橋梁鉆孔灌注樁斷樁形成原因及預(yù)防處理方法

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、施工簡便等特點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。但是在實(shí)踐中斷樁現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，該文就鉆孔灌注樁斷樁的原因及預(yù)防處治作了簡要分析，旨在為類似工程提供借鑒。

一、前言

隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，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、施工簡便等特點(diǎn)仍將被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，對其施工過程每一環(huán)節(jié)都必須要嚴(yán)格要求，對各種影響因素都必須有詳細(xì)的考慮，如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護(hù)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)，就會在灌注中產(chǎn)生質(zhì)量事故，小到塌孔松散、縮頸，大到斷樁報(bào)廢，給國家財(cái)產(chǎn)造成重大損失，直至影響工期并對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。所以，必須高度重視并嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，盡量避免發(fā)生事故及減少事故造成的損失，以利于工程的順利進(jìn)展。

二、常見的斷樁形式及影響因素

常見的斷樁形式。從目前情況看，常見的斷樁形式一般有以四種：

混凝上樁體與基巖之間被不凝固。由于導(dǎo)管下孔距孔底過遠(yuǎn)或混凝上被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土

不凝固而出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。

樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體。受地下水活動的影響或濘管密封不良，沖洗液浸入使局部混凝土水灰比增大，也

能產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象。

樁身中巖渣沉積成層，將混凝土樁上下分開。在澆注混凝上時(shí)，濘管提升過多，露出了混凝土面， 或因停電、待料等原因造成夾渣， 這些問題也是產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象的重要原因。

樁身出現(xiàn)空洞體。原因是未采用“回頂”法灌注， 而是從孔口直接傾倒的辦法灌注混凝土，產(chǎn)生離析，造成凝固

后不密實(shí)，個別區(qū)段產(chǎn)生疏松、空洞現(xiàn)象。

影響斷樁的因素。斷樁是由于樁基混凝土的某一部分和全部端面段泥漿浸入，破壞了樁的整體性受力形態(tài)， 形成廢樁。影響斷樁的因素是各種各樣的， 但主要是由于材料、工藝不當(dāng)造成的，歸納起來，這些產(chǎn)生因素主要有以下幾點(diǎn)：⑴水泥初凝時(shí)間過短； ⑵骨料粒徑偏太，砂粒中有大卵石；⑶水泥混凝土的和易性差，流動性差；⑷清孔工作不徹底；⑸導(dǎo)管埋得過深或過淺；⑹導(dǎo)管進(jìn)水了；⑺由于機(jī)械故障、施工機(jī)具配置、勞動力組織不合理，

致使灌注時(shí)間過長。

三、產(chǎn)生斷樁的原因分析

斷樁作為產(chǎn)生嚴(yán)重質(zhì)量事故的重要原因。對于誘發(fā)斷樁的因素，我們必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時(shí)又必須準(zhǔn)備相應(yīng)的對策，預(yù)防事故的發(fā)生。一旦發(fā)生事故，就要及時(shí)采取補(bǔ)救措施。分析起來，斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾個方

面：

在灌注混凝土過程中，由于測定已灌混凝土表面標(biāo)高錯誤，導(dǎo)致導(dǎo)管埋深過小，出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)象，形成夾層斷樁。特別是鉆孔灌注樁后期，超壓力不大或探測儀器不精確時(shí)，易將泥漿中混合的坍土層誤認(rèn)為是混凝土表面。因此，必須嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定的測深錘測量孔內(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。

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)。由于導(dǎo)管埋深過大，以及灌注時(shí)間過長，導(dǎo)致已灌混凝土流動性降低，從而增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力，加上導(dǎo)管采用已很落后且提升阻力很大的法蘭盤連接的導(dǎo)管， 在提升時(shí)， 因?yàn)檫B接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。

產(chǎn)生卡管現(xiàn)象。由于人工配料的隨意性較大，如果責(zé)任心差， 造成混凝土配合比在執(zhí)行過程中的誤差大， 使坍落度波動大， 拌出的混合料時(shí)稀時(shí)干。坍落度過大時(shí)會產(chǎn)生離析現(xiàn)象， 使粗骨料相互擠壓阻塞導(dǎo)管；由于坍落度過小或灌注時(shí)間過長，使混凝土的初凝時(shí)間縮短，加大混凝土下落阻力而阻塞導(dǎo)管， 都會導(dǎo)致卡管事故，造成斷樁。所以，要嚴(yán)格控制混凝土配合比，縮短灌注時(shí)間，這是減少和避免此類斷樁的重要措施。

坍塌。由于工程地質(zhì)情況較差，施工單位組織施工時(shí)重視不夠，有甚者分包或轉(zhuǎn)包，施工者沒有經(jīng)驗(yàn)，在灌注過程中，井壁坍塌嚴(yán)重或出現(xiàn)流砂、軟塑狀質(zhì)等， 造成類泥砂性斷樁。這類現(xiàn)象在本工程的斷樁中占有相當(dāng)大的比例，較為嚴(yán)重， 而且位置深、難處理。這些都是導(dǎo)致工期無限延期及經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)的重要因素。

特殊原因。由于導(dǎo)管漏水、機(jī)械故障和停電造成施工不能連續(xù)進(jìn)行，井中水位突然下降等因素，都可能造成斷樁。因此，認(rèn)真對待灌注前的準(zhǔn)備工作， 這對保證樁基的質(zhì)量是也十分重要的。

