公路橋梁鉆孔灌注樁斷樁的處理與預(yù)防

王 凱

(河北路橋集團(tuán)有限公司三公司)

公路橋梁鉆孔灌注樁斷樁的處理與預(yù)防

王 凱

(河北路橋集團(tuán)有限公司三公司)

摘 要:鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，且影響施工質(zhì)量的因素很多，無(wú)論對(duì)施工的任何一個(gè)環(huán)節(jié)放松都有可能造成質(zhì)量缺陷。根據(jù)多年的橋梁施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)鉆孔灌注柱施工過(guò)程中產(chǎn)生斷樁的原因進(jìn)行分析，并提出了處理方案及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;斷樁;方案

1 形成斷樁的主要原因

1.1 施工準(zhǔn)備不足引起的斷樁

(1)施工場(chǎng)地的準(zhǔn)備工作。灌注樁的施工多在荒地、水地、河灘等地形、地質(zhì)條件惡劣的區(qū)域施工，作業(yè)場(chǎng)地的硬化至關(guān)重要。往往看似平整堅(jiān)實(shí)的路面，灌注過(guò)程中經(jīng)幾次重車(chē)的碾壓就行使困難，致使灌注被迫停止或大大延長(zhǎng)了灌注時(shí)間易發(fā)展成為斷樁。

(2)施工機(jī)械的準(zhǔn)備工作。灌注進(jìn)行前應(yīng)核定拌和及運(yùn)輸設(shè)備的性能及數(shù)量，要求必須有備用設(shè)備及備用發(fā)電設(shè)備，并組織足夠的勞動(dòng)力，用以保證灌注的連續(xù)性。往往由于機(jī)械設(shè)備不足會(huì)給斷樁的產(chǎn)生埋藏可怕的隱患。

(3)原材料和施工配合比的準(zhǔn)備工作。原材料的質(zhì)量和數(shù)量對(duì)于灌注樁同樣至關(guān)重要。由于砂、石料、水泥中夾雜著大塊的不合格原材料或因缺料使停頓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成堵管、塞管現(xiàn)象形成斷樁的事故也是屢見(jiàn)不鮮。另外現(xiàn)場(chǎng)配合比應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)的溫度、濕度、原材料的含水量進(jìn)行調(diào)整，確保每一盤(pán)混凝土拌和物的和易性。

1.2 因首批混凝土不足或?qū)Ч艿卓谂c孔底距離太大，首批混凝土下落未能埋沒(méi)導(dǎo)管底口，而繼續(xù)灌注形成斷樁

當(dāng)首批混凝土下落前操作人員應(yīng)認(rèn)真核對(duì)導(dǎo)管底口與孔底的距離，計(jì)算首批混凝土的方量，需要注意的是漏斗中混凝土的儲(chǔ)量一定要根據(jù)孔內(nèi)情況適當(dāng)增加數(shù)量;對(duì)閥門(mén)和浮球也要進(jìn)行認(rèn)真地檢查做到一氣呵成。首批混凝土下落后，應(yīng)立即查看孔內(nèi)水位的上漲情況;孔內(nèi)混凝土的標(biāo)高是否符合要求等，當(dāng)孔內(nèi)水位上漲之后快速回落，且導(dǎo)管內(nèi)有水涌上來(lái)，則灌注失敗。此類(lèi)情況一旦出現(xiàn)應(yīng)立即復(fù)清重灌。

1.3 對(duì)孔深及導(dǎo)管的埋置深度量測(cè)不準(zhǔn)，使導(dǎo)管拔出混凝土面形成的斷樁

此類(lèi)情況多由于操作人員麻痹大意;沒(méi)有認(rèn)真做好灌注記錄;經(jīng)驗(yàn)不足所致，特別在灌注的后期或是有小方量坍孔沒(méi)被察覺(jué)時(shí)出現(xiàn)。在灌注將近結(jié)束時(shí)，由于漿渣過(guò)稠或伴有小塊的土塊，測(cè)錘太輕難以判斷漿渣或混凝土面，操作人員沒(méi)有用足長(zhǎng)的竹桿或鐵盒取樣器、探測(cè)儀探測(cè)面層，將導(dǎo)管拔離混凝土面形成斷樁或短頭樁。

