大口徑鉆孔灌注樁斷樁即時接樁

馬洪偉

(1. 山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 濟寧 272100；2. 山東省華魯工程總公司，山東 濟寧 272100)

大口徑鉆孔灌注樁斷樁即時接樁

馬洪偉1,2

(1. 山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 濟寧 272100；2. 山東省華魯工程總公司，山東 濟寧 272100)

作者根據(jù)自身的施工實踐，介紹了針對大口徑鉆孔灌注樁發(fā)生斷樁事故時所采取的即時接樁處理方案，并簡要闡述了心得體會，供各位同仁參考。

大口徑；灌注樁；水下；斷樁；接樁

0 引言

大口徑鉆孔灌注樁在鐵路、公路、地鐵、高大構(gòu)筑物建筑物基礎(chǔ)處理中有著廣泛的應(yīng)用。該工藝屬于地下隱蔽工程，它由放點定位、設(shè)備對位、泥漿調(diào)配、鉆孔、安放鋼筋籠、安放導(dǎo)管、灌注水下混凝土等多個工序組成，其中最后一道工序是大口徑鉆孔灌注樁成敗的關(guān)鍵，而出現(xiàn)斷樁就是最嚴(yán)重的質(zhì)量事故。從事地基與基礎(chǔ)施工的單位，都有可能遇到斷樁事故，常規(guī)處理方式是拔出鋼筋籠，進(jìn)行掃孔，重新成孔，如果鋼筋籠拔不出來，只能事后補樁或者原位沖擊處理。這種方法，不僅拖延工期，還會增加施工成本，甚至給施工單位造成負(fù)面影響，特別是對于一些超深超大孔徑灌注量大于50 m3的鉆孔樁出現(xiàn)斷樁施工成本負(fù)面影響就更大。

灌注水下混凝土過程中出現(xiàn)的斷樁，如果能即時有效地處理，是可以變斷樁為完好樁的。這樣既可以不增加施工成本，又可以避免造成負(fù)面影響。筆者結(jié)合自己的施工實踐，談?wù)劥罂趶姐@孔灌注樁在水下砼灌注工序的注意事項和常見斷樁事故的原因以及即時處理斷樁的方法。

1 水下砼灌注注意事項

(1)導(dǎo)管連接要緊密，連接處要注意加密封圈，導(dǎo)管底端距孔底約400 mm，在不穩(wěn)定地層應(yīng)注意勤測量孔底沉渣厚度。

(2)泥漿密度宜控制在1.10～1.15 g/cm3，在流砂、淤泥質(zhì)黏土等易坍塌地層泥漿密度宜控制在1.25～1.30 g/cm3，泥漿要調(diào)勻，流動性好。

(3)灌注開盤封底時，混凝土必須連續(xù)供應(yīng)，和易性要好，坍落度180～220 mm；減管時，導(dǎo)管埋深不宜低于2 m。

(4)灌注過程中應(yīng)經(jīng)常測量砼深，與實際灌注量核對，一旦出現(xiàn)較大偏差，立即找出原因，做出對策，保證灌注質(zhì)量。

(5)灌注快結(jié)束時，即時校對砼高度，防止出現(xiàn)樁頭不夠高和超灌浪費問題。

2 斷樁事故的形式及原因

(1)灌注開盤封底不順，導(dǎo)管內(nèi)出現(xiàn)混漿，形成導(dǎo)管內(nèi)部卡堵，不得不終止砼灌注，這可能是孔底沉渣過厚埋住導(dǎo)管底口或是導(dǎo)管底口距孔底過近又加了封底球膽造成的。

(2)灌注過程中，導(dǎo)管上下串動或拆減時，導(dǎo)管連接部位不緊密漏水致使管內(nèi)砼離析形成堵管無法疏通而造成斷樁。

(3)灌注過程中因?qū)Ч軘嗔鸦蛎撀湓斐蓴鄻丁?/p>

(4)減管時，計算不準(zhǔn)，埋深過小或沒有埋深造成斷樁。

3 斷樁的即時接樁法

3.1 開盤堵管的即時處理方法

對于開盤就堵管而形成的第一類斷樁事故，處理時首先要猛串猛掂導(dǎo)管，如果導(dǎo)管不能疏通，應(yīng)立即提出導(dǎo)管，減管時孔口要做防護(hù)，防止導(dǎo)管內(nèi)的混凝土落入鉆孔內(nèi)。提出導(dǎo)管后立即測量孔深砼深，測算出鉆孔內(nèi)混凝土落入量，然后重新安裝導(dǎo)管，按照第一次封底的程序進(jìn)行二次封底，灌注要結(jié)束時將樁頭超灌一些，確保樁頭質(zhì)量。

3.2 直接二次封底法

灌注過程中及減管時出現(xiàn)的斷樁，如果樁徑大于800 mm，樁長不小于30 m，灌注過程進(jìn)行了一半及以上，鋼筋籠拔不出來，這樣的斷樁，更適合采取即時接樁的方式。

