淺析鉆孔灌注樁斷樁處理的方法及防治措施

摘 要：鉆孔灌注樁基礎(chǔ)是橋梁工程中常見的隱蔽工程，在施工過程中，由于人為的主觀因素及施工各種因素的影響，常造成鉆孔灌注樁的質(zhì)量事故——斷樁。本文針對這一問題，從形成斷樁原因、發(fā)生斷樁后處理方法及如何預(yù)防斷樁等幾方面進行了探討

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁 斷樁 處理 防治

中圖分類號：U445文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（b）-0055-02

鉆孔灌注樁由于其施工速度快、施工質(zhì)量穩(wěn)定、成本適中、受氣候環(huán)境影響小、適應(yīng)性強等特點而被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁基礎(chǔ)中。但其成樁工藝復(fù)雜，施工工序較多。須在較短時間內(nèi)，連續(xù)完成鉆孔、清孔、下鋼筋籠、水下灌注混凝土等一系列作業(yè)，因此影響灌注樁施工質(zhì)量的因素較多，成樁質(zhì)量與施工有著密切的關(guān)系。在鉆孔灌注樁施工中，由于各種因素的影響，操作失誤，不良地質(zhì)等原因。如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不嚴(yán)，就會產(chǎn)生鉆孔灌注樁的質(zhì)量事故，小到塌孔松散、縮頸，大到斷樁。其中，斷樁在鉆孔灌注樁質(zhì)量事故中發(fā)生概率較高。這給國家財產(chǎn)造成重大損失，影響工期并對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此在鉆孔灌注樁施工中，應(yīng)采取一定的防范措施，避免發(fā)生斷樁。在斷樁出現(xiàn)后，應(yīng)盡可能設(shè)法補救，不可輕易廢棄，以免造成過多的損失。下面結(jié)合施工經(jīng)驗，對鉆孔灌注樁斷樁的成因進行分析，探討斷樁處理方法和有效預(yù)防措施。

1 形成斷樁的原因

斷樁是指鉆孔灌注樁，在灌注混凝土的過程中，泥漿或砂礫進入水下混凝土，把灌注的混凝土隔開，使混凝土變質(zhì)或截面受損，從而使樁不能滿足受力要求。斷樁屬于嚴(yán)重的質(zhì)量事故。對于誘發(fā)斷樁的因素，必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時又必須準(zhǔn)備相應(yīng)對策，預(yù)防事故的發(fā)生，若一旦發(fā)生事故及時采取補救措施。斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾個方面。

1.1 測量錯誤

混凝土灌注過程中，測定已灌注混凝土表面標(biāo)高出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致導(dǎo)管埋深過小，出現(xiàn)拔脫導(dǎo)管現(xiàn)象，形成夾層斷樁。特別是在鉆孔樁灌注后期，超壓力過大或探測儀器不精確時，易將泥漿中混合的坍土層誤認(rèn)為混凝土表面。因此，必須嚴(yán)格按照規(guī)程用規(guī)定的測身錘測量孔內(nèi)混凝土表面高度，并認(rèn)真核對，保證提升導(dǎo)管不出現(xiàn)失誤。

1.2 導(dǎo)管埋深

在灌注過程中，導(dǎo)管的埋置深度是一個重要的施工指標(biāo)。導(dǎo)管的埋深過大，以及灌注時間過長，導(dǎo)致已灌注混凝土流動性降低，從而增大了混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力，加上導(dǎo)管采用的是提升阻力很大的法蘭盤連接的導(dǎo)管，在提升時會使連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。

1.3 卡管

卡管現(xiàn)象也是誘發(fā)斷樁的重要原因之一。由于在采用機械配料時不及時校核，隨意性大，責(zé)任心差，造成混凝土配合比在執(zhí)行過程中的誤差較大，致使坍落度波動大，拌出的混合料時稀時干。坍落度過大時會產(chǎn)生離析現(xiàn)象，使粗集料相互擠壓阻塞導(dǎo)管；坍落度過小或灌注時間過長時，會使混凝土的初凝時間縮短，加大混凝土下落阻力而阻塞導(dǎo)管，這些都會導(dǎo)致卡管事故，從而造成斷樁。所以嚴(yán)格控制混凝土的配合比，縮短灌注時間，是減少和避免此類斷樁的重要措施。

