钻孔灌注桩陆上及水上施工质量通病防治手册

钻孔灌注桩陆上及水上施工质量通病防治手册一、总则1.1编制目的为系统排查钻孔灌注桩陆上及水上施工各环节质量通病，明确各类通病的成因、危害、预防措施及治理方法，规范施工操作行为，从源头规避质量隐患，确保桩基施工质量符合设计及规范要求，保障工程结构安全，为现场施工及质量管控提供专项指导，特制定本手册。1.2编制依据1.《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；2.《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；3.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；4.本项目施工设计图纸、地质勘察报告及施工组织设计；5.本项目钻孔灌注桩施工操作手册、质量保证措施及安全技术措施；6.国家及行业关于桩基施工质量通病防治的相关标准、规程。1.3适用范围本手册适用于本项目所有钻孔灌注桩（含陆上桩及水上桩，桩径涵盖φ1.2m、φ1.5m、φ1.8m、φ2.5m）支承桩施工，覆盖施工准备、平台搭设、钢护筒施工、钻孔、清孔、钢筋笼制作安装、水下混凝土灌注、成桩养护及检测等全流程，针对各工序典型质量通病提供专项防治方案。1.4核心原则1.预防为主：立足事前管控，结合地质条件、施工工艺及设备特性，提前制定预防措施，从源头减少质量通病发生；2.精准施策：针对不同通病的成因及危害，结合陆上、水上施工差异，制定针对性强、可操作的防治及处置措施；3.闭环管理：对已出现的质量通病，明确处置流程、责任主体及验收标准，确保整改到位、质量追溯可查；4.全程管控：贯穿施工全流程，强化工序自检、专检及交接检，及时发现并处置潜在质量隐患，避免问题扩大化。二、施工准备阶段质量通病及防治2.1通病一：桩位放样偏差过大2.1.1成因1.测量控制网未定期复核，控制点沉降、移位未及时发现；2.全站仪操作不规范，放样时仪器校准不到位、读数误差过大；3.护桩设置不牢固，受施工碰撞、雨水冲刷等影响发生移位，未及时复核；4.水上施工时，测量平台晃动导致放样精度不足，未采取防抖措施。2.1.2危害导致桩位偏离设计位置，超出规范允许偏差，影响桩基承载受力，严重时需返工重钻，延误工期、增加成本。2.1.3预防措施1.施工前对测量控制网进行全面复核，控制点采用混凝土加固防护，定期校验，确保精度满足规范要求；2.选用合格的全站仪、水准仪，操作前进行仪器校准，由专业测量员持证上岗，双人复核读数，减少人为误差；3.桩位放样后，在桩心外2-3m处设置4个混凝土固定护桩，护桩顶部做好标识，周边设置防护，避免碰撞、碾压；4.水上放样时，将测量仪器固定在稳定平台上，避开风浪时段作业，必要时采用防抖支架，放样完成后重复测量2-3次，确认数据一致。2.1.4处置方法若发现桩位偏差超出允许范围（陆上>5cm、水上>10cm），立即停止后续施工，重新复核测量控制网及护桩，修正桩位坐标后重新放样，对已开挖的护筒坑及时回填处理，确保新桩位精准。2.2通病二：原材料质量不合格2.2.1成因1.原材料进场时未严格验收，出厂合格证、质量证明书不全，未按规定抽样复检；2.水泥、钢筋等材料储存不当，水泥受潮结块、钢筋锈蚀，影响性能；3.