1、主桥 85-9#桩桩基处理方案一、工程概况郑焦城际铁路黄河大桥85-9#桩，设计桩径为 2.0m，设计桩长为 80m，设计浇筑砼理论方量为251.2m3。2011 年 2 月 18 日进行混凝土浇筑，共浇筑砼224 m3（包含桩头超封部分）。砼浇筑过程中在孔口向下32m-40m范围内浇筑砼 8 m3、4m-8m范围内浇筑砼 8 m3，砼面上升异常。此桩于 2011 年 7 月 12 日进行超声波桩基检测，检测结果显示设计桩顶标高向下 5.0-5.5m、30-31.5m范围内 6 个检测断面均无信号，根据钻孔记录分析为封孔时塌孔所致桩身砼存在质量缺陷，拟进行桩基砼缺陷处理。二、处理方案针对于该桩2、所存在的缺陷，项目分部多次组织相关人员进行了处理方案研讨会，对处理过程中可能遇到的问题进行了细致的讨论与阐述。施工流程为：钻孔取芯射水冲吸砂高压压浆质量检测。根据该桩实际情况项目部研究决定首先对5.0m-5.5m范围内桩身缺陷进行压浆处理，待处理完毕检测合格后方可用同样的施工方法处理30m-31.5m范围桩身缺陷部分。1.钻孔取芯（1）根 据 桩基 超 声 波 检测 结 果，项 目 分 部 研 究 决 定 先对 桩 基5.0m-5.5m缺陷范围进行钻孔取芯。钻孔前对桩身内声测管进行1#、2#、3#、4#编号，取芯孔按 A、B、C、D、E进行对应编号。钻孔位置取各声测管连接中点位置处，并保证钻孔3、位置距离钢筋笼30cm。钻孔按编号 ABCDE 顺序进行，钻孔队不得随意改变钻孔位置及钻孔顺序。现场取砼样施工严格按图1 所示位置进行。（2）钻孔取芯时钻孔机械必须平稳、正直坐落在施工平台上，并将钻机与施工平台进行有效固定，防止钻进过程中钻机摇晃。钻孔前要精确放样钻机位置，要用水平尺检测钻机水平及钻杆垂直度，钻杆垂直度3。经现场技术人员检验合格后方可开钻，在钻进过程中要时刻对钻机水平及钻杆垂直度进行校核，防止偏孔斜孔现象发生。（3）开孔钻头采用A110mm钨锰合金钻头，从砼面向下钻进至1m深时改用 A91mm钻头进行钻孔，直至钻孔至7m 深处。（4）现场制作 1000mm 500 mm 1004、 mm木质岩样箱 5 个，根据钻孔编号将岩样箱按A、B、C、D、E 进行编号，每孔钻至要求深度后，现场技术人员对所取砼样进行分段分批编号并将砼样放入对应岩样箱内，砼样不得随意放置、丢弃。（5）钻孔取芯过程中要做好钻孔记录，且记录必须准确，以便确定桩身砼实际缺陷位置。（6）每孔钻至要求深度时，现场技术人员要对钻杆长度、孔深、所取岩样长度进行精确测量，并测算出桩身砼缺陷长度。（7）所定位置孔取芯完毕后，用高压射水的方法对缺陷位置处泥砂进声测管待取芯孔N图1：钻孔取芯位置示意图2#3#4#1#ACEDB行清洗。用高压射水法进行泥砂清洗时要控制冲洗压力，若压力过大容易造成桩身外地质扰动，造成越洗孔内泥5、砂越多的现象出现，给压浆施工造成困难。因此，宜用适当的冲洗压力进行泥砂冲吸，将冲洗时间延长。一般冲洗时间为达到孔口返出清水后延续10min，整个冲洗时间不少于120min。3.压浆（1）压浆前准备机具准备：BW-150 型泥浆机（额定压力6.9Mpa）、灰浆拌浆机、孔口密封圈、密封环、密封油绳、压力表、旋喷头、盛浆桶。材料准备：P.O42.5 水泥、NaOH、膨胀剂、外加剂等。（2）水泥浆配制 水 泥 浆 配 合 比：水 泥：减 水 剂：水：膨 胀 剂：NaOH=1:0.009:0.38:0.1:0.8进行拌制，净浆稠度25s-35s、水泥浆的最大泌水率不超过 3%，拌制后 3h 泌水率控制在6、 2%，泌水应在 24h 内重新全部吸收，浆体强度不小于35Mpa。