淺析橋梁工程鉆孔灌注樁斷樁預(yù)防及處理措施

李成文 周游

摘 要：本文簡(jiǎn)明扼要的分析了橋梁工程鉆孔灌注樁施工斷樁產(chǎn)生的原因，斷樁的預(yù)防及處理措施。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；鉆孔灌注樁；斷樁預(yù)防；處理；措施

鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)廣泛地應(yīng)用于橋梁工程，我國(guó)實(shí)際應(yīng)用開始于20世紀(jì)60年代，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，無(wú)論是鉆孔樁灌注施工的技術(shù)水平、機(jī)械設(shè)備，還是灌注樁的樁徑、樁長(zhǎng)都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。從最初的采用打井的大鍋錐，用人力推磨的方式鉆井，樁徑僅為60一100cm，到上世紀(jì)末，灌注樁的樁徑已達(dá)2. 5m以上。在國(guó)內(nèi)跨江大橋近年來(lái)采用大型國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口的鉆機(jī)，在類砂巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，樁徑達(dá)到了3.0m左右，樁長(zhǎng)甚至超過100m。

由于樁基工程屬于地下隱蔽工程，施工工序較多，工藝流程相互銜接緊密，環(huán)環(huán)相扣，切主要工序大部分都是在水下或地下進(jìn)行，不便監(jiān)視；同時(shí)，影響正常施工和樁身灌注質(zhì)量的因素較多，難以全都預(yù)見，因此會(huì)諸如樁身縮徑、夾泥、斷樁和沉渣過厚等各種形式的鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷，影響樁身的完整性和單樁的承載能力。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，國(guó)外有害缺陷的損樁率達(dá)巧15左右，而在國(guó)內(nèi)這個(gè)比例達(dá)到20%以上。因此，在施工中如何控制鉆孔灌注樁的質(zhì)量，預(yù)防鉆孔灌注樁斷樁事故的發(fā)生及如何對(duì)灌注樁缺陷進(jìn)行有效處理等問題進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)就顯得十分重要。

1.鉆孔灌注樁斷樁原因分析

1.1鉆孔灌注樁施工質(zhì)量卡控要點(diǎn)

1.1.1埋設(shè)護(hù)筒：設(shè)置護(hù)筒主要是隔離地面水、上層滯水或雜物落人孔內(nèi)。在安設(shè)護(hù)筒時(shí)其的外壁周圍用粘土回填夯實(shí)，以防止護(hù)筒傾斜變形或泥漿滲漏塌孔，護(hù)筒頂應(yīng)高出地面0.3～0.5m。

1.1.2：清孔：鉆孔完畢后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清孔。清孔質(zhì)量控制必須要達(dá)到以下要求：泥漿比重為1. 15 - 1. 18g/cm3，粘度為18一20g，含砂率<4%，孔沉碴厚度<10cm。

1.1.3：樁身灌注：樁混凝土灌注前應(yīng)校核孔底沉碴厚度及泥漿指標(biāo)（比重、粘度、含砂率），檢查無(wú)塌孔現(xiàn)象。待符合要求后即開始灌注?；炷恋某醮媪勘仨毚_保首批混凝土入孔后，導(dǎo)管埋人混凝土中的深度最少不小于1.2m，樁身砼灌注工作要連續(xù)進(jìn)行，不能有任何中斷現(xiàn)象，灌注過程中要經(jīng)常用測(cè)錘探測(cè)孔內(nèi)混凝土面位置，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深（埋深控制在2～4m）。

1.2鉆孔灌注樁斷樁原因分析

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(jìn)入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔開并形成上下兩段，造成混凝土變質(zhì)或截面積受損，從而使樁不能滿足受力要求。從以上介紹可以看出，各道工序若不能保證施工質(zhì)量，都將影響灌注樁的質(zhì)量，產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象。常見的斷樁原因大致可分為以下幾種情況：

1.2.1混凝土拌合質(zhì)量較差：由于混凝土本身的原因如混凝土坍落度過小，或由于石料粒徑過大、導(dǎo)管直徑較小，在灌注過程中堵塞導(dǎo)管，且在混凝土初凝前無(wú)法疏通好，不得不提起導(dǎo)管，形成斷樁；或者由于運(yùn)輸或等待時(shí)間過長(zhǎng)等原因使混凝土發(fā)生離析，又沒有進(jìn)行二次攪拌，灌注時(shí)大量骨料卡在導(dǎo)管內(nèi)，不得不提出導(dǎo)管進(jìn)行清理，引起斷樁；

1.2.2導(dǎo)管進(jìn)水造成斷樁：由于首批混凝土儲(chǔ)量不足或混凝土儲(chǔ)量已夠但導(dǎo)管底口距孔底間距過大，混凝土下落后不能埋沒導(dǎo)管底口，以致泥水從底口進(jìn)人導(dǎo)致斷樁；另外導(dǎo)管提升過猛，或測(cè)深出錯(cuò)，導(dǎo)管底口超出原混凝土面至浮漿頂面，浮漿成為樁身混凝土底一部分也會(huì)造成斷樁。

1.2.3塌孔造成斷樁。小塌孔可能引起樁身有泥砂夾層，形成斷樁；大塌孔常導(dǎo)致導(dǎo)管拔不動(dòng)，從而導(dǎo)致斷樁。

1.2.4埋管造成斷樁。由于檢測(cè)和計(jì)算錯(cuò)誤，導(dǎo)管埋入混凝土過深，或管內(nèi)外混凝土已初凝使得導(dǎo)管與混凝土間摩阻力過大，或者提拔導(dǎo)管時(shí)，盲目提拔，將導(dǎo)管提拔過量，致導(dǎo)管被拉斷從而導(dǎo)致斷樁；