钢护筒钢板厚度、材质不满足设计要求，焊缝未进行探伤检测，存在质量隐患；4.水上施工时，原材料运输过程中防护不当，钢筋受潮锈蚀、混凝土外加剂失效。2.2.2危害导致钢筋笼强度不足、混凝土性能不达标、钢护筒变形渗漏，影响桩基整体质量及承载能力，引发结构安全隐患。2.2.3预防措施1.建立原材料进场验收制度，所有材料进场时核查出厂合格证、质量证明书，按规范批次抽样复检，合格后方可投入使用，严禁不合格材料进场；2.水泥存放于防雨防潮仓库，按批次堆放、先进先出，避免受潮结块；钢筋搭设支架架空存放，做好防雨、防锈措施，使用前清除表面锈蚀、油污；3.钢护筒采用Q235C钢板卷制，严格控制厚度及尺寸，焊缝采用超声波探伤检测，符合一级焊缝标准后方可使用；4.水上运输原材料时，钢筋采用防雨布覆盖，混凝土外加剂密封存放，避免受潮失效，运输船靠泊后及时卸载，减少暴露时间。2.2.4处置方法对已进场的不合格原材料，立即隔离存放、标识废弃，严禁使用；受潮结块水泥、锈蚀严重钢筋按规定退场处理；不合格钢护筒及时返修或更换，重新检测合格后方可投入施工。2.3通病三：机械设备性能不达标2.3.1成因1.机械设备进场前未进行全面验收及调试，传动、制动、液压系统存在故障；2.混凝土导管未做水密承压试验，或试验不合格仍投入使用；3.钻机钻头磨损严重，直径小于设计桩径，未及时修补更换；4.水上平台钻机固定不牢固，未进行承载力校验，存在晃动隐患。2.3.2危害导致钻孔偏斜、孔径不足、混凝土灌注漏浆等问题，影响成孔及成桩质量，甚至引发机械故障，延误施工进度。2.3.3预防措施1.机械设备进场前，由机械管理员、安全工程师、质量员联合验收，核查出厂合格证、检修记录，全面调试设备性能，确保传动、制动、安全保护装置运行正常，验收合格后方可进场；2.混凝土导管使用前进行水密承压试验（压力0.8-1.0MPa，持续30min无渗漏）及接头抗拉试验，不合格导管立即更换；3.钻机钻头进场后检查直径及磨损情况，施工前再次复核，钻进过程中定期检查，钻头直径小于设计桩径2cm以上时及时修补或更换；4.水上钻机安装前，对平台承载力进行校验，钻机底部垫设垫板加固，固定牢固，设置防风缆绳，防止作业时晃动。2.3.4处置方法机械设备运行中发现性能不达标，立即停机检修，严禁带病运行；漏浆导管更换后重新做水密试验；磨损钻头及时修补或更换，已钻孔段采用超声波检测孔径，若孔径不足，采取扩孔处理后再继续施工。三、成孔阶段质量通病及防治3.1通病一：孔壁坍塌3.1.1成因1.泥浆性能不足，比重、粘度偏低，含砂率过高，无法有效护壁；2.孔内水头高度不足，陆上施工低于地下水位1.5m，水上施工低于海面水位1.5m，孔壁受水压、土压力作用失稳；3.钻进速度过快，尤其是砂层、松散土层，未给泥浆足够时间形成护壁；4.水上施工时，平台晃动导致钻孔偏斜，扰动孔壁；或海水倒灌污染泥浆，破坏护壁效果。3.1.2危害孔壁坍塌后，钻渣混入泥浆，导致孔底沉渣增厚，影响桩端承载力；严重时会掩埋钻头、堵塞钻孔，无法继续施工，需回填重钻，造成工期延误及经济损失。3.1.3预防措施1.优化泥浆配比，陆上粘性土层泥浆比重控制在1.10-1.20、粘度18-24Pa·s、含砂率≤2%；砂层地段提高比重至1.15-1.25；水上采用海水造浆，比重控制在1.10-1.15，每钻进0.5-1.0m检测一次泥浆性能，及时调整；2.