施工单位在进行一次清孔的同时必须不断地补充新鲜泥浆,将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来;二次清孔时宜采用泵吸反循环清孔,若采用正循环清孔,要排出岩渣和泥团,须加大泥浆比重和粘度,且清孔的速度要慢。钻孔完毕后监理人员必须对终孔进行验收,根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度;要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性,杜绝以超深来抵消孔底淤积。


    (2)孔壁坍塌控制


  孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的,易造成埋、卡钻事故,应高度重视并采取相应措施予以解决。监理人员首先应认真审阅场地工程地质勘察报告,对地层情况做到心中有数;其次必须严格要求施工单位按规定埋设钢护筒,保证孔口排水良好,下设钢筋笼及升降机具要防止偏斜;再者,在特殊地层钻进应要求采用优质冲洗液护壁,同时也可采用正循环钻进、反循环排渣的作法来抑制不稳定段地层的坍塌;最后,在不稳定地层中,换浆不要过早,可在下完钢筋笼后进行二次清孔时替换掉高比重泥浆后,要督促施工单位及时灌注混凝土,减少沉渣时间,以保证桩身质量。


    (3)扩径和缩径控制


  扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的,扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的,缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。缩径会减少桩的竖向承载力,而扩径会增加成本,必须采取有力措施予以控制。为避免扩径的出现,监理人员应检查钻机是否固定、平稳,要求减压钻进,防止钻头摆动或偏位,在成孔过程中还应要求徐徐钻进,以便形成良好的孔壁,要始终保持适当的泥浆比重和足够的孔内水位,确保孔内泥浆对孔壁有足够的压力,成孔尤其是清孔后应督促施工单位尽快灌注水下混凝土,尽可能减少孔壁在小比重泥浆中的浸泡时间;为避免缩径的出现,钻孔前监理人员应详细了解地质资料,判别有无遇水膨胀等不良地质条件的土层,如有应要求施工单位采用失水率<3~5 ml/30 min的优质泥浆进行护壁,经常对钻头的直径进行校正,钻头直径一般比所需成孔直径小20~25 mm为宜。


3.2 灌注过程质量监控


3.2.1 灌注过程质量监理程序


  ①检查钢筋笼顶固定措施是否可行,其顶面标高是否满足设计要求;②核实施工现场的配合比每盘材料数量是否按批准的配合比执行;③检查导管的长度及导管的水密性,核实导管底部离孔底的距离是否满足规范要求;④检查储料斗的容积是否可以达到混凝土初灌量导管的理论埋深(埋深≥1.0 m);⑤导管下放完毕后,灌注前再一次检查井底沉渣或泥浆沉积厚度是否满足设计与规范要求;⑥浇灌混凝土过程中,检查导管的埋深、压浆及混凝土面上升情况,注意孔内是否有异常情况,督促施工单位企业控制好水灰比、拌和速度与灌注速度;⑦施工企业按规定随机取样做试块,监理随机抽检取样试块,浇灌完毕检查混凝土顶面标高。


3.2.2 灌注过程主要环节质量控制


    (1)混凝土坍落度控制


  混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响,坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能,坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性,一般应控制在18~22cm范围内。要配制出合理坍落度的混凝土来保证桩身质量,监理人员必须重视以下几点:①制作混凝土的原材料必须符合使用要求,特别是水泥的质量必须保证,粗骨料尺寸级配要合理,所使用的材料要进行二次复检方可投入使用;②混凝土的配合比要通过试验确定;③做好混凝土在现场搅拌的质量控制工作,严格按配合比进行投料;④要设有专人对搅拌室的混凝土进行坍落度等指标的检验;⑤按设计要求做好混凝土的试块工作,并保证取样的真实性。


    (2)导管埋深控制


  导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量,必须予以严格控制。监理人员应要求施工单位在开浇时,料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0 m以上的混凝土初灌量,以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象,导致开浇失败;在浇注过程中,要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置,及时拆卸导管,保持导管合理埋深,严禁将导管拨出混凝土面,导管埋深一般应控制在1~6 m,过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题,直接影响桩的质量。


    (3)钢筋笼上浮控制


  在灌注混凝土前,钢筋笼自重与悬吊力形成平衡状态,在混凝土灌注过程中,由于下列原因引起钢筋笼上浮:①钢筋笼在孔口固定不牢固或提升导管用力过猛,将钢筋笼钩挂;②混凝土面到达钢筋笼底面时,导管埋深过浅,灌注量过大或混凝土面超过钢筋笼底一定高度时,导管埋深过大;③混凝土质量差,对于易离析、坍落度损失大的混凝土,都易使钢筋笼上浮,解决的办法是操作要正确、确保混凝土质量及加快混凝土灌注。另外,监理人员还应要求施工单位做好如下控制措施:①在钢筋笼上加压重物,并在上端加焊4根较粗钢筋(20以上)固定在钢护筒顶部施工平台上;②用细钢筋在钢筋笼上加焊防浮倒刺;③当混凝土上升至钢筋笼底部附近时,小步提升导管以保持较小的埋管深度(≥1.5 m),并稍稍减缓混凝土的灌注速度。


    (4)桩头质量控制


  有关规范规定当凿除桩顶浮浆层后,应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量。在钻孔灌注桩施工中,要想保证桩头的质量,必须控制好最后一次灌注量,桩顶不得偏低,凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值,这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。在实际施工中,超灌量控制不当是经常存在的问题,超灌量过大,造成浪费,超灌量不足,桩质量不能得到满足。另外,在开挖桩头检测时发现,由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触,里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质,对桩头质量产生极大影响。监理人员必须重视影响桩头质量的因素,要求施工单位采取如下控制措施:①严格成孔工艺,清孔彻底,采用正确的水下混凝土灌注工艺,使钻渣、泥皮被顶起至桩顶,在桩头形成较厚的浮浆层;②施工中应测准混凝土上升面标高;③应确定合理的超灌量,根据浮浆层厚度及桩顶标高附近的工程地质情况,宜取0.5~1.0 m的超灌高度;④清孔泥浆要满足要求,灌注混凝土前,要进行孔底泥浆取样,孔底50 cm范围内的泥浆比重≤1.25、粘度≤28 s;⑤在混凝土灌注过程中,尽量少上下活动导管,导管埋深要在1~6 m范围。