1.4 坍塌

坍塌，因工程地質(zhì)情況較差，現(xiàn)場情況和圖紙不符，而施工單位組織施工時重視又不夠，有的在分包或轉(zhuǎn)包中，施工者談不上有什么經(jīng)驗。在灌注過程中，井壁坍塌嚴(yán)重或出現(xiàn)流沙、軟塑狀質(zhì)等造成斷樁。這類現(xiàn)象在工程施工中的斷樁中占有比例相當(dāng)大，較為嚴(yán)重。而且在遇到位置深時，難處理，是導(dǎo)致工期無限期延期和經(jīng)濟上大量浪費的重要因素之一。

1.5 其他原因

另外，導(dǎo)管漏水、機械故障和停電造成不能連續(xù)施工，井中水位突然下降等因素都可能造成斷樁。因此應(yīng)認(rèn)真對待灌注前的準(zhǔn)備工作，這對樁基的質(zhì)量很重要。

2 斷樁處理的方法

2.1 灌注首批混凝土?xí)r發(fā)生斷樁的處理措施

在施工中，經(jīng)常出現(xiàn)由于灌注首批灌混凝土?xí)r操作不當(dāng)。如導(dǎo)管提升太快、導(dǎo)致導(dǎo)管口距孔底間隙過大，使混凝土大部分甚至全部流出導(dǎo)管，使灌注首批混凝土與后灌注混凝土中夾有泥漿層。如沒有吸泥設(shè)備，無法及時地將已灌注的混凝土拌和物吸出，繼續(xù)灌注混凝土而形成斷樁。

發(fā)生這種情況時，應(yīng)停止灌注混凝土，及時拆除導(dǎo)管，吊出鋼筋籠，清孔后重新灌注混凝土。既保證了樁的質(zhì)量，又降低了經(jīng)濟損失。

2.2 灌注接近樁頂時發(fā)生斷樁的處理措施

在混凝土頂面離樁孔水面以下5～10m之內(nèi)的情況下發(fā)生斷樁時，一般采用底塞隔水的方法，并外加一定壓力重新插入導(dǎo)管，進行接樁。

（1）做好已澆混凝土高程量測記錄，拔除導(dǎo)管，仔細(xì)觀測護筒內(nèi)水位變化，以判斷導(dǎo)管內(nèi)混凝土是否落入孔中，井清除導(dǎo)管內(nèi)剩余混凝土。

（2）重新安裝導(dǎo)管，在導(dǎo)管口用1cm厚、直徑比導(dǎo)管直徑大1cm的鋼板點焊，封住導(dǎo)管口，檢查導(dǎo)管口與鋼板交接處是否有縫隙，烘干導(dǎo)管與鋼板交接處，并用玻璃膠密封鋼板與導(dǎo)管口交接處的縫隙，確保導(dǎo)管不漏水。

（3）用鉆機沖錘把封閉好的導(dǎo)管打入已灌注好的混凝土面以下1m后，用鋼筋伸入導(dǎo)管，把點焊在導(dǎo)管口的隔水鋼板捅開，使其與導(dǎo)管分離，重新澆灌混凝土。

2.3 接樁

接樁法是斷樁處理中采用較普遍的一種方法，當(dāng)成樁后樁頂標(biāo)高不足時也大多采用此方法。

（1）制作鋼護簡（長度比地面距持力層距離長1m左右），直徑為比樁徑大200mm，壁厚5mm。

（2）用全站儀測量定出樁的中心位置，利用鉆機沖錘均勻打人護筒，直到護筒嵌入持力層。

（3）人工挖孔，挖除孔內(nèi)淤泥至混凝土面。在挖孔過程中注意孔內(nèi)滲水的處理，因鋼護筒已嵌入持力層，因此孔壁周圍滲水量極小，待水積儲到一定高度時再用潛水泵進行抽水。利用風(fēng)鎬破除孔內(nèi)混凝土，保證混凝土面層新鮮。