保持孔内水头高度，陆上高出地下水位1.5-2.0m，水上高出海面水位1.5-2.0m，持续补充泥浆，防止水头下降；3.控制钻进速度，粘性土层1-2m/h，砂层放缓至0.5-1.0m/h，采用小冲程、低频率钻进，减少对孔壁的扰动；4.水上施工时，加强平台稳定管控，实时监测平台沉降，避开风浪时段钻进；设置泥浆净化系统，防止海水倒灌，定期检测泥浆性能，及时调整配比。3.1.4处置方法1.轻微坍孔：立即停止钻进，提升钻锥，向孔内注入高比重泥浆（陆上1.25-1.30、水上1.20-1.25），静置24小时待孔壁稳定后，采用小冲程慢速钻进，逐步清理坍渣；2.严重坍孔：若坍孔范围较大、掩埋钻头，立即提升设备，向孔内回填粘土与片石混合物（比例1:1），分层夯实，待地层稳定后重新钻孔。3.2通病二：钻孔偏斜、孔径不规则3.2.1成因1.钻机就位不平整、固定不牢固，作业时发生倾斜；2.钻锥中心、起吊滑轮缘与桩心不在同一垂直线上，偏差过大；3.地层软硬不均，钻进时钻头受力失衡，向软层偏移；4.钻头磨损不均，导致孔径不规则；水上平台晃动，钻机受力不稳定。3.2.2危害钻孔偏斜超出规范允许偏差（≤0.5%），会导致钢筋笼安装困难、混凝土灌注不均，影响桩基受力性能；孔径不规则可能出现局部缩径，降低桩身承载力。3.2.3预防措施1.钻机就位后，用水平仪调平底座，固定牢固，水上钻机额外设置防风、防抖装置，确保作业时稳定无倾斜；2.调整钻锥中心、起吊滑轮缘与桩心在同一垂直线上，偏差≤2cm，钻进前反复复核，钻进过程中定期检查校正；3.遇软硬不均地层时，采用小冲程、低频率钻进，必要时投入小片石和粘土，平衡钻头受力，避免偏移；4.定期检查钻头磨损情况，及时修补或更换，确保钻头直径符合设计要求；水上作业避开风浪时段，减少平台晃动对钻孔的影响。3.2.4处置方法1.轻微偏斜（偏斜率≤0.8%）：在偏斜部位采用小冲程反复冲击矫正，同时调整泥浆性能，确保孔壁稳定；2.严重偏斜（偏斜率>0.8%）或缩径：停止钻进，采用超声波孔壁测定仪检测偏斜及孔径情况，回填粘土与片石混合物，待稳定后重新钻孔，控制钻进参数，避免再次偏斜；3.孔径过大：若局部孔径超出设计值5cm以上，后续灌注混凝土时适当提高浇筑速度，确保桩身混凝土密实。3.3通病三：孔底沉渣过厚3.3.1成因1.清孔方法不当，抽浆不彻底，钻渣未完全排出；2.清孔后泥浆性能不达标，比重过高，钻渣易沉淀；3.清孔完成后，钢筋笼、导管安装时间过长，钻渣再次沉淀；4.水上施工时，泥浆循环系统净化效果差，钻渣未及时清运，导致二次沉淀。3.3.2危害孔底沉渣过厚（超过20cm）会降低桩端承载力，导致桩基沉降过大，影响工程结构稳定性，严重时需二次清孔或返工。3.3.3预防措施1.采用抽浆法清孔，利用混凝土导管作为吸泥管，连接泥浆泵抽排钻渣，确保清孔彻底，清孔时间不少于泥浆循环3次的时长；2.清孔时向孔内注入清水，调整泥浆比重至1.03-1.10、粘度17-20Pa·s，降低钻渣沉淀速度；3.优化施工流程，清孔完成后尽快组织钢筋笼、导管安装，安装时间控制在1小时内，避免钻渣二次沉淀；4.水上施工时，强化泥浆净化系统，钻渣经沉淀池沉淀后及时用专用车辆运至岸上，避免泥浆循环中钻渣回流孔内。3.3.4处置方法1.清孔后检测沉渣厚度超标，立即进行二次清孔，通过导管注入泥浆循环抽排，直至沉渣厚度≤20cm，泥浆性能达标；2.