斷樁處理的原因、預防措施及處理方法

摘要：結合工程施工實際，對鉆孔灌注樁產生斷樁的原因進行了分析，并對預防斷樁及斷樁處理進行了探討，從而保證樁基施工質量，減少不必要的損失。

關鍵詞：鉆孔樁 斷樁 原因 預防措施 處理方法

0 引言

隨著我國交通基礎設施建設的快速發展，鉆孔灌注樁基礎由于其成本適中、施工設備簡單、易于操作而被廣泛應用于橋梁建設中，目前已形成了一套比較成熟的施工技術。但是由于鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，施工時受人、機、料、法、環諸多因素影響，其中只要任一環節處理不好都可能引起斷樁。一旦斷樁對工程的工期影響較大，處理的費用較高。因此下面結合多年的施工經驗，對鉆孔灌注樁斷樁的原因進行了分析，并針對原因，提出有效預防措施和在樁基施工中處理斷樁的幾種方法。

1 引起斷樁的原因

1.1 導管原因引起的斷樁①在混凝土澆筑過程中，導管口不慎掛住鋼筋籠或在澆筑過程抽拔導管引起導管接頭斷裂，使導管脫離混凝土面引起斷樁。②灌注首批混凝土時，導管底埋入混凝土中，導管下端為封閉狀態，導管上部四周要承受井孔內泥漿壓力，另外，導管下端封閉，首次灌注混凝土時，導管內原有空氣無法排出，因而要承受混凝土下落時引起的氣壓。水壓或氣壓過大，都可能將導管壓扁或接頭漏水、漏氣，導致斷樁。因此，導管使用前應進行水密、承壓和接頭抗拉拔試驗。③在灌注過程中，未能及時提管、拆管，導致導管埋深過深、摩擦力過大而拔不動或拔斷導管。因此，要求測量人員及時探測，控制最大埋深不大于6m。

1.2 混凝土質量原因引起的斷樁水下混凝土坍落度一般要求為18cm～22cm，因此要求混凝土應有良好的和易性，在運輸和灌注過程中無明顯離析，灌注時保持足夠的流動性，否則容易卡管，引起斷樁。因此，在施工過程中應經常檢查砂、石料的級配，控制好水灰比，保證混凝土有良好的和易性。

1.3初灌混凝土量過少引起的斷樁混凝土的初灌量應保證導管埋深不小于1m，因為埋入深度過小，不能保證混凝土完全埋住導管，可能會使導管進泥或進水，灌注過程將不能繼續。因此，混凝土灌注前，應先計算初灌量，使導管埋深不小于1m。

1.4導管埋深過小引起的斷樁①在灌注后期，混凝土表面的泥漿沉淀增厚，有時甚至有少量坍土，若導管埋深太小，特別在灌注過程中，在探測混凝土表面深度不準確的情況下，容易造成導管提漏、進水，造成夾層、斷樁。因此在灌注后期，導管最小埋深不宜小于2m。②在混凝土澆筑過程中，應經常測定已灌混凝土表面高程，做好詳細記錄，據此推算導管已埋深多少和是否需要提升導管。探測應精確，否則易將泥漿坍土層誤認為混凝土表面，導致導管埋深過小，出現提漏形成斷樁。探測器一般使用測錘，因此，要求測錘應重一些，一般不小于4kg。

2 可采取的預防措施

2.1材料方面 集料的最大粒徑應不大于導管內徑的1/6～1/8以及鋼筋最小凈距的1/4，同時不大于40mm。拌和前，應檢查水泥是否結塊；如果在冬季施工，拌和前還應將細集料過篩，以免因細集料凍結成塊造成堵管?？刂苹炷恋奶涠仍?8cm～22cm范圍內，混凝土拌合物應有良好的和易性。在運輸和灌注過程中，混凝土不應有離析、泌水現象。