水泥浆搅拌前在灰浆拌浆机内加水空转数分钟，使搅拌机内壁充分湿润，将积水清理干净并保证搅拌机内干净无杂物。拌浆时边搅拌边加水，搅拌时间宜控制在3-5min直至水泥浆搅拌均匀。搅拌均匀的水泥浆用滤网过滤后置于盛浆桶内。倒入盛浆桶内的浆体应尽快泵送，同时要不间断搅拌，保证浆体均匀。（3）压浆步骤及顺序将旋喷压浆管定位至桩身缺陷位置处，将孔口处密封处理（压浆操作示意图如附图所示）。连接注浆管，将拌制好的水泥浆倒入盛浆桶内。开动注浆泵进行高压旋喷注浆。旋喷注浆过程中要缓慢转动压浆管，同时将其竖向慢慢提升，旋转、提升压浆管时用人工进行操作7、，以便更好的控制旋转提升速度，确保压浆饱满密实。压浆的同时要观察出浆口处的出浆情况，当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆桶内的水泥浆基本一样时，关闭出浆口阀门。然后使压浆泵压力达到不小于 5Mpa，稳压 5 分钟，最后关掉压浆泵，关闭进浆口阀门。压浆时按 ABCDE 顺序进行施工。A 孔压浆时将 B、C 两孔口封闭，D、E 两孔打开出浆；B 孔压浆时将 A、C 两孔口封闭，D、E两孔打开出浆；C 孔压浆时将 A、B 两孔口封闭，D、E两孔打开出浆；压浆应缓慢匀速地进行，不得中断，且宜在晴天进行。压浆时应留取不少于3 组的 70.7mm 70.7mm 70.7mm立方体试块。将试块进行标准养护，以备检查8、其抗压强度，作为评定水泥浆质量的依据。4.桩基质量检测待桩身 5.0-5.5m范围缺陷压浆成功，浆体龄期大于7 天后进行桩基质量检测。根据检测结果再判定30m-31.5m范围桩基缺陷处理是否需要按钻孔压浆方案进行施工。三、施工计划安排表一：工期安排计划图（共 30 天）机具、材料准备1d5.0m-5.5m取芯钻孔5d 高压射水冲吸5.0m-5.5m桩身缺陷处泥砂1d高压压浆1d等待压浆砼后强度7d桩基检测1d30.5-31.5m桩身缺陷处理15d四、施工主要机械设备表二：主要机械设备表名称型 号单位数 量功用取芯钻机JXY-1C 台1 钻孔取芯压浆机BW-150 台1 高压压浆拌浆机-台1 水9、泥浆拌制电焊机BSQ6-400 台1 固定取芯钻机汽车吊25t 辆1 辅助钻机移位五、桩基缺陷原因分析1、地质状况：本分部施工段为黄河北岸滩地段，为原黄河主河槽，长期淤砂非常厚，地质情况多为粉砂、细砂、粉土系流砂层，成孔过程中质量控制要求极高。同时结合本桥钻孔桩长期施工分析，主桥钻孔桩在封孔过程中极易发生塌孔，为造成此桩缺陷的主要原因。2、泥浆性能较差，封孔时测得泥浆比重1.12g/cm3，胶体率为 90%，粘度为 21s，含砂率为 4%，泥浆比重相对于此地层偏小，含砂率相对于此地层偏大，是造成孔壁在封孔过程中发生塌孔的间接原因。3、封孔过程中，导管埋深较大，混凝土对孔壁造成较大扰动，造成封孔10、过程中孔壁塌孔。综合以上诸多原因，导致 85-9#桩在混凝土封孔过程中发生孔壁坍塌，坍塌的泥砂被包裹在封孔过程中上升的砼中，致使桩身砼存有局部缺陷。五、安全质量保证措施1.钻孔取芯时保证钻杆垂直度，防止斜孔，确保钻孔质量；2、压浆所需材料必须经试验符合规定要求，并应注意保护原材料，对于受潮的水泥禁止使用；3.高压压浆施工时要有专人指挥，防止出现人员伤亡事故；4、严格按照各种机械使用说明与相关标准操作，设备检验及试运转合格后方可作业；5、白天避开高温施工，防止人员中暑情况发生，夜间施工要有足够的照明措施；4.对所有参加作业的人员进行全面技术和安全交底。5.整个桩基处理过程分部成立专人小组，设专人负责，确保施工过程安全和压浆质量。6.方案评审后，要对其作业的每道工序进行细化，编制详细的现场作业指导书，并进行现场交底。