第七合同段
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二零零五年八月
钻孔灌注桩质量缺陷处理方案
一、工程概况
三港河3#为桥台桩，设计桩长40m，直径1.5m，桩基地质层见附件，上部距桩顶10m范围内为淤泥质亚粘土，钻孔灌注桩完成后，在进行桩基声测检测时发现3＃台的2＃桩在桩长5.5～6.25m处声速、声幅低于临界值，波形严重畸变，根据声测波形图判断，砼存在严重的质量问题，确定该桩为Ⅳ类桩。
三港河1#墩，设计桩长45m，直径1.5m，桩基地质层见附件，上部距桩顶10m范围内为淤泥质亚粘土，钻孔灌注桩完成后，在进行桩基声测检测时发现1＃墩的4＃桩在桩长2.25～5m处声速、声幅低于临界值，波形严重畸变，根据声测波形图判断，砼存在严重的质量问题，确定该桩为Ⅲ类桩。
经对该3#-2、1#-4桩砼灌注原始记录检查分析后发现，可能出现的情况：
1、灌注中途停工过久，先灌入的混凝土达到初凝失去了流动性而形成断桩。
2、灌注过程中混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔内，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，导致测深不准，误将导管提离混凝土面，孔内泥浆混入混凝土而造成断桩事故。
3、提离导管过猛，导管内的混凝土会急剧下降，并对混凝土面有一定扰动，若将导管提离混凝土面，导管内的混凝土会直接冲击浮浆造成断桩。
4、在灌注过程中，当导管内混凝土不满，导管上部有空气时，整斗混凝土灌入漏斗和导管，管内空气来不及排出，在导管内形成高压气囊并挤出接头处的橡皮垫，而使导管漏水，导致混凝土离析。若进入的泥浆多，离析发生到一定程度，从而造成断桩事故。
至于断层区间桩长检测应波形严重的畸变反映，只能是断层比较严重。根据该桩所断位置接近桩顶，弯矩最大处的特点，且距桩顶距离较近，决定开挖采用接桩法进行处理。
团结河7#桥墩，设计桩长43m，直径1.5m，桩基地质层见附件，上部距桩顶16.3～9.5m范围内为粉砂层，钻孔灌注桩完成后，在进行桩基声测检测时发现7＃墩的3＃桩在距桩顶11.25m、16 m处声速、声幅低于临界值，波形严重畸变，根据声测波形图判断，桩身存在质量缺陷，确定该桩为Ⅲ类桩。
经对该7#-3桩砼灌注原始记录检查分析后发现，此处地质资料反映为粉砂层，一是由于清孔后泥浆比重不够及其泥浆性能指标不能满足要求，使孔壁未能形成坚实的泥皮，造成孔壁局部塌落、掉块；二是清孔后，孔内可能出现承压水头，或钻孔通过强透水层，孔内水流失后未及时补水，造成孔内水头高度不够孔壁局部塌落。孔壁失稳局部塌落、掉块造成断桩。
至于断层区间桩长检测应波形严重的畸变反映，只能是缩径比较严重。根据该桩所断位置在顶上部，剪力、弯矩最接近中值的特点，且距桩顶距离较长，宜采用复合注浆法进行处理。
二、旋喷压浆法施工工艺框图
复合注浆法施工工艺框图
1、施工准备
首先明确现场处理时的各道工序负责制，建立专人负责制度，并委派专业工程师对处理过程进行全过程不间断的控制，保证处理质量。
其次准备好所需钻孔、压浆等机具，考虑到施工现场不平整，应先平整场地，加上灌注桩的桩头外露钢筋挡视，须在该桩头上部搭设一个悬空工作平台，以保证钻孔、压浆作业。
2、注浆钻孔施工
