钻孔灌注桩断桩处理方案.docx

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钻孔灌注桩断桩处理方案

钻孔灌注桩断桩处理方案

一、概况

该桩基于10月19日夜间灌注混凝土，在灌注至距护筒顶16m处时（护筒顶标高22.939m，混凝土面标高6.939m）发生堵管，造成断桩。

二、原因分析

混凝土在运输途中车辆发生故障，鉴于维修时间较长，现场技术人员将故障车辆所运混凝土退回，商砼站擅自将退回的混凝土添加减水剂二次搅拌后运至施工现场，驻拌合站试验人员工作麻痹大意，未能及时发现、制止。

到场后检测混凝土坍落度虽符合要求，但灌注过程中坍落度损失较快，发生堵管，造成断桩。

三、断桩处理施工方案概述

因断桩位置比较深，接桩难度大，经对比多种处理方案，最终确定采用原位复打的方案，用冲击钻对已浇成型的桩基进行二次冲击成孔，然后安装钢筋笼，重新浇注砼成桩。

四、施工组织

1、人员安排

采用项目部、项目部分部、职能管理部门、施工作业队伍的四级管理模式。

项目经理部下设工程技术部、计划合同部、安全环保部、机械材料部、财务部、中心试验室、综合办公室，共7个职能部室，进行项目正常运行管理。

设立的组织机构见“项目组织机构图”。

成立了以主管生产的项目经理为直接领导的施工小组具体负责该工程的施工任务。

并配置了专职的质检员与安全员负责施工过程中的质量及安全问题。

施工员在上岗前先进行岗前培训和学习图纸，通过考核持证上岗。

施工用电采用一台120kw柴油发电机组进行发电，可以满足现场施工用电需求。

a、进场人员配置如下：

序号

类别

姓名

职责

1

现场施工负责人

现场负责及协调

2

质检工程师

现场质量控制

3

测量负责人

测量观测

4

安全队长

现场安全监督

5

试验工程师

各项试验工作

机械工：

3人修理工：

1人

作业工人：

5人电工：

1人

b、主要机械设备安排

机械设备投入如下：

现场主要机械设备一览表

设备名称

规格型号

数量

进场日期

技术状况

挖掘机

SANY220

1

2016.10.25

良好

吊机

16T

1

2016.10.25

良好

混凝土运输车

10m³

3

2016.10.25

良好

冲击钻

CK2000

3

2016.10.25

良好

柴油发电机

120KW

1

2016.10.25

良好

泥浆泵

-

2

2016.10.25

良好

2、施工准备

对施工人员进行技术交底，熟悉施工方案、图纸要求，正确理解设计意图、工艺流程。

五、施工方案

钻孔桩施工工艺流程图

N

Y

N

Y

1、截断桩基上部钢筋

用泥浆泵将钻孔内泥浆降至护筒顶面以下6m，用带加长杆的气割在泥浆面上部约30cm处将钢筋笼截断，把截断位置上部的钢筋笼整体吊出。

2、回填片石

为保证成孔质量，钻孔内回填片石至护筒底标高。

3、护筒校正

原护筒保留利用，钻机就位前复核护筒平面位置，如偏移超出规范值，进行调整复位，并重新测定护筒顶标高。

4、钻孔准备：

（1）配制优良的钻孔泥浆：

使用膨润土、优质粘土及Na2CO3等材料按照规范要求配置泥浆；

（2）钻机安装定位要准确、水平、稳定，钻机钻头中心与护筒中心偏差不得大于50MM；

（3）认真研究土层土质，制定钻进控制参数；

（4）制作满足要求的泥浆循环池。

5、钻孔工序控制

（1）钻机就位应保证钻杆的垂直度、平面位置等指标，泥浆池就近挖设，泥浆池应考虑多排桩共用以减少处理泥浆池的费用。

使用优质粘土造浆，控制泥浆比重、粘度等满足规范要求。

泥浆相对密度控制在1.2～1.4，粘度T=22～30Pa·s，含砂率≤4%。

泥浆排放到指定地点,避免对周围环境产生污染。

（2）严格控制施工过程中的各项技术参数，根据施工排渣情况合理调整钻进参数，控制适当的钻进速度,并作好原始记录。

（3）钻机安装就位后，底座和顶端应平稳及牢固，在钻进过程中不致产生位移倾斜，以避免孔位偏移。

在钻进过程中经常检查，如有问题及时纠正。

钻孔过程中，随时检测泥浆指标，以防坍孔等事故发生。

保持护筒内水头稳定，一般不低于最高水位2.0m。

钻孔时有专人注意地质变化,在地层变化时捞取渣样，及时填写钻孔记录。

（4）至钻头进入有钢筋笼的区段开始，每进尺1～2m用电磁铁吸取砸断的钢筋，如此反复进行，直至设计孔深。

（5）保持护筒内水头稳定，护筒内外水头差大于1米。

成孔过程中，必须做好泥浆的维护管理工作。

每6-8小时测一次泥浆的稠度和相对密度。

根据泥浆成份的变化分析孔内、护筒脚等部位的变化而做出相应的处理措施。

（6）在钻孔过程中要认真做好记录。

钻孔应连续进行，保持泥浆稠度和孔内水位以防坍孔。

（7）钻孔完成后，提升钻头距孔底10～20cm进行清孔。

清孔采用换浆法，以相对密度较低（1.05～1.2）的泥浆，将钻孔内的悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆换出。