1.4 當(dāng)出現(xiàn)堵管、埋管、導(dǎo)管?chē)?yán)重漏水而不得已將導(dǎo)管提出混凝土面而形成的斷樁

(1)由于混凝土本身坍落度小、流動(dòng)性差、夾有大卵石、拌和不均勻，以及運(yùn)輸途中產(chǎn)生離析、導(dǎo)管接縫處漏水、雨天運(yùn)送混凝土未覆蓋等，使混凝土中的水泥漿被沖走，粗集料集中造成堵塞。必須將導(dǎo)管拔出而形成斷樁。

(2)由于埋管太深或?qū)Ч軆?nèi)外混凝土已初凝使導(dǎo)管與混凝土的摩阻力過(guò)大，或?qū)Ч軖熳′摻罨\提管過(guò)猛將導(dǎo)管拉斷形成斷樁。

(3)混凝土灌注過(guò)程中，由于導(dǎo)管接口不嚴(yán)、接口間橡膠墊被高壓氣囊擠開(kāi)，或焊縫開(kāi)裂，泥水從接口或裂縫處流入，不得不將導(dǎo)管提出進(jìn)行處理，形成斷樁。

處理堵管時(shí)將導(dǎo)管提升到最小埋置深度，猛提猛插導(dǎo)管，在次情況下有可能使導(dǎo)管內(nèi)混凝土連續(xù)下落與表面的浮漿、泥土相結(jié)合，形成夾泥縮孔。

因灌注時(shí)間長(zhǎng)，表層混凝土失去流動(dòng)性，形成硬蓋，而繼續(xù)灌注的混凝土拌和物頂破硬層上升，將混有泥漿砂礫的表層覆蓋包裹形成夾層斷樁。

灌注過(guò)程中出現(xiàn)坍孔，被迫停止或清理泥渣不徹底而繼續(xù)灌注形成斷樁。

在混凝土灌注時(shí)，由于護(hù)筒底腳漏水、地下水壓超過(guò)原承壓力、機(jī)械的碾壓振動(dòng)等原因，有時(shí)會(huì)突然出現(xiàn)孔內(nèi)水位急速下降而后又快速回升現(xiàn)象，且拌有大量的氣泡產(chǎn)生，這時(shí)應(yīng)立即停止灌注，用測(cè)錘量測(cè)混凝土面的標(biāo)高，判定坍孔情況，靜觀其變。如坍塌數(shù)量不大，用吸泥機(jī)吸出混凝土表面的坍塌的泥土，若不繼續(xù)坍塌，可恢復(fù)正常灌注;若有擴(kuò)大之勢(shì)，應(yīng)將導(dǎo)管、鋼筋籠拔出，將孔內(nèi)用黏土或摻入5% ～8%水泥填滿，待數(shù)日后孔內(nèi)地層已穩(wěn)定，按斷樁處理。

混凝土灌注過(guò)程中，發(fā)生了人力不可抗拒的自然災(zāi)害，迫使灌注停止也會(huì)造成斷樁。

2 斷樁的處理方案

2.1 復(fù)清重灌

此種方法適用于灌注方量較少;混凝土面離地面較深;地質(zhì)情況惡劣的鉆孔灌注樁。斷樁情況一旦發(fā)生立即將導(dǎo)管提出，并將灌注在孔內(nèi)的混凝土用反循環(huán)鉆機(jī)的鉆桿通過(guò)吸泥泵吸出，或者用吸泥機(jī)和抓斗清出，不得已時(shí)需將鋼筋籠清出采取復(fù)鉆清除;然后重新下放骨架、導(dǎo)管，尋找失敗原因、改變操作工藝，按新孔重新灌注。

2.2 積極補(bǔ)救

對(duì)于灌注中途出現(xiàn)事故，而事故處理完成后首批混凝土未初凝的樁，應(yīng)將新導(dǎo)管插入原灌拌和物內(nèi)不小于200 cm處，用潛水泥漿泵下入導(dǎo)管底部，將底部水泵出，在用圓桿接長(zhǎng)的小掏渣桶下入管底，升降多次將殘余渣土掏除干凈。續(xù)灌的混凝土應(yīng)加大水泥用量，提高拌和物的和易性，然后同首批混凝土的方法進(jìn)行灌注。當(dāng)混凝土不能上翻時(shí)，將導(dǎo)管快速提高50 cm或上下小幅度抖動(dòng)導(dǎo)管，混凝土將沖出管底。以后灌注的混凝土可恢復(fù)正常的配合比。當(dāng)進(jìn)行樁檢測(cè)時(shí)應(yīng)特別注意本樁是否有缺陷，若有應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