2.2混凝土灌注方面①制作鋼筋籠時，為使焊口平順，最好采用對焊的方法。若采用搭接焊法，要保證接頭不在鋼筋籠內形成錯臺，以防鋼筋籠卡住導管。②根據樁徑和石料的最大粒徑確定導管的直徑，盡量采用大直徑導管。導管的連接式最好采用絲扣式避免使用法蘭盤式，如要使用法蘭盤式要在法蘭盤四周均勻布置斜向鋼筋與導管焊接，減少提管后還應該建立復核和檢驗制度，尤其要記好每節導管的長度。③若使用傳統的運輸車從拌合站運送混凝土，為保證首批混凝土灌注后導管的埋置深度，可在施工現場設置兩條運輸便道，前兩輛運輸車同時從兩條便道運送混凝土，連續灌注。④混凝土運至灌注地點時，應檢查其均勻性和坍落度等，如不符合要求，應進行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求時，不能使用。⑤下導管時，其底口距孔底的距離應不大于40cm～50cm(導管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中)。首批灌注混凝土的數量應滿足導管首次埋置深度(不小于1m)和填充導管底部的需要。⑥關鍵設備(如混凝土拌合設備、發電機、運輸車輛等)要有備用，材料要準備充足，以保證混凝土能夠連續灌注。⑦首批混凝土拌合物下落后，應連續灌注混凝土。在隨后的灌注過程中，一般控制導管的埋置深度在2m～6m范圍內為宜，要適時提拔導管，不要使其埋置過深。⑧采用泵送混凝土時，嚴格控制每一盤料的和易性及坍落度，不合時宜的堅決不用；嚴格控制外加劑摻量及攪拌時間，以使外加劑充分融合；夏季施工輸送管采取必要的翻曬措施來降低溫度。

3 斷樁的常見處理方法

3.1二次成孔法灌注過程中，孔內混凝上灌注高度不大時，發生了斷樁事故后如果能夠提出鋼筋籠，可迅速將其提出孔外，然后用沖擊鉆重新鉆孔，清孔后下鋼筋籠，再重新灌注混凝土；若孔內混凝上灌注高度很高時，中斷時間過長，混凝土已初凝無法撥出鋼筋籠時，此時宜對孔口進行加固，在加強后的孔口四周布設鋼圈梁，把灌注樁鋼筋接長后逐一焊接到鋼圈梁上，然后用千斤頂頂壓抬高鋼圈梁給鋼筋施加向上的拉力。斷樁的鋼筋籠下部由已灌注的砼錨固，上端由孔口圈梁反向錨固并施加向上的拉力，這樣整個鋼筋籠形成了一個雙向約束的導管。根據沖擊鉆機的適應性，可選用一個合適直徑的沖擊鉆錘在鋼筋籠的內部穿心鉆進，這樣避開了剪不斷、打不爛的鋼筋，將鋼混一體的斷樁的處理轉化為沖擊鉆在低強度的砼中的鉆進施工，將鋼筋和已灌注的混凝土完全分離，重新灌注成孔。采用此法完全可以保證樁的質量，但成本大、周期長，因此應根據實際情況和要求，與其他處理方法作經濟對比，慎重選擇。

3.2接樁法

3.2.1濕接樁法 濕接樁主要適用于在灌注過程中因嚴重堵管造成斷樁，且已灌混凝土還未初凝時，在提出并清理導管后可使用測錘測量出已灌混凝土頂面位置，并準確計算漏斗和導管容積，將導管下沉到已灌混凝土頂面以上大約10cm處，加球膽。繼續灌注時觀察漏斗內混凝土頂面的位置，當漏斗內混凝土下落填滿導管的瞬間(此時漏斗內混凝土頂面位置可以根據漏斗和導管容積事先計算確定)，將導管壓入已灌混凝土頂面以下，即完成接樁。

3.2.2干接樁法 干接樁主要適用于在灌注過程中，灌注被迫中斷又未繼續灌注而造成的半截樁。使用該法應根據半截樁混凝土面所處地下水位的情況以及樁徑的大小等采用不同的方法：①當混凝土面處地下水位以上時，可以采取挖孔的方法，直接挖到混凝土面，鑿毛清洗后直接灌注。應注意開挖時遇到不穩定地層應進行人工護壁。②當混凝土面處于地下水位以下時，如果斷面位置距孔口不太深時，可以采用挖孔與井點降水相結合的方法處理。③當混凝土面處在地下水位以下且斷面位置距孔口較深，樁徑較大時，可采取樁芯鑿井的方法處理。

3.3注槳法注漿法是處理斷樁事故后期處理最常見的方法。與其他方法相比，該方法經濟、快捷，但不能保證每根處理樁都能達到質量要求。使用注漿法時，先用小型鉆機沿樁身鉆一探孔，查明斷樁的具體位置，應根據斷樁的位置，可采用樁內注漿法或者樁外注漿法處理。