采用地质钻机在桩中钻孔取芯或在桩侧面进行钻孔，由于断层较深距桩顶较长，因此钻机在钻孔过程中一定要不停地对钻机主轴进行垂直度校正，钻孔垂直度应保证不大于1%，防止钻孔到不了11.25m、16.0m处就斜到桩壁以外，无法安排下道工序。同时，在钻机（可选用砼取芯机G－210型）钻孔取芯过程中，要对每节混凝土芯样进行认真分析总结，密切关注芯样的变化情况，待探明桩身质量缺陷的具体位置时，应钻孔至超过缺陷部位1m左右的位置，根据声测断面确定开孔的位置，在桩中开三个孔，采用三点压浆法（三点成等角三边形，桩直径1.5m，边长取75㎝布设），钻孔的孔径一般开孔为110㎜或101㎜，终孔后的直径应为101㎜或91㎜。
3、设置孔口设备
钻孔完成后，在注浆口建立注浆装置，孔口注浆装置采用预埋的方式固定在桩顶注浆口上，采用水泥浆或水泥水玻璃将孔口装置与钻孔间隙密封，孔口注浆装置既要满足静压注浆的要求又要满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。
4、高压旋喷清孔
采用高压旋喷方式喷射清水进行冲洗扩孔:孔口注浆装置埋设1～2 天后,先采用高压旋喷方式喷射清水对缺陷位置进行冲洗,喷射清水时需按设计规定的工艺参数(喷射压力、提升速度、旋转速度)进行喷射,将注浆管分段下入孔底,每段注浆钻杆需连接紧密并采用麻丝密封。旋喷清水采用从下而上的方式。旋喷清水一般采用单管旋喷注浆方式,清水一般喷射1～3 遍,经喷射清水后,可扩大喷射直径和增加固结体的强度，直到冲出的水无浑浊和碎屑为止。
5、采用高压旋喷注浆方式进行注浆
按要求进行清水喷射洗孔和扩孔后,再采用高压旋喷注浆方式进行旋喷注浆。将注浆管分段下入孔底后,从下而上进行旋喷注浆,旋喷注浆一般采用单管旋喷注浆方式。
6、 采用静压注浆方式进行注浆
高压旋喷注浆结束后,利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力,随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力,直至注浆压力为止。一般静压注浆在浆液终凝前需进行2～3 次灌注。静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆。为了保证压浆能一次性成功，应先计算压浆所需的525＃水泥用量。在配制水泥浆时，尽可能按高标号配制，但水泥浆过稠会导致压注困难，在压注过程中，特别要注意对孔口壁的封闭，不能让水泥浆外溢，只能有少许泥浆甚至清水流淌出来，直到无法压注为止。随后打开封闭的孔口壁，这时候如孔口壁处突然冒出大量水泥浆，与注入的配制水泥浆基本一致，补注水泥浆即可停止。
注浆前应用高压水冲洗至出浆口有清水流出，注浆先用水灰比为0．8的稀浆，待出浆口有稀浆流出时，再改用0．5的浓浆，当浓浆从出浆口流出时，用碎石和麻絮等封填出浆口，再用0．4的水泥浆压入，压力增大到0.7～0.8Mpa时关闭进浆阀门，稳压压浆20～25min。如经钻孔取芯探明严重断桩，可在浆液中加入一定量的小粒径的石子。
7、 封孔
静压注浆结束后,若注浆孔口冒浆,需对孔口进行封闭处理,防止浆液流出;若注浆结束后孔内浆液有流失,需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。
8、复合注浆法的浆液材料
8.1主剂:采用水泥浆为主剂,对既有建筑物地基加固注浆时水泥一般采用525 # 早强型硅酸盐水泥。对桩基础缺陷进行加固补强注浆时,为了获得较高的固结体强度,采用高标号的525 # 普通硅酸盐水泥。