3.2.1 施工過程

灌注過程中出現(xiàn)斷樁，應(yīng)先提出孔內(nèi)導(dǎo)管，立即測量砼深，確定砼深位置，根據(jù)導(dǎo)管底口落在孔內(nèi)砼浮漿面上的原則計算出二次下入導(dǎo)管的長度以及注滿導(dǎo)管的砼量并立即安裝導(dǎo)管，按照第一次封底的程序做好二次封底的準(zhǔn)備。封底料斗容量至少1 m3，料斗與導(dǎo)管連接好并用鉆機或吊車懸吊，導(dǎo)管上口距孔口1 m左右，導(dǎo)管底口落在孔內(nèi)砼浮漿面上，料斗封底蓋板蓋好并灌滿混凝土，然后打開蓋板，混凝土自由下落擠出導(dǎo)管內(nèi)泥漿，當(dāng)看到孔口返漿順利和料斗內(nèi)混凝土下落位置的量超過注滿導(dǎo)管的量的一倍時，快速落下料斗與導(dǎo)管，保證導(dǎo)管底口重新插入混凝土中，此時若返漿順利就繼續(xù)灌注混凝土，若返漿不順，就上下輕串導(dǎo)管，直至有返漿再繼續(xù)灌注，至此，直接二次封底就成功了。

3.2.2 二次封底法的適用條件

(1)現(xiàn)場必須有技術(shù)精湛的技術(shù)人員和有經(jīng)驗的操作人員，這是保證二次封底成功的關(guān)鍵；

(2)泥漿密度不要超過1.15 g/cm3，含砂率不大于4%，黏度20 s左右，如果超標(biāo)，會降低成功率；

(3)二次封底的混凝土和易性要好，坍落度200 mm 左右。

3.2.3 二次封底法的優(yōu)缺點

優(yōu)點是快速及時，避免因操作時間過長，混凝土初凝導(dǎo)致質(zhì)量缺陷；缺點是對現(xiàn)場技術(shù)人員和事故樁孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)達(dá)到要求才能保證成樁質(zhì)量。在灌注過程中，往往因混凝土的堿性作用以及擠壓孔壁泥皮導(dǎo)致泥漿變稠而失去二次封底的條件。

3.2.4 工程實例

山東淄博某小區(qū)高層3#住宅樓，地層以黏土粉土為主夾雜薄層砂，樁端坐在卵石層里。事故樁為群樁的邊樁，樁徑1 m，樁長38 m，孔深48 m，鋼筋籠長26 m，砼深20 m時出現(xiàn)不明原因的堵管，經(jīng)墩提不能疏通導(dǎo)管后立即將導(dǎo)管從孔內(nèi)逐節(jié)提出，并做好孔口防護(hù)，防止導(dǎo)管內(nèi)的混凝土落入事故孔內(nèi)，在倒數(shù)第二節(jié)發(fā)現(xiàn)兩節(jié)導(dǎo)管連接處混凝土離析形成硬塊卡堵，根據(jù)經(jīng)驗判斷，這是兩節(jié)導(dǎo)管連接不緊密漏水導(dǎo)致的。導(dǎo)管連接不緊密漏水而混凝土灌注又不連續(xù)時，很容易發(fā)生這種堵管現(xiàn)象。提完導(dǎo)管后立即測量砼深和泥漿性能，經(jīng)測量砼深20 m，浮漿0.5 m左右，確定二次下入導(dǎo)管長度21 m，泥漿性能指標(biāo)為密度1.15 g/cm3，黏度23 s，含砂率4%，具備直接二次封底的條件?，F(xiàn)場立即準(zhǔn)備，按照直接二次封底法的程序和技術(shù)要求成功進(jìn)行了這次斷樁即時處理。事后經(jīng)混凝土取芯和小應(yīng)變檢測結(jié)果為一類樁，這為我們以后處理此類事故提供了寶貴的經(jīng)驗。

3.3 導(dǎo)管底口封堵法

3.3.1 方法介紹

(1)工具準(zhǔn)備

準(zhǔn)備一根3～4 m導(dǎo)管底節(jié)，底口是平口，沿導(dǎo)管底口外緣并垂直于外緣焊接長度15 mm，直徑8～10 mm的3根圓鋼桿作為掛桿，掛桿要大致均分并焊接牢固；再準(zhǔn)備一塊大于導(dǎo)管直徑20 mm左右，厚度5 mm左右的橡皮密封墊作為密封；然后再準(zhǔn)備一塊直徑和密封墊差不多，厚度為4 mm以上的圓鋼板作為封堵導(dǎo)管底口的蓋板，在蓋板的一面畫一個以蓋板的中心為原點直徑比導(dǎo)管底口外徑略大的圓，沿該圓的外周焊接3個開口的圓鋼直角平鉤，開口略大，方向一致，順時針方向，位置與導(dǎo)管底口的掛桿對應(yīng)，蓋板另一面焊接3個直徑14～16 mm鋼筋U型環(huán)，環(huán)的高度500 mm左右，U型環(huán)的兩個端點焊接在蓋板上，整個U型環(huán)與蓋板面大體垂直，它的作用主要是增加蓋板的摩阻力。這三個構(gòu)件做好后先連接在一起試用，連接順序為導(dǎo)管底口→密封墊→蓋板，連接好后，檢查密封情況、掛桿和直角平鉤的連接牢固度以及脫鉤難易度。順時針掛上，順時針脫鉤，因為導(dǎo)管螺紋為正螺紋，一定要通過試驗，做到既掛的牢靠又容易脫鉤，密封墊既不要太薄還要有彈性，保證密封效果。