（4）沿著混凝土面周圍打錨桿，增設(shè)錨固鋼筋，加強新舊混凝土交接面的抗折能力。

（5）接樁前準(zhǔn)備，用鋼刷刷洗粘在鋼筋籠上的泥土，清洗樁頭，使樁頭干凈無浮渣。保證新舊混凝土接觸面不存在淤泥夾層。

（6）下導(dǎo)管，先用潛水泵抽干孔中積水后，立即利用導(dǎo)管灌注混凝土。混凝土配合比采用原有灌注樁混凝土配合比，坍落度控制在13～15cm，并輔以人工用振動棒振搗密實。此時不考慮預(yù)留樁頭，混凝土高度澆至樁頂設(shè)計高程即可。

2.4 原位補樁

對在施工后經(jīng)超聲波檢測并鉆芯取樣判定的斷樁，應(yīng)進行補樁處理。原樁位報廢，一般要新補對稱兩根樁，如無樁位，也可采用原樁位上補一根，旁邊再澆一根的方法，并增大樁基承臺尺寸，使之與補樁有效連接。但這種方法必須通過設(shè)計部門認(rèn)可。此種方法效果好、難度大、周期長、費用高，可根據(jù)工程的重要性、地質(zhì)條件、缺陷數(shù)量等因素選擇采用。

3 斷樁的預(yù)防

3.1 成孔測量

樁成孔后，必須認(rèn)真清孔。一般采用換漿法將孔內(nèi)的沉渣帶出孔外，清孔時間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定。清孔后要及時灌注，防止孔內(nèi)的沉渣過多。

灌注混凝土前認(rèn)真檢查孔徑，進行孔深測量，準(zhǔn)確計算出全孔及首批灌注孔段的混凝土用量。特別要注意到由于地質(zhì)情況造成的擴孔，避免首批混凝土灌注量不足。首批灌注混凝土的用量要滿足把導(dǎo)管下端埋深1m以上。

3.2 導(dǎo)管

根據(jù)樁徑和石料的最大粒徑確定導(dǎo)管的直徑，盡量采用大直徑導(dǎo)管。導(dǎo)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(dǎo)管焊接，提管后還應(yīng)該建立復(fù)核和檢驗制度，尤其要記好每節(jié)導(dǎo)管的長度。導(dǎo)管下端應(yīng)盡量光滑，其連接處要加放密封圈，以增強隔水效果，導(dǎo)管使用前要進行清洗，除掉污垢和殘渣。

3.3 材料

混凝土配合比應(yīng)合理，嚴(yán)格控制其坍落度，若要改變水泥標(biāo)號、品種及生產(chǎn)廠家時，必須先做好配合比試驗，按配合比控制質(zhì)量，確保混凝土及時保量到達(dá)施工現(xiàn)場。集料的最大粒徑應(yīng)不大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1.6～1.8倍，以及鋼筋最小凈距的1/4，同時不大于40mm。在運輸和灌注過程中，混凝土不應(yīng)有離析、泌水現(xiàn)象。

3.4 混凝土灌注

使用運輸車從拌合站運送混凝土，為保證首批混凝土灌注后導(dǎo)管的埋置深度，可在施工現(xiàn)場設(shè)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，保證混凝土連續(xù)灌注。灌注中，應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外深度及時合理掌握導(dǎo)管的拆卸長度，在正常情況下應(yīng)在2～6m之間，切勿拔起過多，并且在提升時要垂直提升，以免導(dǎo)管在混凝土面處扭折導(dǎo)致接頭漏水甚至導(dǎo)管斷裂。

4 結(jié)語

實踐表明，混凝土鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工，由于在水下灌注混凝土作業(yè)，施工隱蔽等特點，施工存在一定的技術(shù)難度。因此，應(yīng)充分考慮施工中可能出現(xiàn)的意外情況，編制實施性施工組織方案，開工前要考慮全面、準(zhǔn)備充分，要有應(yīng)急措施和事故處理預(yù)案，施工時嚴(yán)格控制施工中的每一個環(huán)節(jié)和步驟，做到事前檢查、預(yù)防為主、過程控制，分工明確，密切配合，統(tǒng)一指揮，快速、連續(xù)地施工，這樣才能保證鉆孔灌注樁的優(yōu)良率，避免斷樁事故的發(fā)生。

參考文獻

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