桩基缺陷处理方案

Xx工程桩基缺陷处理专题方案

一、桩基缺陷概况

Xx工程22#墩有桩径2.0m日勺灌注桩2根。桩基声测和钻芯取样日勺成果表明2根桩均

存在不一样程度日勺缺陷，详细状况如下：

1.左线22#-1桩:

缺陷共2处，第一处缺陷位于桩顶如下6.800m-10.300m（标高-4.079m至-7.579m）

处，桩身局部有颈缩，颈缩面积约占桩身截面积的1/3,颈缩高度约3.5m；第二处缺陷

位于桩顶如下29.400m-33.896m（标高-26.624至-31.120m）处，缺陷类型为桩底沉渣过

厚。沉渣呈锥形分布，存在缺陷的面积约占桩身截面积的1/2,沉渣最大厚度为1.916m。

沉渣成分以砂砾为主，夹杂有少许粘性土。

第一处缺陷位于全风化花岗岩地层，该地层岩芯呈土状，风化剧烈，遇水易软化崩

解；第二处缺陷总长4.496m,其中约0.256m长段位于强风化花岗岩，该地层岩芯以块状

为主，岩石裂隙发育，风叱强烈，岩质较硬；其他缺陷段位于中风化花岗岩地层，该地

层岩芯呈长柱状，裂隙较发育，岩石硬。

2.左线22#-2桩：

缺陷共2处，第一处缺陷位于桩顶如下7.200m-11.450m（标高-4.424至-8.674m）

处，桩身出现严重颈缩，颈缩面积约占桩身截面积日勺2/3；第二处缺陷位于桩顶如下

32.200m-33.436m（标高-29.424m至30.600m）处，缺陷类型为桩底沉渣过厚。沉渣呈锥

形分布，沉渣最大厚度约1.236叫沉渣最小厚度约0.14m。沉渣成分以砂砾为主，夹杂

有少许粘性土。

第一处缺陷位于全风化花岗岩地层，该地层岩芯呈土状，风化剧烈，遇水易软化崩解；

第二处缺陷位于中风化花岗岩地层，该地层岩芯呈长柱状，裂隙较发育，岩石便。

二、桩基质量事故原因分析

1.重要原因：

根据桩身缺陷位置、缺陷类型、夹渣（或沉渣）H勺性质及形状可推断，导致本次质

最事故口勺重要原因有三个：①、成孔过程中泥浆指标差（胶体率低、砂率高），清孔时

清孔不彻底，砂率偏高；②、首盘封底用储料斗偏小，首灌混凝土方量过小，封底混凝

土冲击力局限性导致孔底沉渣不能彻底翻涌至混凝土上。③、混凝土灌注过程中，拔管

控制不够严格，导致导管埋深过浅甚至拔出混凝土面。

2.也许影响原因：

2.1、桩基在施工前进行了人工探孔，探孔深度到达10多米。桩基旋挖前又进行了重新

回填。因旋挖成孔与原探孔孔位不也许完全重叠且回填土稳定性和整体性差，导致钢筋

笼下放、混凝土灌注过程中侧壁出现崩解、脱落现象。

2.2、混凝土灌注用导管在使用过程中密封性减少，施工时未及时发现。由于导管漏水、

漏气，减少了水下混凝土灌注质量。

三、桩基加固原因及加固措施选择

1.桩基加固原因：

2、由于我部施工管理不到位，导致以上桩基在施工过程中产生了质量缺陷。按照广

东xx公路企业的管理通例本应进行返工。但由于该桩位位于xx市市内且距离既有建筑

物近（水平距离最短距离12m）,如采用冲击钻孔成桩，首先施工危及既有建筑物构造安

全，另首先施工过程中产生的噪音不能满足都市施工环境保护和文明施工的规定。如采

用人工挖孔方式成桩，首先人工挖孔桩深度超过了XK市挖孔桩施工的限制深度，另首先

人工挖孔施工周期长，对工程工期有严重影响。

3、基于以上原因，我部提议采用加固补强日勺措施，对存在缺陷日勺桩基进行处理。以

保证既有建筑物构造安全，减少施工对周围环境影响的同步保证工程质量到达设计规

定。

桩基加固措施选择：

第一、我部计划根据桩基缺陷所处的不一样位置分状况采用不一样的加固措施：

桩基桩底沉渣过厚缺陷，我部计划采用高压清水旋喷加气举联合清渣，然后采用压力注

浆法补强。选择该措施日勺重要原因：①、桩基底部桩身为纯受压构造，对构造抗弯和抗

剪切强度规定低，对构造抗压强度规定高，注浆补强可以保证加固后口勺桩身强度满足设

计规定；②、桩基底部缺陷所处地层基本上为强风化或中风化花岗岩，岩石的整体性很

好，受高压水流冲洗不会发生软化和倒塌，冲洗彻底，加固后不会留下质量隐患。

桩基上部断桩或颈缩缺陷，我部计划采用人工挖孔日勺方式挖除缺陷部分及以上所有桩身

混凝土及部分钢筋，然后采用干灌日勺方式进行接桩。选择该措施的重要原因：①、桩基

上部桩身受力较为复杂，对构造抗压强度、抗弯强度、抗剪切强度均有较高日勺规定，采

用其他处理方式不可以保证多种强度均能满足规定；②、桩基上部缺陷所处地层为全风

化花岗岩，遇水宜软化和倒塌，采用其他处理方式不可以完全排除钢筋锈蚀、夹渣、颈

缩时也许，其他加固措施质量风险加大；③、人工挖孔后干灌混凝土有助于保证钢筋接

长质量和混凝土接合面口勺连接强度，加固后桩基质量有保证；④、桩基上部缺陷均在桩

顶如下12nl范围以内，可以满足xx市对人工挖孔桩施工深度的规定，施工较安全。

四、高压注浆法处理桩基桩底沉渣过厚缺陷的施工工艺及技术措施

1.桩底沉渣加固施工工艺流程:

补钻注浆孔一高压旋喷冲切f气举清渣一埋设井口管f配浆及压力注浆

2.注浆孔位布置:

为了保证桩底沉渣清洗彻底，不留质量隐患。注浆孔位设置做到孔位布置均匀，数

量合适。本工程桩基直径为2叫我部计划分两层布设8个注浆孔位。第一层位于桩基检

测取芯孔处，在充足运用桩检取芯孔的同步补钻1个注浆孔。第二层位于桩基检测取芯

孔与桩基外壁之间1/2处，第一层注浆孔与第二层注浆孔呈梅花形布置。孔位布置示意

图如图1所示:

图L注浆孔位布置示意图

3.钻孔：

钻孔采用XY-1油压钻机，金刚石组合钻具钻孔c钻孔直径为4)91T10n明垂直度不

大于0.5%,钻孔深度超过处理部位lm0

钻孔时应注意：当钻孔至上部颈缩或断桩缺陷剖位时，应停止钻进。采用低标号水

泥通过注浆的措施使缺陷处的软弱夹层稳定。首先防止钻进过程中发生卡钻，另首先防

止冲洗下部的过程中，上部缺陷处的软弱夹层倒塌影响冲洗效果。

4.高压清水切割：

所有注浆孔钻孔完毕后，将带有合金喷射器的I组合钻具通过钻机下放至桩底缺陷部

位。运用高压注浆泵喷射高压清水对桩底缺陷部位逐孔进行高压切割清洗。清洗时泵送

压力控制在25~28MPa左右，送水量控制在80L/min左右，提高和下落区I速度控制在

15〜20cm/min,喷头旋转速度控制在18r/mino每个孔位高压切割清洗需反复多次，通过

高压水流使桩身缺陷部位R勺较弱桩身及桩底沉渣彻底与桩身剥离。高压切割清洗至返出

水为清水方可清洗下一孔位。

5.气举清渣：

在高压切割清洗的同步，运用互相连通口勺孔位采用空压机气举反循环进行清渣。空

压机送气量控制在2.0m3/min,压力控制在0.8MPa。清渣直至无明显浮渣，返出水为清

水为止。

6.埋设井口管：

在注浆孔孔口埋设井口管作为压力注浆日勺注浆孔和排气孔。井口管采用钢管，钢管

上加焊钢筋，采用15cm厚水泥砂浆植埋固定。井口管必须保证在5MPa压力下不出现渗

漏现象。

7、配制浆液及压力注浆：

浆液采用高强度水泥净浆。浆液拌制时先采用计量器具对加水容器或送水泵日勺送水

量进行计量。拌制时严格采用计量好日勺容器控制水泥用量和用水量，保证水灰比精确。

注浆时，先用造浆桶造配置水灰比为0.5左右向水泥浆，分别对各孔桩底缺陷进行

注浆及旋喷注浆。注浆至各孔返出的浆与送入的浆液基本一致后，配置水灰比为0.4左

右的浓水泥浆采用反推法换浆。待各孔内返出浆液均为浓浆为止。

旋喷注浆压力控制在15-20MPa,提高速度控制在IScm/min,旋转速度控制在

18r/min。每孔桩底缺陷.上下反复旋喷几遍，并且各孔交替进行二至三次，同步各孔分别

注压浓浆，以保证补强后浆体强度。

以上工序完毕后，关闭井口管阀门。用浓（水灰比0.4）浆向孔内进行补压，以增长

密实度。压力控制在2MPa左右，稳压20分钟即可。

8、施工重要设备投入计划:

表

L施

工设

备投名称型号数量备注

入计

划表

序号

1油压钻机XY-12台

2泥浆泵BW1501台

3旋喷钻机—1台

4高压泥浆泵ZJB451台

5灰浆搅拌机—2套

6空压机3.0in3/min1台

7合金喷射器—若干

五、人工挖孔清除法处理桩基上部断桩或颈缩缺陷施工工艺及技术措施

1.人工挖孔清除法施工工艺简介

根据本工程工程地质条件和桩检成果，我部确定采用如下措施清除桩身上部缺陷并

重新接桩恢复桩身到达设计规定：①、桩身上部混凝土清除采用静力爆破法，缺陷部位

及如下0.5m采用风镐凿除；②、护壁采用钢筋混凝土护壁，渗水较大处添加适量速凝剂，

其他部位采用C20混凝土；③、接桩采用干灌法浇筑桩身混凝土，桩身钢筋按照规范进

行接头处理。

2.人工挖孔清除法施工工艺流程

人工挖孔清除法施工工艺流程详见第6页：图2、人工挖孔清除法施工工艺流程图

3.施工准备

施工前应做好如下准备工作：

3.1、桩基上部缺陷处理计划在桩底缺陷处理完其后进行，因此首先对桩基底部缺陷

处理完毕确认合格后方可进行下道工序。

3.2、桩基上部缺陷处理前，需由业主、设计、监理、施工等单位对处理方案进行讨

论和优化，并确定上部缺陷处理深度。

3.3.以同意的施工方案为根据对施工人员进行质量和安全技术交底。

4.井口护圈施工

井口护圈既作为护壁的一部分同步还起到防止地面重物和地表积水进入孔内日勺作用,

应优先进行施工，以保证施工安全，改善作业条件c

井口护圈与护壁同样采用钢筋混凝土构造。地面以上部分护圈构造厚度为20cm,采用上

下同厚形式。护圈顶面高出地下水位0.3mo地面如下部分与护壁构造相似。上口厚15cm,

下口厚7cm,呈梯形。整个护圈高度为1m。护圈构造图如图3：

图2.人工挖孔清除法施工工艺流程图

图3.护圈构造图

护圈施工前先采用水泵先排除基坑内枳水，在护圈施工完毕前持续不间断排水直至

护圈混凝土浇筑完毕。护圈内桩身及土方挖除的次序及施工措施为：①、火焰切割桩基

外露钢筋；②、采用静力爆破法破裂桩身混凝土；③、采用风炮凿除垫层混凝土；④采

用人工开挖为主，风炮为辅的措施挖除桩身混凝土及护圈范围内土方。在挖除混凝土和

土方H勺同步，适时割除桩身钢筋以便于开挖。

护圈土方开挖完毕后，支立内外侧模板。护圈内模与护壁模板相似。外膜采用简易

钢模板。模板安装完毕后检查模板中心线与桩中心线之间日勺偏差，偏差在容许范围内方

可安放钢筋笼并浇筑护圈混凝土。

护圈混凝土采用人工现场拌合，拌合时保证配合比精确。混凝土随拌随用、用多少

拌多少。护圈混凝土浇筑采用分层浇筑H勺措施，边浇筑边振捣以保证混凝土H勺密实度，

防止渗漏。

护圈混凝土强度到达2.5MPa以上方可拆除模板c待混凝土表面干燥后，由专业测量

人员放出桩基中心线，并在护圈上做出明显标识，以作为后续护壁施工的基准C

5.搭设施工平台、安装有关设施

因桩基检测前已开挖了承台基坑并浇筑了承台垫层混凝土，导致人工挖孔法施工时

废渣清理和外运日勺施工难度增大。为了以便人工挖孔施工时废渣外运，我部计划在桩位

上方搭设与地面同高的施工平台。施工平台与原地面之间搭设运送便道连通。施工平台

及运送通道采用建筑钢管支架搭设，支架上部铺设方木及模板。

施工平台及运送便道搭设完毕后，安装废渣吊装机械、夜间照明设施、通风通气设

备、和安全防护设施等有关设施。所有设施安装完毕经调试合格后进行人工挖孔施工。

6.静力爆破法人工挖孔施工

6.1.静力爆破法施工工艺流程

静力爆破施工工艺流程：布眼一钻孔一装药一爆破一清理

6.2.布眼：

根据静力爆破技术参数、爆破对象、桩基直径等参数确定静力爆破孔的孔位基本布置为:

孔距为25cm-35c叫排距为22cm,钻孔深度为1.2%斜孔与垂直方向的夹角为10°。

详细爆破孔位布置如图4：

图4.静力爆破孔位布置图

6.3.钻孔

钻孔采用手持强力岩石电钻进行钻进。电钻配置直径为640cm,长度1.5m钻头。钻

孔时采用水钻，严禁干钻。由于钻孔直径、钻孔深度和钻孔角度与最终破碎效果有亲密

的关系。施工时严格控制钻孔的直径、深度及夹度。

孔钻进完毕后采用空气压缩机运用高压空气清除孔位日勺积水及残渣，封堵孔口待

用。

6.4.装药

所有爆破孔所有钻设完毕后，按照由内向外的次序依次向孔内填装药剂。填装药剂

前需对孔内进行二次吹洗,吹个装一种、随吹随装。

静力爆破剂采用市场可购置H勺由特殊硅酸盐和氧化钙为重要原料成品药剂。药剂在

使用前加入22-32%（重量比）左右日勺水拌成流质状态（糊状）（详细加水量由颗粒大小决

定）。然后迅速沿孔壁倒入孔内以保证药剂在孔内处在密实状态。药剂灌注完毕后，孔口

5cm及时采用黄泥封堵，以防止水分和药剂流失。

药剂反应时间与温度有亲密的关系，填装药剂时需停止其他一切与药剂填装无关的I

活动。药剂拌合采用常温日勺洁净水，不得采用温度较高的I水。药剂填装过程中如发现药

剂已反应需废弃。

6.5.爆破

根据目前xx地区的气温可确定：药剂日勺反应时间为30〜60min。药剂开始反应后定期

安排人员进行查看，发现混凝土有裂纹时及时加水以增进药剂充足反应。待反应基本结

束后方可进行下道工序。

6.6.废渣清理及外运

通过静力爆破，原混凝土桩身基本碎裂成块。由人工使用风镉逐层进行清理。清理

过程中需同步对护壁范围内的原地层进行挖除。清理产生的废渣由卷扬机为关键的小型

起吊设备吊装至孔外。废渣清理出孔后不得堆放至孔口，应及时运送至指定地点堆放。

对于桩身钢筋，在清理过程中根据实际状况及时进行割除。以防止影响施工进度和施工

安全。

7、缺陷部位清除

缺陷部分桩身由于重要是已泥沙为主，虽然注浆稳固后也比较松散。如采用静力爆

破反而会影响施工效率。我部计划采用风铺凿出的措施。

风镐凿除的长度为存在有缺陷的桩身以及缺陷如下0.5m内日勺桩身。接桩时需要恢复

桩身钢筋，因此风镉凿除下界面以上1.51n范围内的主筋施工时要做好保护。风镐凿除按

照中心向四面的次序进行施工。凿至由钢筋的部位时，需从上而下沿钢筋边缘分层进行

剥离，一面导致钢筋损伤C

风镐凿除施工产生的粉尘污染较大，施工作业人员需做好通风和防尘向防护工作,

已保证施工安全。

8、护壁施工

8.1.护壁构造设计

由于本工程开挖深度较浅，地质状况很好，渗水量不大，我部确定采用钢筋混凝土护

壁。护壁混凝土强度等级为C20,护壁最大厚度为15cm,最小厚度为7cm。护壁内配由小

10圆钢构成欧I钢筋笼，纵向钢筋间距为25cm,螺旋箍筋间距为20cm。最上面一层护圈兼

作护壁。护壁施工与桩身凿除和土方开挖交替进行。护壁每节长度为Imo详细构造图如

图5—护壁构造图。

610,20

保护展3c：Z

^W25.2ZEL?S

14,9

S

等9

S

说明：

1.除注明外，其余尺寸单位8：

2、护发制解茏分节制作.每节长度LM;

3、图中*h根据实际桩并蓄除长度确定.