清孔完成后，孔底沉淀厚度不得大于规范规定。

在砼灌注以前用导管进行二次清孔，清孔时要保持孔内水头，防止坍孔。

清孔后泥浆各项指标要符合规范要求：

泥浆相对密度控制在1.03～1.1，粘度T=17～20Pa·s，含砂率<2%，孔底沉淀厚度应≤300mm。

在砼输送车到达孔口后，停止清孔立即灌注。

6、钢筋笼制作与吊放:

（1）钢筋的力学性能必须符合国家标准。

（2）钢筋必须按不同钢种、等级、规格及生产厂家分批验收、分别堆存，不得混杂，且应立牌以资识别。

钢筋在运输、储存过程中，应避免锈蚀和污染。

钢筋露天堆置时，应垫高并加遮盖。

（3）钢筋应具有出厂质量证明书，对本桥所用的钢筋应按规定频率进行抽检。

钢筋的表面应洁净，使用前应将表面油渍、漆皮、锈等清除干净。

钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直。

（4）焊接时，对施焊场地应有适当的防风、雨、雪、严寒设施。

环境温度在5℃以下焊接应采取技术措施。

（5）对加劲钢筋圈接头采用搭接电弧焊时，接头双面焊缝的长度不应小于５倍钢筋直径。

（6）钢筋笼在钢筋加工场区内集中分节制作，制作好的钢筋骨架应按从下到上的顺序分段编号，并对钢筋接头的连接顺序、对应关系做出明确的标示。

制作完成后用拖盘运至现场进行吊装，钢筋笼的主筋竖向连接采用滚轧直螺纹机械连接方式。

（7）沿钢筋笼长度方向按2m间距设置混凝土定位滑块,每个横截面处沿钢筋笼四周设置4个。

钢筋笼箍筋内圈采用十字形钢筋加强,保证钢筋笼吊放时有足够的强度不变形。

钢筋下放要平衡,对中孔口缓缓下入,避免挂伤孔壁,禁止猛起猛落,强行下放。

钢筋笼孔口搭接时要上下找正，上下连接不得错位，在钢筋笼顶部加焊一φ20钢筋箍,以保证定位时有足够刚度。

同时应注意搭接接头应错开断面，搭接接头采用单面焊接连接，在连接时要保证主筋顺直，套丝连接牢固。

（8）钢筋笼下完后,要用垂球进行校正直到中心误差小于2cm后，再将护筒、定位圈焊接定位。

（9）孔径、倾斜度验收：

采用检孔仪检测孔径、孔深、倾斜度等指标，并及时打印检测报告。

（10）混凝土灌注采用1套300mm的导管。

导管应编号、写明各编号对应长度，以便拆管时，正确掌握导管的埋置深度。

现场拼接时要保持密封圈无破损，接头严密，管轴顺直。

导管在使用过程中，注意轻抬轻放，防止将螺纹碰坏或导管变形。

桩基灌注完成，将导管内、外表面附着水泥浆用水冲洗干净，保持导管表面清洁。

7、砼浇注工序控制：

a桩基施工采用商品混凝土，为保证混凝土质量，安排试验人员驻商砼站全程监督，确保严格按照施工配合比生产，混凝土出厂前测定坍落度，合格后方可发往施工现场。

b在运输过程中应无离析、泌水现象，灌注时应保持足够的流动性，其坍落度宜在180～220mm。

c灌注混凝土前，利用导管进行二次清孔，根据常规采用反循环换浆法进行二次清孔，若无法彻底清除桩底泥砂沉淀层，易造成灌注过程中泥砂夹杂在水下混凝土中，易导致缩径或断层或灌注桩长达不到设计要求。

