钻孔灌注桩接桩施工方案

钻孔灌注桩接桩施工方案第一章编制依据与适用范围1.1编制依据（1）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB502022018（2）《建筑桩基技术规范》JGJ942020（3）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB502042015（4）《钻孔灌注桩施工技术规程》DG/TJ082022022（上海市地标）（5）本项目地勘报告（编号：2023KC05）及设计图纸（结施01～结施28）（6）现场踏勘记录（20230312）及试成孔报告（编号：ZK202303）1.2适用范围本方案适用于××市轨道交通×号线×标段车站深基坑围护结构钻孔灌注桩（桩径1000mm、1200mm两种）因地质突变、地下障碍、机械故障等原因造成断桩或混凝土灌注中断，需进行接桩处理的全部作业环节。适用地层为③2粉砂、④1淤泥质黏土、⑤2粉质黏土夹粉砂，地下水位埋深0.8～1.5m，渗透系数1.2×103cm/s。第二章接桩判定与分级2.1判定标准（1）声测报告出现Ⅲ类及以上缺陷，且缺陷段位于桩顶以下5～20m；（2）低应变反射波法判定桩身在同一深度出现两次同相反射，且波速下降≥20%；（3）取芯抗压强度代表值＜设计强度等级×0.85，且连续长度＞1.0m；（4）灌注记录显示导管埋深曾＜1.0m，持续＞5min，且后续未补浇。2.2分级处理A级：缺陷位于桩顶以下5m以内，采用“清除—接笼—接浇”工艺；B级：缺陷位于5～15m，采用“套筒切割—水下混凝土清除—接笼—接浇”工艺；C级：缺陷位于15m以下或同一桩2处缺陷，采用“双护筒全断面切割—二次成孔—后插法”工艺。第三章施工准备3.1技术准备（1）BIM三维建模：用Revit建立缺陷桩与围护结构空间关系，提前模拟护筒下放与履带吊回转半径，碰撞率控制在0%；（2）补充勘察：在缺陷桩周边3m布置2个Φ110mm验证孔，取原状样进行含水率、无侧限抗压强度复核；（3）配合比二次设计：原桩C35水下混凝土改为C40微膨胀（限制膨胀率≥0.02%），掺8%膨胀剂、0.9kg/m3聚丙烯纤维，7d强度≥30MPa，28d强度≥48MPa；（4）专家论证：由建设单位组织5名专家（含2名勘察设计、2名施工、1名检测）对专项方案进行论证，形成书面纪要并签字确认。3.2现场准备（1）围挡封闭：采用2.5m高彩钢夹芯板，设置喷淋降尘系统，PM10在线监测＞150μg/m3自动启动；（2）临边防护：在桩孔周边1.2m处设置Φ48mm×3.5mm钢管护栏，横杆两道，踢脚板180mm高，刷红白相间警示漆；（3）临时道路：铺设30cm厚“砖渣+20cm厚C25混凝土”硬化，单轴载≤100kN，转弯半径≥15m；（4）泥浆系统：新建2座200m3钢制泥浆箱，配备ZX250型除砂机，控制含砂率＜2%，密度1.08～1.12g/cm3，黏度18～22s（马氏漏斗）。3.3机械设备（1）徐工XR360E旋挖钻机1台，最大扭矩360kN·m，配备Φ1200mm截齿筒钻、Φ1000mm捞砂斗；（2）50t履带吊1台，主臂42m，副臂9m，用于钢护筒吊装；（3）水下混凝土灌注导管Φ300mm×3m，壁厚6mm，丝扣连接，橡胶“O”型圈密封，气密试验0.4MPa保压5min无渗漏；（4）高压射水清孔泵，流量180m3/h，扬程85m，配备Φ50mm高压射流枪；（5）CCTV桩内摄像检测仪，分辨率1920×1080，LED冷光源，耐水压≥0.8MPa。第四章施工工艺流程4.1A级缺陷（桩顶下0～5m）步骤1：桩头凿除使用液压破碎锤将桩顶混凝土破碎至缺陷段以下0.5m，保留钢筋笼主筋长度≥35d（Φ25mm钢筋取875mm），用气割切除锈蚀段，打磨见金属光泽。步骤2：接长钢筋笼（1）原主筋采用直螺纹套筒连接，套筒等级≥Ⅱ级，丝扣长度≥45mm，拧紧扭矩值320N·m；（2）新增主筋与原主筋错缝≥1m，单面搭接焊10d，焊缝厚度≥8mm，宽度≥18mm，焊后100%超声波探伤，Ⅰ级合格；（3）加劲箍与螺旋筋采用双面搭接焊5d，间距加密至100mm（原200mm）。