四、斷樁的預(yù)防與處治措施

針對上述分析，我們應(yīng)從預(yù)防與處治兩方面采取措施：

1、采取預(yù)防措施

要選用初凝時(shí)間不早于2.5h 的水泥，對于樁較長，樁

徑大，灌注時(shí)間較長者，可在首批混凝土中摻入緩凝劑。

嚴(yán)格把好材料關(guān)，嚴(yán)格控制粗骨料最大粒徑不大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6 — 1/8 和鋼筋最小凈距的1/4，細(xì)骨料的級配

選擇良好的中砂，同時(shí)注意剔除細(xì)骨料中的大卵石。

最大限度地降低實(shí)際生產(chǎn)與試驗(yàn)之間的偏差，施工過程中要及時(shí)做好材料含水量的檢測，應(yīng)該做到每車集料都要過秤，采取重量比控制，保證用水量和含砂率不至產(chǎn)生較大偏差，保證混凝土的和易性和流動性，其坍落度控制在18cm-22cm 之間。

要嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行清孔。由于孔內(nèi)沉淀層厚度對于摩擦樁不大于0.5 倍的樁徑， 該文原載于中國社會科學(xué)院文獻(xiàn)信息中心主辦的《環(huán)球市場信息導(dǎo)報(bào)》雜志http：//www.ems86.com總第526期2013年第43期-----轉(zhuǎn)載須注名來源對于柱樁不大于設(shè)計(jì)規(guī)定；

泥漿的比重在1.05-1.20 之間，含砂率小于4%，粘度17s —20s。灌注前，必須對孔底沉淀層厚度再進(jìn)行一次測定，如厚度超過規(guī)定，需再次清孔，可用灌注導(dǎo)管做吸泥管用空氣吸泥機(jī)清孔，或?qū)椎赘邏荷渌蛏滹L(fēng)3min-5min，使沉渣懸浮，然后立即灌注混凝土。

灌注即將結(jié)束時(shí)，如出現(xiàn)混凝土頂升困難時(shí)， 除按規(guī)范保證漏斗底口高出井孔水面4m=6m 外， 應(yīng)在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土。在拔出最后一段導(dǎo)管時(shí)，拔管速度應(yīng)較慢些，以防泥漿擠入樁內(nèi)。

2、處治措施

灌注初期的斷樁。在開盤后，僅僅灌注了數(shù)米就因故中止，而且確實(shí)不能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)灌注，則應(yīng)立即拔出導(dǎo)管，用氣舉法吸渣將孔內(nèi)尚未凝結(jié)的混凝土清除干凈，不宜采用二次剪球的方法，因?yàn)檫@樣處理易造成夾泥的缺陷。如斷樁時(shí)，孔內(nèi)混凝土已有相當(dāng)數(shù)量，氣舉法難以吸除而混凝土面離護(hù)筒底還有一定距離。這種情況下可考慮割除部分鋼筋籠，趁混凝土強(qiáng)度低時(shí)用沖擊鉆將混凝土連同鋼筋全部沖碎清除。鋼筋碎斷后可用電磁鐵吸除。

內(nèi)套鋼護(hù)筒，清水接樁。在灌注中止時(shí)， 混凝土面離孔口不足20米， 可采用一個比鋼筋籠直徑稍小的牙輪鉆，從混凝土面鉆入1 米以清除表層混凝土，然后制作一條比現(xiàn)有護(hù)筒稍小而比鋼筋籠直徑稍大，盡量接近設(shè)計(jì)樁徑的鋼護(hù)筒，從外護(hù)筒與鋼筋籠之間放入孔內(nèi)， 可直至混凝土面。

旋噴帷幕法。要在樁身周圍連續(xù)鉆孔后旋噴灌漿，漿與砂土固結(jié)后形成一帷幕，然后用小鉆頭掃除樁經(jīng)內(nèi)1 米后混凝土表層，將泥漿置換為清水，由潛水員下去將余渣清除干凈，最后在清水中第二次灌注水下混凝土。如果鉆孔間距20～60 米不等， 依具體地質(zhì)情況而定。為穩(wěn)妥期間，要防止液竄入孔內(nèi)，還應(yīng)向孔內(nèi)回填土才能保證質(zhì)量。

凍結(jié)法。要用人工制冷技術(shù)，在樁外周鉆孔，放置冷混凝土，將混凝土以上護(hù)筒以下的孔壁土體中的水凍結(jié)，形成強(qiáng)度約為5～10MPa 的凍土帷幕，達(dá)到人工處理斷面并在干處澆注混凝土的目的。在冷凍孔內(nèi)宜采取降低水化熱措并攙

加防凍早強(qiáng)劑，從而以免混凝土遭凍害及產(chǎn)生溫度裂紋。

總之，從上面的分析看，雖然斷樁的產(chǎn)生有著很多原因，只要我們認(rèn)真分析清楚斷樁產(chǎn)生的原因，找出相應(yīng)的預(yù)防措施，斷樁是可以避免的。如果產(chǎn)生了斷樁，我們還應(yīng)采取相應(yīng)的處

治理措施。

（作者單位：1.平陽縣交通工程質(zhì)量監(jiān)督站；2.平陽縣公路管理局）