若二次清孔后沉渣仍反复超标，检查泥浆配比及循环系统，调整泥浆性能，延长清孔时间，必要时更换泥浆泵，提升抽排效率。四、钢筋笼制作与安装阶段质量通病及防治4.1通病一：钢筋笼制作尺寸偏差过大4.1.1成因1.钢筋加工棚支架布设不规范，未按设计尺寸定位，导致钢筋笼成型偏差；2.主筋、箍筋下料长度误差过大，焊接、绑扎不牢固，出现松动、变形；3.主筋直螺纹套筒连接不规范，接头拧紧度不足，导致钢筋笼整体长度偏差；4.钢筋笼分节制作时，节段对接错位，未严格对齐校正。4.1.2危害钢筋笼尺寸偏差过大，会导致安装困难、保护层厚度不足，影响桩身受力及耐久性，严重时需重新制作，延误工期。4.1.3预防措施1.钢筋加工棚内按设计尺寸布设支架，采用支架成型法制作钢筋笼，主筋放入凹槽固定，确保位置精准；2.严格控制钢筋下料精度，主筋、箍筋长度误差控制在规范范围内，箍筋按设计间距绕主筋点焊固定，焊缝长度≥10d（d为箍筋直径）；3.主筋采用直螺纹套筒连接，接头拧紧后检查连接质量，相邻主筋接头错开1.5m，同一截面接头数量≤50%；4.钢筋笼分节制作（每节9m），节段对接时用全站仪校正，确保中心对齐、轴线顺直，对接完成后点焊固定，复核尺寸合格后方可吊装。4.1.4处置方法1.轻微偏差（主筋间距±10mm、箍筋间距±20mm、骨架长度±100mm内）：现场调整校正，重新绑扎、焊接固定，复核合格后投入使用；2.严重偏差（超出规范允许范围）：将钢筋笼运回加工棚拆解重制，确保尺寸符合设计要求，严禁不合格钢筋笼安装入孔。4.2通病二：钢筋笼保护层厚度不足或不均4.2.1成因1.混凝土垫块数量不足、布置不均，或垫块强度不足，安装后破损、脱落；2.钢筋笼吊装时变形，导致保护层厚度局部偏差；3.钻孔孔径不规则，局部缩径，挤压钢筋笼，导致保护层厚度不足；4.水上施工时，钢筋笼吊装碰撞孔壁，导致垫块脱落、钢筋笼偏移。4.2.2危害保护层厚度不足或不均，会导致钢筋锈蚀，降低桩身耐久性及承载力，影响桩基使用寿命。4.2.3预防措施1.钢筋笼外侧按2.0m间距、圆周均匀布置5个混凝土垫块（强度≥设计混凝土强度），垫块固定牢固，避免脱落；2.采用双点吊装法吊装钢筋笼，避免吊装过程中变形，吊装速度缓慢，平稳放入孔内；3.钢筋笼安装前，检测钻孔孔径及垂直度，确保无缩径、偏斜问题，必要时扩孔处理；4.水上吊装钢筋笼时，由专人指挥，避开孔壁，防止碰撞导致垫块脱落、钢筋笼偏移，安装完成后复核中心位置，确保保护层厚度均匀。4.2.4处置方法1.保护层厚度轻微不足（偏差±20mm内）：调整钢筋笼位置，补充混凝土垫块，固定牢固后再进行后续施工；2.保护层厚度严重不足或局部无保护层：若钢筋笼未完全入孔，吊出后重新安装垫块、校正位置；若已入孔，通过导管注入细石混凝土，填补保护层空隙，确保钢筋不外露。4.3通病三：钢筋笼上浮或下沉4.3.1成因1.钢筋笼安装后未用型钢固定牢固，或固定点松动；2.水下混凝土灌注速度过快，混凝土对钢筋笼产生向上的浮力，导致上浮；3.钢筋笼重量不足，或孔内泥浆浮力过大，无法抵抗混凝土顶升力；4.水上施工时，平台晃动导致钢筋笼固定点移位，引发下沉。4.3.2危害钢筋笼上浮或下沉会导致桩顶钢筋笼标高偏差过大，影响后续承台连接，降低桩身整体受力性能。4.3.3预防措施1.钢筋笼安装完成后，用型钢将其固定在钢护筒上，固定点不少于2处，确保牢固，水上施工时额外增加固定点，防止平台晃动导致移位；2.