某大直徑鉆孔灌注樁斷樁處理實例

姚志棟，甘杰晶，章舒展

(1.同濟大學(xué)土木工程學(xué)院，200092 上海;2.杭州市市政公用建設(shè)開發(fā)公司，浙江 杭州 310009)

鉆孔灌注樁作為建筑工程一種基礎(chǔ)形式，以其適應(yīng)性強、成本適中、施工簡便等特點被廣泛地應(yīng)用.隨著我國高速交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)步伐的加快，大直徑鉆孔灌注樁的應(yīng)用也更為廣泛，工藝日趨完善［1］.施工中，往往因工期緊，任務(wù)重等因素，出現(xiàn)II類以上斷樁的嚴(yán)重質(zhì)量事故會時有發(fā)生，斷樁的處理不僅給施工單位帶來經(jīng)濟上的損失，也往往會造成工期的延誤，并對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此必須采取有效的斷樁處理措施，減少事故造成的損失.本文在分析某高鐵工程橋梁斷樁特點的基礎(chǔ)上，對比了目前常用的幾種斷樁處理措施，根據(jù)經(jīng)濟合理、技術(shù)可行的原則提出了一種新型接樁方法.

1 斷樁事后處理的一般方法

1.1 補樁法

保留原斷樁，根據(jù)設(shè)計要求補樁，以補償承載力不足.采用此法完全可以保證樁的質(zhì)量，但成本大、周期長，因此應(yīng)根據(jù)實際情況和要求，與其他處理方法作經(jīng)濟對比，慎重選擇.

1.2 原位復(fù)樁法(接樁法)

在橋梁樁或群樁中，樁的位置不能移動，只能采用沖擊鉆機或人工破除等辦法，清除已注的鋼筋混凝土，重新安放鋼筋籠，灌注樁身混凝土.此法破除混凝土費用很高、安全性差、地下水位高時降水困難，處理周期較長［2］.

1.3 注漿法

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(jīng)濟、快捷，但很難保證斷樁部位處理后的強度未必都能達到質(zhì)量要求(取決于骨料含量，空隙度及注漿均勻效果等因素)［3］.采用注漿法時，通常依據(jù)動測資料確定斷樁具體位置時，可先用小型鉆機沿樁身鉆一探孔，查明斷樁的具體位置、包裹物物理特性、分布情況等，再根據(jù)具體情況，確定采用樁內(nèi)或樁外注漿處理方案.

圖1 84－3號樁原始地層柱狀圖

2 工程概述

某高速鐵路橋梁鉆孔樁基礎(chǔ)施工中，84－3號樁在澆注水下混凝土?xí)r，因工人操作失誤，導(dǎo)致拔管過長，造成斷樁.84－3鉆孔樁，樁頂設(shè)計標(biāo)高為2.5 m，樁底設(shè)計標(biāo)高 －67.9 m，樁徑 Φ1.0 m，混凝土設(shè)計強度為C35，摩擦樁.橋梁所在地區(qū)屬平原沉積區(qū)，第四系覆蓋層較厚，區(qū)內(nèi)沉積物主要為沖積相為主的淤積物，巖性主要為全新統(tǒng)及上更新統(tǒng)的淤泥質(zhì)土、粘土、圓礫，見圖1.淤泥質(zhì)土，灰色，流塑;粘土，可塑—硬塑;圓礫，中密—密實.成孔后經(jīng)超聲波檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)84－3號樁在設(shè)計樁頂以下6.0～6.3 m之間出現(xiàn)局部離析現(xiàn)象，未被評定等級.后經(jīng)研究決定對其進行抽芯檢測，抽芯混凝土樣結(jié)果顯示6.0～6.3 m出現(xiàn)泥石夾層，粘結(jié)力差，有離析現(xiàn)象.

3 斷樁處理

3.1 方案選擇

由于該斷樁位置相對于整個樁長來說并不深，如果進行補樁需要重新設(shè)計鉆孔及承臺，重新開孔工期長且造價太高，因此首先不考慮采用該方案.

注漿法雖然比較快捷、經(jīng)濟，但對于本工程，作為質(zhì)量要求極高的高速鐵路基礎(chǔ)工程，加之該斷樁位置在淤泥質(zhì)土層，土體處流塑狀態(tài)，注漿不易達到預(yù)期效果.該方法存在處理質(zhì)量難以保證的問題.

