缺陷桩处理工程实例

1、水下钻孔灌注桩缺陷的分析及处理工程实例1. 前言我公司施工的某发电厂桩基B 标，完成1 号锅炉 1000 桩长 50m的钻孔灌注桩147 根。地层情况：第一层为素填土或粘土，层厚 23m 软塑状态，第二层为淤泥层 ，层厚塑状态， 下部为粘土和粉质粘土。 根据地层情况我公司施工中成孔工艺采用旋挖钻机成孔，部淤泥层采用下设长护筒（ 1521m）护壁，防止孔壁坍塌。1620m 流泥浆护壁， 上1 号锅炉桩基施工用钻机自身下设、提拔护筒。由于钻机自身施工能力及现场施工人员经验不足，对此工艺施工钻孔灌注桩的最后一道工序提拔护筒控制不严格，造成了基坑开挖后，低应变检测发现11根类桩。2. 检测情况桩基检测

2、由业主委托土木研究所测试中心进行，对1 号锅炉 1000 钻孔灌注桩进行低应变检测，共发现类桩 11 根，分别为 1JZ393、1JZ390、1JZ391、1JZ371、1JZ387、1JZ467、1JZ417、1JZ430、1JZ424、1JZ412、1JZ490。类桩数量约占 1 号锅炉施工桩数的 7.5%。3. 桩身缺陷情况分析3.1 桩身缺陷1) 从土木研究所测试中心低应变检测结果看， 、类桩桩身缺陷分布在桩顶下 67m间，且缺陷程度不同；2) 缺陷桩在 1 号锅炉均匀分布，没有相对集中的现象；3) 发现缺陷桩后，我公司组织力量对缺陷桩( 类桩 ) 进行了钻芯取样，取出钻芯完整度 95

3、%，没有发现明显桩身缺陷。3.2 施工工艺介绍由于地层上部为20m厚的流塑淤泥层，所以必须下设20m左右的钢护筒来防止孔壁坍塌，1 号锅炉钻孔灌注桩采用的是BG钻机自身下护筒、自身提拔护筒的工艺，工艺介绍如下：该施工方法的基本原理是先利用钻机的护筒驱动器下设护筒至软弱覆盖层的层底，防止该层土塌上覆软弱层上覆软弱层上覆软弱层上覆软弱层下卧硬层下卧硬层步骤一步骤二步骤三步骤四孔，并以水平尺测定护筒的垂直度； 然后用短螺旋钻头取土， 并通过操作钻机上的纠偏液压油缸调整钻杆的垂直状况，以控制成孔精度。在钻至设计要求孔深后，用旋挖钻具清除孔底浮土，以提高桩的承载力，然后放入钢筋笼，进行混凝土浇注，最后钻

4、机利用护筒驱动器拔出护筒。本工艺特点是充分利用 BG钻机功率大、扭距大的特点，利用自身能力，完成护筒埋设及提拔，占用其它机械少。3.3 缺陷桩施工情况汇总缺陷桩施工情况汇总如下：桩号施工机组灌注时间混凝土浇注量 (m3)充盈系数11JZ3915#2h40min451.12521JZ3931#3h10min44.61.1231JZ3711#3h40min481.1441JZ3902#2h20min481.1851JZ3875#2h10min471.1861JZ3855#2h45min471.1571JZ4303#2h30min461.1981JZ4241#3h45min47.51.291JZ41

5、27#3h11min481.15101JZ4173#3h48min451.15111JZ4672#2h20min441.104. 发生桩身缺陷的原因分析结合施工工艺、施工情况及桩身缺陷检测情况分析，桩身缺陷集中分布在桩头以下67m间，且施工机组相对分散，缺陷形成位置为第二节护筒联接位置，即为提拔完第一节护筒后，第二节护筒的护筒底的位置。 分析可知： 缺陷形成的原因为提拔第二节护筒时，钻机在此位置提拔护筒发生移动或护筒发生倾斜或移位，再者或是提拔此节护筒时，混凝土发生初凝。造成这种情况的主客观原因分析如下：1) 管理人员经验不足， 没有及时发现施工中的异常情况， 没有对可能发生问题的环节进行控制

6、，对 BG钻机下设及提拔护筒工艺的要点没有掌握。a) 钻机施工过程中， 出现过由于出力过大而发生机身前倾、 护筒阻力过大提拔困难等情况，现场管理人员没有及时通过现象发现问题，制定有效措施避免问题的发生；b) 管理人员质量意识淡薄， 忽视了施工中最后一道工序的管理， 没有根据施工中出现的新情况及时调整施工方法，没有及时发现施工中的设备操作中存在的问题；c) 没有对施工中存在的问题及时发现及时反馈及时调整。2) 操作人员没有在施工过程中及时地发现新情况进而改善施工方法或提出建议，而是质量意识淡薄，一味追求进度，出现钻机前倾等情况，仍进行操作，甚至是护筒埋住后仍坚持提拔，造成了桩身缺陷的形成。3)

7、对钻机操作人员培训工作做得不到位，操作人员对起拔护筒工艺要点及重要性掌握不够。4) BG钻机自身下设护筒、提拔护筒的工艺存在缺陷：a) 对钻机操作人员要求较高，要求操作人员熟练地操作钻机并能充分利用钻机的能力；b) 对于孔口配合人员要求能熟练地指挥钻机、熟练地配合施工作业，一旦出现差错，就会直接造成质量事故；c) 对施工场地要求较高，由于钻机频繁地移动及提拔护筒，要求场地土坚硬，若提拔护筒时表层土发生移动，则会出现桩身缺陷。5) 本次 1000 钻孔灌注桩使用 C30 混凝土，试验室砼配合比试验报告单配比显示初凝时间大于6 小时，而钻机提拔护筒时间一般为3.54 小时，据施工记录记载钻机提拔护