控制混凝土灌注速度，首批混凝土灌注后，逐步调整灌注速度，避免过快顶升钢筋笼；3.钢筋笼制作时，根据实际情况增加配重，增强抗浮力，同时控制泥浆比重，降低泥浆浮力；4.混凝土灌注过程中，定期测量混凝土面高度及钢筋笼标高，及时发现上浮、下沉迹象并处理。4.3.4处置方法1.钢筋笼上浮：立即放缓混凝土灌注速度，调整导管埋置深度，用型钢下压钢筋笼并加固固定点，待混凝土面上升至钢筋笼底部以上2m后，恢复正常灌注速度；2.钢筋笼下沉：若下沉量较小（≤5cm），加固固定点，继续灌注；若下沉量较大（>5cm），停止灌注，分析原因，必要时采取补桩措施，确保桩基质量。五、水下混凝土灌注阶段质量通病及防治5.1通病一：导管漏浆、堵管5.1.1成因1.导管接头密封不严，或水密试验不合格，灌注时泥浆渗入导管；2.混凝土坍落度不足（<160mm）、初凝时间过短，或混凝土离析、骨料堆积，导致导管堵塞；3.导管埋置深度过大（>6m），混凝土顶升阻力增加，引发堵管；4.水上施工时，混凝土运输过程中坍落度损失过大，或导管碰撞变形导致漏浆。5.1.2危害导管漏浆会导致泥浆混入混凝土，降低桩身混凝土强度及密实度；堵管会导致混凝土灌注中断，若处理不及时，会形成断桩，严重影响桩基质量。5.1.3预防措施1.导管使用前严格做水密承压试验及接头抗拉试验，接头处涂抹密封胶，确保密封严密，不合格导管禁止使用；2.控制混凝土坍落度在160-220mm，初凝时间≥10h，每车检测坍落度，不合格混凝土严禁灌注；混凝土运输过程中做好保温、防离析措施，水上运输时缩短运输时间，减少坍落度损失；3.混凝土灌注过程中，每灌注2-3m测量一次混凝土面高度，调整导管埋置深度在2-6m之间，避免埋置过深或过浅；4.导管吊装时轻拿轻放，避免碰撞变形，水上施工时避开风浪影响，确保导管安装垂直。5.1.4处置方法1.导管漏浆：立即停止灌注，提升导管检查接头密封情况，重新拧紧接头或更换密封件，必要时更换受损导管，然后下落导管至混凝土面以下2m，采用高压注浆法填充漏浆部位，恢复灌注；2.导管堵管：若为轻微堵塞，缓慢提升导管，同时抖动导管，利用混凝土自重冲击疏通；若堵塞严重，无法疏通，立即拔出导管，清理导管内混凝土，重新安装导管，采用高压注浆法处理桩身缺陷，必要时回填重钻。5.2通病二：桩顶混凝土质量差（浮浆过多、强度不足）5.2.1成因1.混凝土灌注时，泥浆混入桩顶混凝土，形成浮浆，未及时清除；2.桩顶混凝土灌注标高不足，或超灌高度不够（小于50cm），浮浆未完全排出；3.混凝土配合比不当，或灌注后期混凝土坍落度损失过大，导致桩顶混凝土密实度不足；4.水上施工时，混凝土灌注速度不稳定，桩顶混凝土浇筑不连续。5.2.2危害桩顶混凝土浮浆过多、强度不足，会影响与承台的连接质量，降低桩基整体承载能力，需后期处理，增加施工成本。5.2.3预防措施1.控制混凝土灌注速度，避免泥浆混入桩顶混凝土，灌注至桩顶时，放慢速度，确保浮浆充分排出；2.桩顶混凝土灌注标高比设计标高高出50-100cm，确保浮浆层厚度足够，后期清理后桩顶质量达标；3.优化混凝土配合比，控制水胶比及外加剂掺量，确保混凝土强度及坍落度满足要求，灌注后期及时检测坍落度，必要时调整；4.水上施工时，确保混凝土连续供应，避免灌注中断，桩顶浇筑完成后，及时清理表面浮浆。5.2.4处置方法1.