當(dāng)灌樁事故處理完成后混凝土面已初凝時(shí)，視地質(zhì)情況采取復(fù)鉆或護(hù)筒法。

2.3 壓漿補(bǔ)強(qiáng)

對(duì)于夾泥縮孔和夾層斷樁采用壓漿補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行處理。(1)通過(guò)超聲波檢測(cè)出夾層或縮孔的深度、面積、大概的形狀，確定施工方案，經(jīng)設(shè)計(jì)代表和監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。

(2)先鉆2～3個(gè)小孔，分別作壓漿和出漿用。深度應(yīng)達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)處以下1 m，對(duì)于柱樁應(yīng)達(dá)基巖。

(3)用高壓泵向孔內(nèi)壓入清水，其泵壓應(yīng)大于20 MPa。水流自下而上在缺陷段進(jìn)行噴射噴管提升速度為10 cm/min，旋轉(zhuǎn)速度為20 r/min，處理長(zhǎng)度應(yīng)為缺陷段上下各延伸50 cm。高壓水將缺陷段內(nèi)的軟弱部分切割成泥漿狀，當(dāng)一個(gè)進(jìn)行切割而另一個(gè)孔有水溢出是則可認(rèn)定病害區(qū)已被打通，可換另一個(gè)孔重復(fù)操作直至全部打通;鉆孔連通后，壓入清水利用水循環(huán)將廢渣排除樁體，當(dāng)所有孔內(nèi)水變成清水，清渣工作結(jié)束。

(4)用壓漿泵先壓入水灰比為0.8的純水泥漿，進(jìn)漿口應(yīng)用麻絮填堵在鐵管周?chē)變?nèi)原有清水從另一孔全部壓出來(lái)之后，再用水灰比0.5的濃水泥漿(宜用52.5級(jí)水泥)壓入。

(5)濃漿壓入時(shí)應(yīng)使其充分?jǐn)U散，當(dāng)濃漿從出漿口冒出時(shí)停止壓漿，用碎石將出漿口填封，并用麻袋堵實(shí)。

(6)最后用水灰比0.4的水泥漿壓入，壓力增大到0.7～0.8 MPa時(shí)關(guān)閉進(jìn)漿閥，穩(wěn)定壓漿20～25 min，壓漿補(bǔ)強(qiáng)工作結(jié)束。當(dāng)夾層或縮孔較大時(shí)，可適當(dāng)加入一定量的小粒徑石料。

(7)待水泥漿硬化后，應(yīng)再利用聲測(cè)管或取芯驗(yàn)證是否合格。

2.4 護(hù)筒法

對(duì)于灌注樁事故處理完成后混凝土面已經(jīng)初凝且離地面不深的斷樁;尤其是短頭樁可用護(hù)筒法進(jìn)行處理。方法是將一個(gè)稍小的鋼護(hù)筒用重壓或撞擊方法壓入孔內(nèi)適當(dāng)位置(可視地質(zhì)情況而定)，然后將護(hù)筒內(nèi)的水泥漿抽出，并將原混凝土頂面的泥渣和軟弱層人工或機(jī)械清除干凈，再在護(hù)筒內(nèi)按水下混凝土的灌注方法進(jìn)行灌注直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3 避免斷樁的預(yù)防措施

(1)嚴(yán)把隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)關(guān)。杜絕“一流隊(duì)伍投標(biāo)，二流隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)，三流隊(duì)伍施工”的現(xiàn)象。保障足夠的施工設(shè)備、人員、投資，為優(yōu)良工程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(2)加強(qiáng)施工隊(duì)伍專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，提高職工的自身素質(zhì)。建立責(zé)任到人的管理制度，確保質(zhì)量控制以預(yù)防為主。

(3)嚴(yán)把檢測(cè)關(guān)，嚴(yán)格審批處理方案，做到及早發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理，確保建筑物基礎(chǔ)穩(wěn)定。

中圖分類(lèi)號(hào):U445.7

C

1008-3383(2011)06-0137-01

收稿日期:2010-09-27