图5.护壁构造图

8.2.混凝土护壁施工

每节桩身及土方开挖完毕后，进行混凝土护壁施工。以护圈上已经做好的基准点作

为护壁钢筋、模板安装H勺根据。由于护壁钢筋笼尺寸较护壁内轮廓尺寸大，护壁钢筋笼

不得事先加工成骨架后吊装。护壁钢筋笼下料完毕后，在现场绑扎成型。钢筋笼现场绑

扎完毕及时做好临时固定，以防止变形和移位。护壁模板采用钢模板，模板加工时规定

刚度不得过大，以免给按章导致不便。模板安装完毕检查接缝口勺紧密性以及模板的圆度,

保证偏差在容许范围之内。模板检查合格，进行护壁混凝土施工。混凝土采用人工现场

拌合。由以卷扬机为关键部件的吊装设备吊装至孔底，采用人灌注至模板内。灌注时边

浇筑边振捣，振捣采用小型插入式振捣棒进行，保证密实。混凝土浇筑时下节护壁顶面

需略高于上节护壁底面，以防止护壁接缝处渗水。

护壁强度到达2.5MPa以上后方可拆除护壁模板，进行下节桩身和土方清除及护壁施

工。

9、成孔验收

人工挖除所有缺陷并浇筑护壁至指定位置后，由有关单位对接桩界面进行检查验

收。验收合格，采用试孔器对挖孔H勺成孔质量进行验收。验收确认合格后进行钢筋笼安

装和干灌混凝土成桩。

10、钢筋笼制作与安装

钢筋笼在成孔前1-2天内制作，制作在现场进行。制作现场需平整、干燥。寄存时,

每个加劲筋与地面接触处都垫上等高口勺木方，以免粘上泥土。木工程钢筋笼均在13m左

右，制作时不需分段。但制作前根据桩身预留钢筋的详细状况设置钢筋接头合适调整钢

筋间距以便钢筋安装时接头焊接。

钢筋骨架起吊时小变形，每段骨架拟用两点吊。第一吊点在骨架时下部，第二吊点

设在骨架长度的中点到上三分之一点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎

两根衫木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二吊点同步

起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提高第二吊点。伴随第二吊点不停

上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直。停止起吊。解除第一吊点，检查骨架

与否顺直。如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后，应将其扶正渐渐下降，严禁摆动碰撞

孔壁。

桩身预留钢筋长度1.5%相邻钢筋错开1.0%钢筋接头焊接采用单面搭接焊，搭接

长度12d。由于钢筋接头焊接在孔内进行，钢筋笼下放时不得一次下放到位，下放至露出

地面1-2m时停止下放。采用钢管和钢筋支垫牢固后，焊接工人进入孔内，然后通过对讲

机指挥地面人员及吊车司机对钢筋笼的位置进行调整，已保证钢筋接头精确对位和保证

施工安全。钢筋笼落放就位后，由焊接人员对所有接头逐一进行点焊固定后方可进行正

式焊接。由于孔内通气效果较差，正式焊接时只容许一人进行施焊。施焊时孔内配置大

功率换气扇，并安排专人进行看护，已保证施工安全。焊接完毕后方可摘除吊钩。

骨架就位焊接完毕后，撤出孔底施工人员。对钢筋笼孔口位置进行调整焊接孔口定

位钢筋后方可进行下一道工序。

11.干灌混凝土施工