8.2 外加剂: 常用外加剂为速凝剂、早强剂等。速凝剂常采用水玻璃,水玻璃加量一般为水泥用量的2 %～4 %。采用双液进行静压注浆时,水玻璃用量可为水泥用量的10 %～100 %。早强剂为氯化钙和三乙醇胺,用量一般为水泥用量的2 %～4 %。注浆主要是通过挤密填充补强来保证桩体底部质量。为了减少因水泥浆收缩而产生孔隙，可以在配制水泥浆时适当加入膨胀剂（按1∶10000比例）。
9、施工工艺参数
9.1 旋喷注浆压力:采用单管高压旋喷法时:浆液或清水喷射压力:20～30 MPa ;采用二重管高压旋喷法时:空气压力为0. 7 MPa ,浆液压力为20～30 MPa ;采用三重管高压旋喷法时:水压力为:20～30 MPa ,空气压力为0. 7 MPa ,浆液压力为2～5 MPa 。在对桩基缺陷进行加固补强注浆时采用单管高压旋喷或三重管高压旋喷,注浆压力常用25～30 Mpa。
9.2 喷射提升速度:10～20 cm·min – 1 ，在对桩基缺陷进行加固补强注浆时采用10～15 cm·min - 1 。
9.3 喷射旋转速度:20～40 r·min - 1 。
9.4 静压注浆压力:对桩基缺陷进行加固补强注浆时采用0. 3～5. 0 MPa ，注浆压力需根据每个工程的不同土质条件及注浆部位进行注浆压力设计。
9.5浆液水灰比:旋喷注浆时采用1∶1～1. 2∶1 ;静压注浆时采用0. 5∶1～1. 2∶1 。
10、缩径桩处理措施：根据声测图详细探明缩径的具体位置，在桩基外围钻孔至缩径位置以下0.5～1m，在缩径位置上、下各0.5m以高压旋喷数根旋喷桩，旋喷桩的数量以全部能包裹缩径范围为宜，从而提高承载力的效果。
三、接桩施工工艺框图
接桩法施工工艺框图
1、接桩土方开挖：
总体考虑采用机械粗放开挖，潜水泵抽水进行坑内排降水
1.1基坑开挖顺序：测量放线→切线分层开挖→排降水→修坡支撑
1.2基坑开挖，应先进行测量定位，抄平放线，定出开挖宽度，然后分块分层开挖，根据土质和水文情况以及开挖深度确定采取放坡开挖或直立开挖，以保证施工操作安全。
1.3考虑到断桩位置在6m深处左右的位置，且土质较差、基坑较深，应放坡开挖，为减少挖方量或受场地不能放坡，就应采取临时支撑加固，特殊情况下应采取半永久性安全可靠的支护措施，根据实际开挖情况，考虑采用编制袋围堰或砌红砖。
1.4基坑开挖时，坑边应有截水措施，防止地面水流入坑内，冲刷边坡，造成塌方和侵蚀基土。
1.5基坑开挖完成后应及时的进行接桩施工。
2、凿除砼
人工采用风镐凿除断桩上面部分砼，凿到断桩位置时，清理掉夹泥砼且顶面凿毛并清理干净，凿桩面应大面平整，按设计要求校正接桩钢筋笼，
3、接桩模板
接桩模板采用两块半圆定型钢模板，由厂家定做，接桩模板采用φ1.5m柱模板， 考虑到接桩长度在6m米左右，采用在现场拼装成一节便于吊装，
接桩模板安装是接桩施工的重要一个环节，做到定位准确，安装牢固，浇筑砼不容易走模，安装时应由测量队放样处桩中心，首先对准桩中心底部，从外面支撑牢固，对于底部不平整的地方有砂浆进行找平，再立模板，并保证不漏浆，然后在模顶找出中心，吊垂球与底面中心点通过地拉线调整对准。
4、接桩砼浇筑
接桩砼采用集中拌和，砼灌车运输到现场，浇筑砼与立柱施工工艺相同。
四、缺陷桩处理计划安排
1、三港河3#-2、1#-4开挖至断桩位置，采用接桩法法处理断桩位置，处理时间在2005年9月15日前完成。
2、团结河7#-3桩基础，根据地质资料及灌注过程分析，且距桩顶较长，采用高压旋喷压浆法进行处理断桩位置，处理时间在2005年9月30日前完成。
随岳南高速公路土建第七合同段
项目经理部
二○○五年八月十九日下载本文