(2)使用方法

灌注中出現(xiàn)斷樁時，立即提出導(dǎo)管，測量砼深，計算導(dǎo)管長度，導(dǎo)管長度至少超過砼深1 m，把準(zhǔn)備好的底口封堵工具連接起來，作為導(dǎo)管底節(jié)，然后安裝導(dǎo)管，安裝過程中因為導(dǎo)管底口被蓋板封堵，在浮力的作用下導(dǎo)管會上浮，這時需要向?qū)Ч軆?nèi)邊充混凝土邊安裝，當(dāng)導(dǎo)管埋深達(dá)到1.5 m以上時，就要順時針旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管使底部的蓋板脫鉤，這時蓋板下面焊接的U型鋼筋就起到了摩阻反力的作用，這個摩阻反力與混凝土對蓋板的浮力就可以在導(dǎo)管順時針旋轉(zhuǎn)時使得蓋板與導(dǎo)管底節(jié)脫鉤，可以通過觀察導(dǎo)管內(nèi)的砼面變化判斷是否脫鉤。如果脫鉤困難，可以繼續(xù)加導(dǎo)管，導(dǎo)管難以下插時就容易脫鉤了。脫鉤后就可以正常灌注混凝土，如果孔口順利返漿，證明底口封堵法成功。

3.3.2 底口封堵法的適用條件

該法比直接二次封底法適用條件更寬，樁身質(zhì)量更有保障，出現(xiàn)斷樁需要即時接樁時應(yīng)優(yōu)先使用此法。施工鉆孔樁前要提前準(zhǔn)備兩套底口封堵工具，以備不時之需。

3.3.3 底口封堵法的優(yōu)缺點

優(yōu)點是接樁條件寬，樁身質(zhì)量有保障；缺點是安放導(dǎo)管時間比直接底口封堵法要長，安放時如不小心蓋板底端碰觸鋼筋籠就有脫鉤的危險，所以要小心安放。

3.3.4 工程實例

山東青島某立交橋，事故樁為10#墩6#樁，地層依次為黏土、粉土、粗砂、花崗巖。樁徑1.5 m，樁長35 m，孔深38 m，全籠。砼深23 m減管時，操作人員失誤將導(dǎo)管底口提離砼面造成斷樁。發(fā)現(xiàn)斷樁后，現(xiàn)場人員立即將導(dǎo)管提出，下入準(zhǔn)備好的接樁工具。不過此舉遭到了甲方技術(shù)人員和現(xiàn)場監(jiān)理的阻撓，經(jīng)過耐心解釋，才同意繼續(xù)灌注，并對該樁做了詳細(xì)記錄，事后重點檢測。最后按照底口封堵法技術(shù)要求和程序完成了接樁。25天后，對該樁進(jìn)行了取芯和小應(yīng)變檢測為一類樁，即時接樁成功。

在同一個工地其他施工單位因意外也出現(xiàn)斷樁事故，但沒有即時接樁，而是想拔出鋼筋籠重新掃孔處理，結(jié)果由于鋼筋籠埋深過多而拔不出來，時間一長，混凝土初凝，失去了即時接樁的條件，也沒有用鉆具對孔內(nèi)混凝土進(jìn)行混漿松動處理，就放棄該樁繼續(xù)施工其他鉆孔樁。事故樁所在的墩臺樁基完成后，用沖擊鉆進(jìn)行原位處理，結(jié)果用了一個多月的時間才得以處理完該樁，造成較大的損失和負(fù)面影響。

4 結(jié)語

直接二次封底法和導(dǎo)管底口封堵法可以歸結(jié)為斷樁即時接樁法。通過以上分析和工程案例說明，灌注過程中，不管什么原因出現(xiàn)的斷樁，只要具備即時接樁條件，就立即應(yīng)用其中一種方法進(jìn)行接樁，只要按即時接樁程序和技術(shù)要求操作，可以保證成樁質(zhì)量，接樁完成后盡快檢測進(jìn)行驗證。對不具備即時接樁條件鋼筋籠又拔不出的斷樁，也要下入鉆具對孔內(nèi)混凝土進(jìn)行混漿松動處理為日后處理該樁減少麻煩。事故不可怕，如何臨場處理很關(guān)鍵，更為重要的是灌注前要做好周密安排，杜絕斷樁事故。

2017-04-10

馬洪偉(1969-)，男，山東省華魯工程總公司副總經(jīng)理，探礦工程師，從事樁基施工與管理工作，山東省濟寧市兗州區(qū)建設(shè)東路272號，Tel：15965370208。

TU473

A

1009-282X(2017)04-0033-03