該樁斷樁位置距離樁頂設(shè)計標(biāo)高約6.0 m，可以采用接樁法進行處理.對如下兩個方案的經(jīng)濟技術(shù)可行性進行對比分析.

方案1 采用常用的人工或沖擊鉆進等方法.前者，需清除斷樁上部已灌注混凝土及鋼筋，采用“逆作法”，配以混凝土護壁及強降水，重新安放鋼筋籠，灌注樁身混凝土;后者，重新沖擊成孔灌注，該方法雖然可行，但是，安全性差、工期較長，處理費用特別高.

方案2 采用鋼護筒護壁，在原基樁四圍夯擊打入一直徑約1.8 m，壁厚 δ15 mm，深7.5 m 的豎井，見圖2;采用高壓水沖泥漿置換法置換出護筒內(nèi)淤泥質(zhì)土;然后用泥漿泵抽取護筒內(nèi)泥漿;工人下到護筒底清理離斷樁處離析混凝土;斷樁處安放模板澆注混凝土.

圖2 84－3號樁處理平面圖

拆?；靥钌罹?最后采用大型氣動沖拔設(shè)備拆拔護筒.該方法不用破壞上部6 m已經(jīng)灌注的鋼筋混凝土樁，經(jīng)計算在處理費用上要優(yōu)于方案1，時間上也比前一方案要省.

3.2 處理工藝

處理工藝流程圖見圖3.

圖3 斷樁處理工藝圖

首先利用上部為軟弱的淤泥質(zhì)土層特點，采用夯擊沉箱法按圖2所示位置將直徑為1.8 m的鋼護筒壓入距離樁頂設(shè)計標(biāo)高深度7.5 m處.為保證清除斷樁過程中上部樁的穩(wěn)定性，在84－2～84－4號樁間架設(shè)扁擔(dān)梁，固定84－3樁上半部混凝土體.

采用高壓泥漿泵設(shè)備進行沖孔，泥漿置換出淤泥質(zhì)土.為將施工人員送達作業(yè)面，在確保地下水位壓力平衡安全的前提下，將井內(nèi)泥漿抽空(防止涌底突水需進行驗算，本工程土質(zhì)情況很好，是個特例，其他工程需具體問題認(rèn)真對待.工人下到井內(nèi)，人工破除、清理斷樁處缺陷混凝土，梳理鋼筋籠.

立模板，澆注高一標(biāo)號的混凝土，并振搗密實，混凝土養(yǎng)護到位后拆模成型.缺陷部位處理好后，拆除84－2～84－4上的扁擔(dān)梁.使用大型氣動沖拔設(shè)備拆拔出鋼護筒.進行井內(nèi)夯實回填.

4 效果檢驗

84－3號樁經(jīng)接樁處理后，樁身質(zhì)量良好，見表1.

表1 基樁檢測前后級別對比表

5 結(jié)論

(1)鉆孔樁施工受地質(zhì)條件及操作人員熟練程度等因素影響，一旦形成斷樁，處理得當(dāng)與否非常重要.對于大直徑鉆孔灌注樁斷樁的事后處理應(yīng)首先分析斷樁位置，再針對具體工程情況，分別對待，科學(xué)合理制定方案，采取有效措施進行處理.

(2)人工接樁法是一種人為補救措施，本文所針對缺陷部位距樁頂距離較近的特點，很好地利用了較好的地層土質(zhì)分布特點，采用套筒護壁開挖處理斷樁的方法，相比于人工“逆作法”，配以混凝土護壁及強降水的方法要方便、有效得多.所以，本方案不但技術(shù)可行，而且經(jīng)濟費用上也很節(jié)省，最重要的是確保了樁身質(zhì)量，也節(jié)省了時間.

［1］吳紅梅，姚志棟.端承鉆孔灌注樁成孔工藝研究［J］.浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報，2003(4):40－42.

［2］趙宏軍.水下灌注樁斷樁的一種接樁措施［J］.巖土工程界，2006(3):79－80.

［3］劉端峰，張 軍.注漿法處理斷樁技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2006，35(12):47－48.