为了保证接桩时接头混凝土的施工质量。混凝土灌注采用直接干法灌注。接头部位

混凝土强度较设计强度提高一种强度等级。混凝土采用运送罐车运送至施工现场，通过

流槽输送至孔口，通过串桶浇筑入孔。浇筑时需分层进行灌注，采用插入式振捣棒进行

振捣。每层浇筑日勺厚度不得超过50cm,边浇筑边振捣，己保证密实。混凝土坍落度控制

在7-9cn)o灌注前保证孔内尢积水。在保证混凝土质量的状况下，灌注速度应尽量加紧,

以减少护壁渗水对混凝土质量日勺影响。混凝土振捣需由经验丰富的专业技术工人负责，

以保证振捣密实。混凝土灌注至设计桩顶标高，待表面初凝后进行拉毛处理。待混凝土

强度到达2.5MPa以上，凿除护圈混凝土对露出日勺桩身四面进行凿毛处理。灌注过程中要

指定专人认真详细填写灌注记录。

12.挖孔桩施工安全管理措施

安全生产坚持“以人为本”的指导思想，贯彻“安全第一、防止为主”的方针，严

格执行有关法律、法规和当地政府的政策及有关规定。

12.1保证安全的组织措施

项目部成立“安全生产领导小组”，由项目经理任组长，项目副经理任副组长，安

全环境保护部为专职管理部门，负责施工过程中日勺安全监督、检查和持续改善°

12.2保证安全的管理措施

严格遵守国家有关安全生产日勺法律法规等规定，认真执行工程承包协议中的有关安

全规定。工程施工过程中严格贯彻执行《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全

管理条例》，建立健全各级安全管理制度，做到以制度强化施工安全管理，以措施保障

施工安全。

12.3保证安全的制度措施

在动工前制定多种保证施工安全向制度措施，作为施工过程中必须遵守的规定，并

督促检查贯彻状况，防止多种安全事故的发生。

12.4安全操作规程与技术措施

12.4.1.挖孔时，应注意施工安全，挖孔工人必须配有安全帽、安全绳，必要时应搭

设掩体。提取土磴的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具，必须常常检查。井口周围应

高出地面20—30cm,以防止土、石、杂物滚入孔内伤人。挖孔工作暂停时，孔口必须罩

盖。挖孔时，还应常常检查孔内H勺二氧化碳含量，如超过0.3%或孔深超过10米时，应采

用机械通风。

12.4.2.施工场内的一切电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各桩用电必须

分闸，孔内电缆、电线必须绝缘。孔内应采用照明措施，必须加装漏电保护器，孔内照明

应用36V如下的低电压，在潮湿和渗水地区，使用防水灯头和防护灯罩。

12.4.3.建立和健全规章制度，建立交接班制，上下班之间交清施工中存在的问题

及注意事项；建立呼应制，挖孔过程中井孔上随时响应，以防下面发生意外，上面不懂

得。建立通风后方可下孔内作业制，通风后用蜡烛或小动物（小狗或兔等）放至孔底，数

分种后取出，观测有无异常现象。

12.4.4.人在井下劳动时，每分钟需吸入氧和呼出二氧化碳约为1.2dm3。挖孔深度达

10米时，孔底空气自然流动的条件变坏，此时重要靠装土容器上下时，带动孔内空气流

动，这样孔底的二氧化碳内含量逐渐积累，当到达凯时，就会引起人的呼吸紊乱、头痛、

呕吐等症，因此在挖孔过程中必须加强通风。

12.4.5.施工现场