8、筒时间均小于6小时。5. 补救措施此事故发生后，项目部积极努力，积极与联系，对事故采取补救措施，力争采取有效可行的措施，积极的行动，减少业主及兄弟单位的损失。发生问题后，敢于面对问题，积极提出有效方案，对缺陷桩进行补强处理，争取以最短的时间、最好的补强措施，对缺陷桩进行修补，保证修补后的桩是合格的，满足设计要求的。类桩补强措施通过对 1#锅炉钻孔灌注桩施工工艺进行分析及现场钻芯取样判断，桩身缺陷为BG钻机起拔护筒时引起的微裂缝。经同意，对以上缺陷桩采用灌浆补强及重要部位加插型钢的方法进行桩身补强处理。具体方法如下：030R45R.5R4R455图1：钻孔布置图1) 1JZ393、1JZ390、

9、1JZ391、1JZ371、1JZ387、1JZ467，采用 100 型地质钻机钻孔灌浆进行补强。钻孔直径91mm，每桩 3 孔，钻孔孔深为桩顶以下67m，灌浆材料选用PO42.5 水泥配制的水灰比0.5 的水泥浆，灌浆压力0.50.8MPa ，钻孔分布如图1 示。2) 1JZ417、1JZ430、1JZ424、1JZ412，采用 100 型地质钻机钻孔灌浆进行补强。a) 钻孔直径 110mm，每桩 5 孔，钻孔孔深为桩顶标高以下 8m，先用水灰比 0.5 的水泥浆进行压力灌浆，灌浆压力 0.50.8MPa ，修补桩体缺陷；b) 灌浆完成后，孔插入 8 号槽钢组合，选用 BY-40 灌浆料对型

10、钢进行锚固；c)型钢组合体标高高出桩顶50cm(-3.90m) ，钻孔分布及型钢埋设如图2 示；d)型钢肋采用间隔800mm加焊 6mm厚钢板进行加强，如图3 示。60500超宽肢切除焊缝R53R焊缝8号槽钢5555R55R06R82525槽钢组合6mm厚钢板 800R55焊缝60 焊缝图1：钻孔布置图图2：槽钢组合加强示意图6.2.1 1JZ393、 1JZ390、 1JZ391、 1JZ371、 1JZ387、 1JZ467 补强处理1) 1JZ393、1JZ390、1JZ391、1JZ371、1JZ387、1JZ467，采用 100 型地质钻机钻孔灌浆进行补强，钻机选用 91 金钢石钻头

11、钻进；2)钻孔直径91mm，每桩 3 孔，沿桩中心半径300mm圆均布，钻孔分布如图1 示。3)钻孔孔深为超过低应变检测指示缺陷位置500mm，一般为桩顶以下67m；4)灌浆材料选用PO42.5 水泥配制的水灰比0.5 的水泥浆，水泥浆搅拌时间单盘不小于3min，灌浆压力0.50.8MPa ；5) 拌浆用水采用场施工用水，严禁用海水拌制；6) 灌浆前先用淡水洗孔，直到不见沉碴上返止，埋管并下注浆塞，进行静压灌浆；7) 灌浆压力首先控制在 0.5MPa，将水灰比 0.5 的浆液灌入，若出现下列情况可停止此孔灌浆：a) 浆面不下降，增大灌浆压力，保持在0.8MPa，并保持 10min；b) 水泥浆

12、不断灌入，桩体周围土体发现浆液上返；c) 水泥浆不断灌入，并在同桩钻孔中发现浆面不断上升。8) 灌浆完成后，将浆管插到孔底，进行封孔灌浆，直至浓浆返出止；9) 对其它灌浆孔重复此过程，完成桩体灌浆工作。6.2.2 1JZ417、 1JZ430、 1JZ424、 1JZ412 补强处理(1) 1JZ417、1JZ430、1JZ424、412，采用 100 型地质钻机钻孔灌浆进行补强，并插埋型钢进行补强，钻机选用 110金钢石钻头钻60进；550超宽肢切除焊缝30RR(2) 钻孔直径 110mm，每8号槽钢桩 65 孔，沿桩中R556555 550R0R心半径300mm圆均8布，钻孔分布如槽钢组合

13、6mm厚钢板 8005R5焊缝60图2：钻孔布置图图3：槽钢组合加强示意图图 2示；(3)钻孔孔深为超过低应变检测指示缺陷位置1000mm，孔深确定为桩顶以下8m；(4) 灌浆材料选用 PO42.5 水泥配制的水灰比 0.5 的水泥浆， 灌浆压力 0.50.8MPa ，灌浆控制过程同 3.1；(5)灌浆完成后，孔中立即插入型钢，型钢长8.5m，制作如图3 示；6055300超宽肢切除焊缝RR焊缝8号槽钢555R55R06R582525槽钢组合6mm厚钢板 80055R焊缝60焊缝图1：钻孔布置图图2：槽钢组合加强示意图(6) 同时拌制好 BY-40 灌浆料，灌入孔中，对型钢进行锚固。6.2.3技术要求(1) 灌浆水泥浆选用 PO42.5 水泥拌制；(2) 搅拌用水为检测合格可用为混凝土搅拌用水的场地施工用水；(3) 灌浆泵采用 2 缸灰浆泵；(4) 水泥浆搅拌采用灰浆搅拌机；(5)BY40灌浆料加水量为其建议值4kg/25kg ；(6)BY40灌浆料搅拌后须在30min 用完，防止初凝；(7)型钢组合采用8 号