浮浆过多：混凝土初凝后，及时清除桩顶浮浆层，直至露出密实混凝土；若浮浆层过厚（超过10cm），清除浮浆后，采用同强度等级细石混凝土补浇桩顶，振捣密实；2.强度不足：对桩顶混凝土进行强度检测，若强度未达设计要求，剔除不合格混凝土，重新浇筑同强度等级混凝土，做好养护，确保强度达标。5.3通病三：断桩5.3.1成因1.混凝土灌注中断时间过长（超过混凝土初凝时间），新旧混凝土无法结合；2.导管埋置深度过浅（<2m），导致泥浆进入导管，形成泥浆夹层，隔断混凝土；3.导管提升过快，导管底口脱离混凝土面，泥浆涌入孔内，形成断桩；4.水上施工时，恶劣天气导致施工中断，混凝土初凝后无法继续灌注。5.3.2危害断桩是严重的质量缺陷，会导致桩基承载能力大幅下降，无法满足设计要求，通常需报废重钻，造成重大经济损失及工期延误。5.3.3预防措施1.确保混凝土连续供应，陆上采用多台混凝土运输车周转，水上提前规划运输路线及备用运输船，避免灌注中断；2.严格控制导管埋置深度在2-6m之间，每灌注2-3m测量一次混凝土面高度，精准调整导管位置，避免埋置过浅或提升过快；3.灌注过程中安排专人监测导管位置及混凝土面高度，做好记录，发现异常立即处理；4.密切关注天气变化，水上施工遇暴雨、大风（风力≥6级）等恶劣天气，提前停止灌注，做好应急处理，避免混凝土初凝。5.3.4处置方法断桩一经发现，立即停止施工，通过超声波检测确定断桩位置及范围；若断桩位置较浅（距桩顶≤3m），可剔除不合格混凝土，重新浇筑同强度等级混凝土；若断桩位置较深，无法现场修复，需上报设计及监理单位，制定补桩方案，报废原桩，重新钻孔浇筑，确保桩基承载能力达标。六、水上施工专项质量通病及防治6.1通病一：钻孔平台沉降、晃动6.1.1成因1.钢管桩插打不牢固，入土深度不足，或接桩焊缝质量差，承载力不足；2.平台结构连接不紧密，平联、剪力撑未按设计安装，整体稳定性差；3.平台超载堆放物料，超出设计承载力；4.风浪、水流冲击导致平台晃动，钢管桩受扰动下沉。6.1.2危害导致钻孔偏斜、钢筋笼安装偏差、混凝土灌注不顺畅，严重时平台坍塌，引发安全事故及质量事故。6.1.3预防措施1.钢管桩插打至设计标高，入土深度≥5m（穿过砂层以下3m），接桩焊缝经超声波探伤合格，确保承载力满足要求；2.平台搭设严格按设计方案执行，平联、剪力撑焊接牢固，贝雷架、分配梁及面板连接紧密，搭设完成后进行承载力检测；3.平台上物料均匀堆放，重量不超过设计承载力，严禁超载，废弃物料及时清运；4.设置防风、防浪设施，避开风浪时段作业，实时监测平台沉降及晃动情况，发现异常立即处理。6.1.4处置方法若平台轻微沉降、晃动，立即停止作业，疏散人员，加固平联、剪力撑，增加钢管桩支撑，调整物料堆放位置，减轻平台荷载；若平台沉降、晃动严重，存在坍塌风险，立即组织人员撤离，拆除平台危险部位，重新搭设或加固，验收合格后方可恢复施工。6.2通病二：钢护筒移位、变形6.2.1成因1.钢护筒插打时定位不准，导向架固定不牢固；2.钢护筒壁厚不足、加强箍设置不当，振动沉设时变形；3.护筒与平台连接不牢固，受风浪、水流冲击及施工扰动发生移位；4.两节护筒对接焊缝质量差，受力后开裂，导致护筒移位。6.2.2危害导致桩位偏差、钻孔偏斜，护筒渗漏引发孔壁坍塌，影响成孔及成桩质量。6.2.3预防措施1.采用平台下置式导向架定位，钢护筒平面位置偏差≤±5cm，垂