4 质量事故处理


4.1 质量事故处理监理程序


    当发现钻孔灌注桩工程出现质量缺陷或事故后,监理人员首先应以“质量通知单”的形式通知施工单位,并要求停止有质量缺陷部位和与其有关联部位及下道工序施工,需要时,还应要求施工单位采取防护措施;其次,尽快组织与参与质量事故的调查,写出调查报告,进行事故原因分析,正确判断事故原因,研究制订事故处理方案;再者,指令施工单位按既定的处理方案实施对质量缺陷的处理;最后,组织有关人员对处理的结果进行严格的检查、鉴定和验收,写出“质量事故处理报告”,提交业主或建设单位,并上报有关主管部门。


4.2 质量事故处理


  钻孔灌注桩施工发生质量事故,往往出现在混凝土浇筑过程中,而且很难处理,有些桩基甚至无法弥补;应加强各个环节的控制,尽量避免事故的发生,一旦发生事故,应迅速分析原因,采取果断措施进行处理。下面就常见的易出现的施工质量事故进行原因分析且提出事故处理的具体办法。


4.2.1 离析处理


  离析是指钻孔灌注桩混凝土中的碎石、砂子、水泥等发生分离,导致混凝土的强度降低,严重的甚至会引起断桩。产生离析有多种原因:灌桩用的混凝土灌注前本身就发生了离析;混凝土灌注过程中导管内进水,使水泥和骨料之间发生了分离;灌注过程中导管在混凝土中的埋置深度过小;首批混凝土中已被泥浆离析的部分混凝土没有上翻而停留在桩的内部。必须采取措施予以处理:对离析程度较轻的二类桩,可以不做处理;离析程度较重或严重的,必须予以处理,如离析段距桩顶<10 m且桩径>1 000 mm时,可采用人工对桩心混凝土进行清除,再按立柱混凝土施工工艺进行桩心混凝土浇注;如离析段距桩顶>10 m或桩径<1 000 mm时,可采用钻芯机将桩心混凝土逐渐取出,再重新灌注或用岩石钻钻掉、回填重新钻孔灌注。


4.2.2 堵管处理


  导管堵塞多发生在开始灌注或发生在灌注过程中,发生堵塞的原因主要有:初灌时导管离孔底太近,颠管时导管底部插入沉渣中导致堵塞;级配或水灰比不正确出现混凝土离析,使混凝土的流动性降低;混凝土中夹有较大石子,卡住导管;混凝土灌注不连续、在管中停留时间太长,使已灌注的水下混凝土凝固,也会出现导管堵塞。若初灌时发生堵塞现象,不要存在迁就施工想法,应马上要求施工人员将导管提出,将导管内的混凝土取出(可采取反循环的方法将孔内的混凝土取出),及时清除导管内混凝土,并重新将导管下入孔底再次清孔,孔深经监理人员检查并符合要求后可重新灌注混凝土;若深度不太大,可用长杆冲捣;若深度较大可在允许范围内,反复提升导管插振;插振无效应将导管拨起进行清理,拨管后若灌注高度不大,可重新钻进,若灌注高度较长,则将导管清理后,重新插入混凝土内2~3 m,用水泵吸出导管内泥浆、浮浆后恢复灌注。


5 质量检测


5.1 成桩完毕的监理程序


  ①检测桩位偏差是否满足设计与规范要求;②随机无破损检测或钻探取芯试验结果是否满足设计与规范要求,并旁站对桩基质量检测的其它检测过程;③检查试块混凝土强度是否满足设计与质量评定标准;④分项工程完工验收,进入中间交工计量。


5.2 质量检测


  质量检测可检验钻孔灌注桩成桩后承载力能否达到设计要求,这是决定能否进行下一道工序施工的一个关键环节,往往会出现检验合格而实际却发生质量事故的情形,除人为因素弄虚作假外,客观来说是检验手段不当所致。目前检测钻孔灌注桩合格与否的方法有静载荷法、动测法和取芯法,实际应用时常选用上述1~2种。静载荷法比较直观,得出的数据容易让人信服,但缺点是加载影响深度有限;动测法可通过波速检测出桩身的完整性及桩的长度,测出长度的误差一般在±300 mm;取芯法通过取芯可看出桩身完整性,芯样还可做室内试验,但取芯深度也有限。从上述几种方法的分析来看,如果仅选择静载荷试验,试验合格只能说承载力短期沉降满足设计要求,但施工后沉降并不能保证满足设计要求,实践证明,施工后沉降与桩长及下卧层土质关系密切,若桩长未达设计要求,虽然静载荷试验合格,并不能保证施工后沉降达到设计要求;如果仅采用动测法,目前动测还不能直接测出承载力值。因此,建议把静载荷法和动测法结合起来较为合理。


6 结 语


  监理人员要认真学习国家政策法规,正确应用有关规范,熟悉设计图纸文件及各项技术要求,不断提高自身业务素质和技术水平,抓好事先指导,强化施工准备、成孔、清孔、水下混凝土灌注等施工全过程中各环节的质量监控,采取有效的预防措施,事故是完全可以避免的,也只有这样,钻孔灌注桩施工才能充分发挥出它的优点,达到安全、优质、经济、高效的预期目的。 



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