2.斷樁的預(yù)防措施

針對(duì)以上原因，在施工過程中對(duì)癥采取有效的預(yù)防和防護(hù)，就可以防止斷樁的產(chǎn)生。防止斷樁的具體措施：

（1）灌注混凝土?xí)r施工工序應(yīng)迅速、連續(xù)進(jìn)行，防止坍孔和泥漿沉淀過厚。混凝土初凝時(shí)間一般為1. 5h左右，導(dǎo)管在5一l0min應(yīng)挪動(dòng)一下，以確保導(dǎo)管能有效提升。灌人的混凝土的塌落度以18 ？ 25cm為宜，并應(yīng)具有一定的流動(dòng)性，保持塌落度降低至15cm的時(shí)間不應(yīng)過長(zhǎng)，盡量在8h內(nèi)灌注完畢。每小時(shí)灌注高度不小于l0m，以防止頂層混凝土失去流動(dòng)性，造成提升導(dǎo)管困難。

（2）延長(zhǎng)混凝土的拌和時(shí)間（一般混凝土的拌和時(shí)間的1.5倍），一經(jīng)開始灌注，連續(xù)進(jìn)行直至最終完成，中途因?yàn)槿魏卧蛲Ｖ构嘧⒌臅r(shí)間都不應(yīng)超過30min，按照現(xiàn)場(chǎng)灌注混凝土的速度及混凝土的性質(zhì)控制好導(dǎo)管埋入混凝土的深度，但規(guī)定任何時(shí)候都不應(yīng)小于1.0m，一般應(yīng)控制在2-4m之內(nèi)，以確保不出現(xiàn)導(dǎo)管進(jìn)水現(xiàn)象。

3.斷樁處理措施

灌注樁施工完畢后，按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定都應(yīng)進(jìn)行一定數(shù)量的樁基檢測(cè)，以鑒定樁基施工的質(zhì)量。對(duì)于在施工過程中出現(xiàn)過問題進(jìn)行了處理的灌注樁更是做到逐樁檢測(cè)。通過高應(yīng)變、低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)手段，就可以判斷樁基是否存在缺陷，樁的完整性是否良好以及樁基承載力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對(duì)于通過高、低應(yīng)變?cè)囼?yàn)判定出現(xiàn)斷樁的樁基，可采用以下方法處理：

3.1人工修補(bǔ)法

對(duì)于位于水中的樁基礎(chǔ)可采用鋼板樁構(gòu)筑圍堰，經(jīng)過封底、抽水進(jìn)行人工修補(bǔ)；對(duì)于位于陸地上的樁基礎(chǔ)可采用接樁基直徑大的挖孔樁（其直徑適合于人工開挖即可）挖至斷裂面后，鑿初缺陷混凝土，再進(jìn)行混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固修補(bǔ)。此方法主要用于缺陷部位較淺或地下水位低，地質(zhì)條件較好地段。該方法施工工序多，質(zhì)量不易保證，且采用鋼板樁方法封底，混凝土工程用量較大。如上部結(jié)構(gòu)已完成，則插打鋼板樁的工作空間受到限制，工作面不易展開。總的來(lái)說(shuō)此方法工期長(zhǎng)，工作量大。耗資巨大，一般不采用此方法進(jìn)行斷樁的處理。

3.2預(yù)埋骨料壓力灌漿法

該方法處理斷樁時(shí)預(yù)先在斷裂面進(jìn)行人工處理，然后用鋼護(hù)筒圍套樁的缺陷面，在鋼模內(nèi)填放粗骨料，待筒內(nèi)填滿粗骨料后，將其上下口封嚴(yán)，通過骨料中預(yù)埋管用壓漿泵壓入特殊砂漿形成混凝土，完成修補(bǔ)工作。此法設(shè)備簡(jiǎn)單，質(zhì)量易于保證，工期較短，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3.3加樁處理法

對(duì)于有嚴(yán)重缺陷的樁，不考慮或僅考慮部分可用，則可以廢棄該樁，而在其附近另設(shè)一根樁。該方法屬最可靠的方法之一，但需要進(jìn)行變更設(shè)計(jì)，增大樁基承臺(tái)尺寸，使之與補(bǔ)樁有效連接，此時(shí)一般承臺(tái)較難滿足要求，需另外配筋。此方法缺點(diǎn)是增加了工程數(shù)量和費(fèi)用，且改變了結(jié)構(gòu)外觀，工期長(zhǎng)，工程量大，造價(jià)高，對(duì)于僅存在局部缺陷的樁基一般不用此法。

3.4鉆孔壓漿法

此方法利用樁基試驗(yàn)中取芯鉆孔，向樁內(nèi)壓注水泥漿，利用壓力和水泥漿的流動(dòng)性，將樁內(nèi)的孔洞部分填充。此方法對(duì)于缺陷范圍不大，深度較淺的樁較為合適，而且此方法可在一個(gè)樁基中多次重復(fù)

處理。但在處理之前應(yīng)通過樁基動(dòng)力試驗(yàn)，詳細(xì)了解存在缺陷的位置及大小，確定補(bǔ)救方案，再進(jìn)行施工。