3.3.1樁內注漿法①當斷樁位置較深，斷樁處承受的彎矩不大時：另沿樁身再鉆一個小孔，一個用作進漿孔，另一個用作出漿孔，孔深要求達到補強位置1m以下。用高壓水泵向孔內壓入清水，其泵壓應大于20MPa。水流自下而上在缺陷段內進行噴射，噴管提升速度為10cm／min，旋轉速度為20轉／min，處理長度應為缺陷段上、下各延伸50cm。高壓水將缺陷段內的軟弱部分切割成泥漿狀，當由一孔進行切割而另一孔有水溢出時，則可認定病害區已被打通，可換另外一孔重復操作直至全部打通；鉆孔之間連通后，壓入清水利用水循環將廢渣排出樁體，當所有孔內水流變為清水，清渣工作結束。用壓漿泵先壓入水灰比為0.8的純水泥漿，進漿口應用麻絮填堵在鐵管周圍，待孔內原有水從另一孔全部壓出來之后，再用水灰比0.5的濃水泥漿(宜用52.5級水泥)壓入。濃漿壓入時應使其充分擴散，當濃漿從出漿口冒出時停止壓漿，用碎石將出漿口封填，并以麻袋堵實。最后再用水灰比0.4的水泥漿壓入，壓力增大到0.7～0.8MPa時關閉進漿閥，穩壓壓漿20～25min，壓漿補強工作結束。對于空洞和嚴重斷樁，可在漿液中加入一定量的小粒徑碎礫石。待水泥漿硬化后，應再鉆孔取芯檢查補強效果。需要強調一點的是，對于混凝土嚴重離析，空洞等質量事故，均可采用該方法補強。②如果樁徑較大，采用雙孔壓漿補強有時不能將斷樁處的泥碴和松散混凝土碎碴清除干凈，可在樁身中心鉆一個注漿孔，在注漿孔的四周可設置3～4個出漿孔。③當斷樁位置不是很深，但也有一定深度，且該處需承受較大彎矩時，為了增加處理后的抗彎性能，則按照上述方法沿樁身鉆的孔要大一些，穿過斷面處要深一些。用高壓水沖洗后，在鉆孔內插入鋼筋束或鋼軌，然后壓漿填滿鉆孔。鉆孔數量及插筋量應與設計單位協商，征得設計單位的同意后方能實施。④當斷樁的位置處于樁的底部時，采用鉆孔注漿的方法處理效果不太理想，一般不采用這種方式處理。

3.3.2樁外壓漿法其處理工藝如下：①鉆孔。先用黃泥將孔內填滿夯實，再在離樁外0.5處，沿樁周鉆直徑為110mm鉆孔8～12個孔，深度要求達到已澆注的砼表面以下1m，再清除孔內殘碴，下入直徑為42mm壓漿管到孔底，投入2～4cm石子及砂至孔口。②壓水。封閉孔口，利用壓漿管向孔內注入清水，將孔內泥漿洗凈，時間1～2h，泵壓不小于0.3MPa。③注漿。封閉孔口，向孔內注純水泥漿，水灰比為0.4～0.5，水泥為525硅酸鹽礦碴水泥，注漿壓力為0.3～0.5MPa。泵壓超0.5MPa時，隨時提管直到注滿并返漿到地面為止。④鉆孔壓漿順序，以不影Ⅱ自相鄰孔漿液凝固為原則。⑤待漿液固結后，采用人工挖孔，將填入黃泥運走。鑿除浮漿，將孔內清洗干凈。⑥澆注水下砼。處理后，經檢驗該樁砼達設計要求。采用此法處理斷樁，關鍵工序是壓漿要保證樁外圍地層形成一個整體，阻止水在清理孔中雜物時不流入或少流入孔內。

3.4補樁法 若因坍孔、導管無法拔出等造成斷樁而無法處理時，可由設計單位結合質量事故報告提出補樁方案，在原樁兩側進行補樁。補樁法應征得設計和業主的同意，由設計單位出設計變更圖紙。采用此法完全可以保證樁的質量，但成本大、周期長，因此應根據實際情況和要求，與其他處理方法作經濟對比，慎重選擇。

4 結束語

鉆孔灌注樁的施工由于受諸多因素的影響，產生斷樁有時不可避免，處理起來也并不是十分復雜，關鍵是要選擇經濟、合理、有效的處理方法，確保工程質量。

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