对孔底沉淀层厚度、泥浆指标进行检测，达到要求后，立即灌注水下混凝土。

d砼浇注采用砼搅拌车配合漏斗、隔水球（或采用拔塞法）。

浇砼前罐车提前启动，砼从搅拌车内流出前先逆向加速旋转，然后正转，防止砼出现离析现象。

e灌注首批混凝土时，导管下口距孔底距离宜保持为40cm左右，并采用足够大的集料斗（1.5M3），第一车将料斗放满后，开始拔塞，同时罐车加大油门，保证料斗内混凝土始终在1M3以上，确保导管内充满砼，且首批混凝土的数量须能够满足导管初次埋入混凝土中深度不小于1.0米。

f混凝土灌注过程中，要随时检测混凝土顶面高程，使导管埋深控制在2～6m。

连续灌注，中间停留时间不宜超过半个小时。

当导管内混凝土不满时，应徐徐灌注，防止在导管内形成高压空气囊。

g当混凝土面离钢筋笼2m时，要使导管保持较大的埋深，并放慢灌注速度，以减小混凝土对钢筋笼子的冲击力，防止其上浮。

当混凝土进入钢筋笼一定深度后（1米以上），应适当提升导管，使钢筋笼在导管下口有一定的埋深。

h在最后灌注时，导管要保持一定的高度，使混凝土产生较大的冲击力，以增加混凝土的压力，提高混凝土密实性。

为了保证桩头混凝土质量，灌注桩顶要超灌1.0m以上，以保证桩顶混凝土质量。

i钻孔灌注桩施工过程中做好施工原始记录。

在施工中必须谨慎，强化管理，加强对各个施工环节的控制，保证各个环节均达到规范和质量标准要求，确保成桩质量全部合格。

8、常见问题处理

（1）钻孔故障及处理办法

a坍孔：

其表征是孔内水位突然下降又回升，孔口冒细密水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。

若发现坍孔，应查明坍孔位置后进行处理，坍孔不严重时，可回填土至坍孔位以上。

并采取改善泥浆性能、加高水头、深埋护筒等措施。

坍孔部位不深时，可采取深埋护筒法，将护筒填土夯实，重新钻孔,钻孔开始时应放慢钻进速度，保持孔内水头，并配备优质泥浆进行护壁处理。

b扩孔与缩孔：

扩孔多是孔壁小坍塌或钻锥摆动过大造成，应针对原因采取防治措施。

发生缩孔时，可用锥钻上下反复扫孔，扩大孔径。

c钻孔漏浆：

遇护筒内水头不能保持时，宜采用护筒周围回填土夯实、增加护筒沉埋深度、增加泥浆相对密度及粘度或倒入粘土使钻锥慢速转动，增加孔壁粘土层厚度等措施。

（2）灌注中常见故障及处理方法

a导管进水：

灌注混凝土中导管进水时，应依次将导管拔出，将已灌砼表面沉淀土及已坍土吸除，将有底塞的导管插入砼表面以下2.5米深处，在无水导管中灌注。

b导管堵塞：

初灌导管堵塞多因隔水硬球拴不符合要求被卡住，可采用长杆冲捣，或提升导管迅速下落振冲，或用钻杆加配重冲击导管内混凝土等方法。

中期导管堵塞，多因灌注时间过长，表面砼已初凝造成，或因某种故障，拌合物在导管内停留时间过长而发生堵塞。

处理方法是将导管连同堵塞物一起拔除，若原灌砼表层尚未初凝，可用新导管插入原灌拌合物内2m深，用潜水泥浆泵下入导管孔底，将底部水泵出，再用圆杆接长的小掏渣桶下入管底，将残余渣土掏净，然后在新导管内继续灌注。

c钢筋骨架上浮：

其主要原因是混凝土拌和物冲出导管底口后向上的顶托力造成的。

处理方法是将钢筋骨架顶端焊在护筒上或顶在钻架底座下面，同时采取放慢浇筑速度，加大导管埋深等措施。

d在灌注过程中若出现不提导管混凝土不下落现象产生时，这就是卡管的征兆，此时必须控制导管埋深，严防导管脱离混凝土面造成沉渣同混凝土混合甚至断桩；适当接长导管，靠增加混凝土压力冲破卡管。

e为防止冲击震动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌混凝土的凝固，以免影响邻桩混凝土质量，应待邻孔混凝土灌筑完毕，并达到2.5MPa抗压强度后，才能开钻。