步骤3：模板与混凝土（1）采用Φ1200mm定型钢模，壁厚6mm，高度1.5m，分两片拼装，接缝设3mm橡胶条；（2）混凝土分层浇筑，每层≤50cm，插入式Φ50mm振捣棒，间距≤40cm，振捣时间20～30s，以混凝土不再下沉、表面泛浆为准；（3）顶面收毛，覆盖土工布+塑料薄膜，养护14d，保持表面湿润，湿度＜40%时自动喷淋。4.2B级缺陷（5～15m）步骤1：钢护筒跟进（1）采用Q355B钢护筒，壁厚16mm，直径比原桩大200mm，单节长3m，坡口60°，双面焊，焊缝100%UT；（2）护筒顶标高高出地下水位1.5m，底口进入完整混凝土面以下1.0m，采用旋挖钻机慢速加压下沉，垂直度偏差≤1/200；（3）护筒外侧与土体间隙回填黏土球，分层夯实，每层厚20cm，密实度≥90%。步骤2：水下混凝土清除（1）先采用Φ800mm空心筒钻取芯，分3次取出松动混凝土，残留厚度≤5cm；（2）高压射水枪沿缺陷段上下往复扫射3次，压力28MPa，移动速度0.2m/s；（3）气举反循环清孔，风量9m3/min，沉渣厚度≤5cm，泥浆密度≤1.12g/cm3。步骤3：接长钢筋笼（1）新笼主筋与原笼采用“直螺纹+帮条焊”复合连接：先套筒拧紧，再在外侧加4Φ25mm帮条，双面焊5d；（2）新笼外侧焊接6mm厚钢板止水环，宽度150mm，双面满焊，防止新旧混凝土界面渗水；（3）笼顶设置4根Φ50mm注浆管，P.O42.5水泥浆，水灰比0.5，注浆压力0.3～0.5MPa，稳压3min。步骤4：二次水下混凝土灌注（1）导管底口距孔底30～50cm，首盘混凝土量≥2.5m3，保证埋管≥1.0m；（2）灌注连续进行，中断时间≤15min，埋管深度2～6m，提拔速度≤0.5m/min；（3）超灌高度1.0m，后期凿除至设计桩顶。4.3C级缺陷（15m以下或多处缺陷）步骤1：双护筒全断面切割（1）外护筒Φ1500mm×20mm，内护筒Φ1200mm×16mm，两筒间隙50mm，内填膨润土浆；（2）采用绳锯切割，金刚石串珠绳线速度25m/s，切割段长度缺陷上下各加1m；（3）切割完成后，150t千斤顶整体顶升，移除旧段。步骤2：二次成孔（1）旋挖钻机更换Φ1200mm牙轮筒钻，重新钻孔至设计桩底标高；（2）采用“气举+泥浆”联合清孔，孔底沉渣≤3cm，泥浆含砂率＜0.5%；（3）超声波成孔检测仪（KODEN）垂直度测试，偏差≤0.3%。步骤3：后插法灌注（1）插入Φ108mm钢花管作为后注浆通道，梅花形布置6根，注浆段长度缺陷上下各加2m；（2）水下混凝土灌注完成后24h内，采用P.O42.5水泥浆，水灰比0.6，注浆量≥2.0t/根，分2次注，间隔2h；（3）注浆终止标准：注浆压力≥0.8MPa，吸浆量＜5L/min，稳压10min。第五章质量控制要点5.1原材料（1）水泥：P.O42.5，28d抗压≥48MPa，安定性合格，碱含量＜0.6%；（2）膨胀剂：UEAⅢ型，限制膨胀率水中7d≥0.025%，空气中21d≥0.02%；（3）骨料：5～25mm连续级配碎石，含泥量＜0.5%，压碎指标＜8%；（4）粉煤灰：Ⅱ级，细度≤12%，需水量比≤95%，烧失量≤5%。5.2过程检测（1）每根接桩留置3组150mm×150mm×150mm试块，同条件养护，28d强度评定按GB/T501072010统计法；（2）低应变检测在成桩后第7d进行，Ⅰ类桩比例≥95%，出现Ⅲ类桩立即返工；（3）超声波透射法：沿桩周均匀布置3根Φ50mmPVC声测管，检测缺陷段声速≥4200m/s，波幅衰减≤6dB；（4）钻芯验证：每批次接桩抽取10%且不少于3根，芯样抗压强度代表值≥设计值1.15倍。5.3验收标准（1）桩位偏差：垂直桩D/6且≤100mm，斜桩D/4且≤150mm；（2）桩径偏差：±20mm，采用井径仪检测；（3）沉渣厚度：端承桩≤50mm，摩擦桩≤100mm；（4）混凝土强度按统计法评定，合格判定系数λ1=1.15，λ2=0.90。第六章安全文明施工6.1危险源清单（1）机械伤害：旋挖钻机回转半径内站人；（2）触电：泥浆泵电缆泡水；（3）坍塌：护筒内泥浆面突降；（4）中毒：焊接烟气在护筒内聚集。