9、质量检验

（1）混凝土质量的检查和验收，应符合规范的规定。

每桩试件组数一般为2组。

（2）应在监理工程师在场的情况采用无破损检测法进行检测。

检测方式为超声波检测

（3）检查项目

钻孔灌注桩检查项目及允许偏差

项次

检查项目

规定值或允许偏差

检查方法和频率

1

混凝土强度（MPa）

在合格标准内

按JTGF80/1-2004附录D检查

2

孔的中心位置（mm）

群桩

100

用经纬仪检查纵、横方向

排架桩

50

3

孔径

不小于设计桩径

查灌注前记录

4

倾斜度

直桩

小于1%

查灌注前记录

斜桩

±2.5%

5

孔深

摩擦桩

不小于设计规定

查灌注前记录

支承桩

比设计深度超深不小于50mm

6

沉淀厚度（mm）

摩擦桩

符合图纸要求。

图纸无要求时，对于直径≤1.5m的桩，≤300㎜；对桩径＞1.5m或桩长＞40m或土质较差的桩≤500㎜

查灌注前记录

支承桩

不大于设计规定

7

清孔后泥浆指标

相对密度

1.03～1.10

查清孔资料

粘度

17～20Pa·s

含砂率

＜2%

胶体率

>98%

六、安全保证措施

1、进入施工现场人员必须佩戴安全帽，施工操作人员应穿戴好必要的防护用品。

2、桩基在钻孔及吊放钢筋笼时应控制好机械与上部供电线路的间距，如达不到安全距离应协调相关部门在相应作业期间暂停输电。

3、泥浆池周围必须设有防护设施，成孔后，暂时不进行下道工序施工的桩孔必须设有围栏、盖板、警示标志等安全防护设施，并有人看守。

4、配电系统应设置配电柜或总配电箱、分配电箱、开关箱，实行三级配电。

配电系统必须确保三相负荷平衡。

必须采用铁制配电箱，不得使用木质配电箱。

5、配电箱、开关箱应安装在干燥通风常温场所，不得装设在有瓦斯、烟气、潮气及其他有害介质中，亦不得装设在易撞击有强烈震动的地方。

周围不得堆放任何妨碍操作维修的物品。

6、总配电箱应安装有短路、过载、漏电保护功能，熔断器应选用具有可靠灭弧分断功能的产品。

7、漏电保护器每天使用前应启动漏电试验按钮试跳一次，试跳不正常的严禁继续使用。

8、施工用电必须符合“一机、一闸、一漏、一箱”的规定，其在正常情况下不带电的金属外壳，必须按规定做保护接零或接地。

临时停电、停工休息或下班时，必须拉闸断电，锁好开关箱。

9、用电设备必须接地良好，各种闸刀必须按规定安装保险丝，决不允许用铜铝线代替，更不允许接线不通过接线孔，而挂在闸刀片上用电。

10、供电线路应埋地或架空敷设，严禁明敷在地面上。

工地照明灯具必须使用绝缘材料隔离，严禁碘钨灯灯架捆绑在脚手架、钢管等导体上。

11、电气设备的电源，应按有关规定架设安装；电气设备均须有良好的接地接零，并装有可靠的触电保护装置。

12、在施工全过程中，应严格执行有关机械的安全操作规程，由专人操作并加强机械维修保养，经安全部门检验认可，领证后方可投入使用。

13、钻机工作之前必须进行机械安全检查。

14、现场卸料前，必须检查卸料方向是否有人，以避免将人员砸伤。

15、桩基施工阶段，应在其桩位醒目位置立标示牌，标明桩位、桩长、桩径、施工状态等内容。

16、导管安装及砼浇注前，井口必须设有导管卡，搭设工作平台（留出导管位置），并且要求能保证人员的安全。

17、遇大雨、大雪、大雾和六级以上大风，应停止钻孔作业。

18、操作人员要遵守桩机钻孔的安全操作规程，严禁违章作业。

19、夜间有照明设备，以防误入泥浆池发生意外。

七、文明施工和环境保护措施

1、加强对职工文明施工的思想意识教育。

施工过程中，积极开展文明施工活动，进行规范化、标准化施工。

2、牢固树立“修路架桥、造福一方”的思想，坚持一切从人民的根本利益出发的观点，尊重当地民俗、民风习惯，维护当地人民的正常生产、生活秩序，搞好地方关系，保证工程施工的正常进行。

3、施工现场按要求设立安全警示标志、公示牌以及围栏、安全网等，以保障公众的安全与方便。

4、施工人员着装整齐，要做到文明语言、文明行为。

5、做好生产劳动保护工作，为职工配备齐全有效的防护用品。

在人员集中地段，设置较全面的生活、卫生等设施以保证人员的身体健康与环境卫生。

6、对各种施工机械的保养，做到经常清洗、检修，凡未检修与清洗的机械设备，不得在工程中使用，减少污染。

7、施工中要挂牌施工，各级施工人员佩带上岗证，必须戴安全帽，统一着装，不准赤脚或穿拖鞋，并接受业主和监理的检查和社会监督。

8、料场现场布置应合理，各类材料分开堆放、码放整齐，并设置标示牌，注明产地、规格、检查状态、使用部位等内容。

9、施工周围的树木和植被不得随意砍伐和破坏。

10、施工现场的生活垃圾和工程废弃物应集中堆放，统一处理。

11、对泥浆池加强管理，不得任泥浆溢流，捞取的沉渣及时清走。