6.2防控措施（1）钻机回转半径5m处设置红外语音报警器，有人进入自动停机；（2）三级配电二级漏电保护，漏电动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s；（3）护筒顶口安装1.2m高防护盖，泥浆面低于护筒顶0.5m时自动声光报警；（4）焊机配吸烟臂，风量≥1500m3/h，CO浓度＜24ppm。6.3应急预案（1）塌孔：立即回填黏土至孔口，24h内用低强度水泥浆封孔，重新成孔；（2）埋钻：启动备用200t汽车吊+振动锤，提升力≥1.5倍钻重，同步高压射水；（3）人员坠落：设置应急软梯，配备全身式安全带，30s内可下放救援；（4）环保事件：现场设置50m3应急池，一旦泥浆外溢，10min内回抽，pH值＞9时加柠檬酸中和至7～8。第七章环保与职业健康7.1泥浆零排放（1）采用“振动筛+除砂器+压滤机”三级处理，压滤后泥饼含水率＜30%，外运至城投渣土厂；（2）上清液经沉淀+絮凝（PAC30ppm+PAM1ppm）后回用，回用率≥85%；（3）设置在线浊度仪，出水浊度＜20NTU，超标自动切断回用管路。7.2噪声控制（1）钻机发动机加装隔音罩，噪声≤75dB(A)，夜间22:00～6:00禁止高噪声作业；（2）备用发电机房采用吸音棉+双层彩钢板，隔声量≥30dB。7.3粉尘控制（1）渣土车全封闭篷布，出场冲洗+自动风干，不带泥上路；（2）道路每2h洒水一次，PM10在线监测＞100μg/m3时，加密至每30min一次。第八章进度计划与资源配置8.1工期排布单根A级接桩：24h；B级：72h；C级：120h。本标段共18根缺陷桩（A级8根、B级7根、C级3根），平行作业2个工作面，总工期25d，其中：第1～3d：A级4根；第4～9d：B级4根；第10～15d：A级4根+B级3根；第16～25d：C级3根。8.2劳动力（1）管理人员：项目经理1、总工1、生产经理1、安全总监1、质检2、测量2、试验2，共10人；（2）作业人员：钻机司机6、起重工4、焊工6、混凝土工12、电工2、普工20，共50人，两班倒。8.3材料计划C40微膨胀混凝土：理论方量A级1.2m3/根、B级18m3/根、C级45m3/根，总量约420m3，提前2d备料；钢护筒：Q355B钢板86t，一次性到货，现场卷制；水泥浆：P.O42.5水泥约120t，膨胀剂10t，聚丙烯纤维0.4t。第九章成本控制9.1直接费（1）A级：人工0.12万元+材料0.35万元+机械0.18万元=0.65万元/根；（2）B级：人工0.45万元+材料2.1万元+机械1.2万元=3.75万元/根；（3）C级：人工0.9万元+材料4.8万元+机械2.6万元=8.3万元/根；合计：8×0.65+7×3.75+3×8.3=54.25万元。9.2节约措施（1）钢护筒周转：B级护筒改作C级外护筒，节省24t，折合12万元；（2）混凝土掺30%粉煤灰，节约水泥126t，折合5.3万元；（3）泥浆回用节省自来水费2.1万元；最终预算控制在35万元以内，节支率35.5%。第十章信息化管理10.1二维码追溯每根接桩生成唯一二维码，含设计、施工、检测、验收4类数据，手机扫码3s内可调取原始记录。10.2物联网监测（1）护筒外侧安装振弦式土压力盒，量程0～200kPa，实时上传云端，超阈值短信预警；（2）混凝土试块植入RFID芯片，养护箱温湿度每10min记录，杜绝“代养”造假。10.3数字孪生利用BIM+GIS建立数字孪生模型，接桩完成后自动更新实体进度，与计划对比偏差＞1d标红预警，项目部15min内线上例会决策。第十一章典型案例复盘11.1案例背景2023年5月，××市地铁×号线××站64围护桩（桩径1200mm，桩长28m）在灌注至16m处因泵车堵管中断35min，声测判定16.0～17.2m段混凝土离析，强度29.8MPa，判定为B级缺陷。11.2处理过程（1）第1d：下放Φ1400mm钢护筒，壁厚16mm，长度5m，进入完整混凝土面以下1.2m；（2）第2d：空心筒钻+高压射水清除缺陷混凝土，耗时8h，残留3cm；（3）第3d：接长钢筋笼，焊接止水环，二次水下灌注C40微膨胀混凝土21m3，低应变检测Ⅰ类桩，28d芯样强度50.2MPa。11.3经验总结（1）泵车备用一条Φ