淺談橋梁鉆孔灌注樁斷樁處理及預防措施

余剛

（中交四航局珠海工程有限公司）

0 前言

鉆孔灌注樁以其施工簡單、實用性強、成本適中等特點被廣泛地應用于橋梁及其他工程領域。但由于鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，施工時受原材料及混凝土、施工工藝和地質條件等多種因素影響，施工過程中稍有不慎或措施控制不當，鉆孔灌注樁就會產生質量問題或事故，小到坍孔松散、縮頸，大到斷樁[1]。尤其是斷樁事故，不僅嚴重影響工期，對整個工程質量也將產生不利影響。在灌注樁施工中，應對每一環(huán)節(jié)嚴格要求，并采取一定的防范措施，避免發(fā)生斷樁。斷樁后應盡可能及時設法補救，不宜輕易廢棄，避免造成更大的損失。

本文結合多年的橋梁鉆孔灌注樁施工經驗，從灌注樁斷樁產生原因、常用灌注樁斷樁處理方法、成樁中缺陷樁處理方法及斷樁預防措施等方面進行了探討，可供同行參考。

1 鉆孔灌注樁斷樁原因

所謂斷樁是指鉆孔灌注樁在灌注混凝土施工過程中，孔內周圍土體或泥漿進入混凝土中，將澆筑的混凝土隔成上下兩段，從而造成混凝土夾層或截面積受損，最終樁身出現明顯缺陷，使成樁結構承載力無法滿足。斷樁原因也可總結為以下幾類情況[2]。

⑴澆筑的混凝土坍落度偏小，或由于原材料骨料級配不合格、導管直徑或材料不滿足要求，在澆筑施工中混凝土堵塞導管，隨著時間的增加混凝土流動性減小，盲目采取提起導管處理，從而出現斷樁。

⑵混凝土運輸過程中或現場等待時間較長使混凝土在罐車內發(fā)生離析，混凝土灌注前未采取二次攪拌處理，灌注時骨料集中在一起下放，并卡在導管內，盲目拔出導管進行清理，引起斷樁。

⑶在冬季施工時，氣溫過低導致水泥結塊或集料含水量較大而凍結成塊，混凝土拌制時間過短，結塊未解散，從而導致灌注時結塊卡在導管內，造成斷樁。

⑷混凝土灌注過程中孔內土體發(fā)生坍塌，現場使用吸泥機處理不當，混凝土中仍夾雜泥漿，最終造成斷樁。

⑸終孔驗收時，孔深量測讀數有誤，導致導管計算長度不夠，使底口與孔底距離過大，灌注混凝土時首批混凝土未能充滿底部，導致封底失敗，形成斷樁。

⑹灌注混凝土過程中對導管埋深量測和計算錯誤，盲目提拔導管，將導管提拔過量，使導管底口拔出混凝土面，形成斷樁。

⑺灌注混凝土前，未對導管進行水密性試驗，導致接口密閉性不足，使泥漿水進入導管，在混凝土內形成混合夾層，造成斷樁。

⑻灌注過程中，猛提猛插導管，使導管拔出到最小埋置深度，上層積累的浮漿、泥土與導管內連續(xù)下落的混凝土相融合，導致混凝土夾層造成斷樁。

⑼灌注混凝土時，突發(fā)機械損壞、區(qū)域性停電、原材料不足等情況，中斷時間較長造成混凝土不能連續(xù)灌注，再次灌注時混凝土已初凝，導管無法提起，形成斷樁。

2 灌注過程中斷樁的處理方法

⑴首次封底失敗或灌注混凝土不多時發(fā)生斷樁后，可迅速將鋼筋籠提出至孔外，然后調整樁機原位沖擊，達至設計底標高時清孔，然后再次下放鋼筋籠，并重新灌注混凝土。如果提不出鋼筋籠，可聯系潛水工從混凝土頂面割斷鋼筋籠，用吊車提出，加大泥漿比重將殘留鋼筋混凝土沖碎，沖擊過程中用磁鐵吸出鋼筋斷頭，混凝土碎渣由泥漿懸浮清除，到設計高程后重新安放鋼筋籠灌注混凝土。

⑵若灌注時堵管嚴重，且灌注混凝土時間較短時，可提拔并清理導管，使用測繩量測出已灌混凝土高度，重新計算封底方量及導管漏斗容積，再次將導管插入至前次混凝土頂面以上10cm 處保持懸停，加隔水球或閥門法準備二次封底灌注。二次封底灌注時，當漏斗內混凝土開始下降至計算封底方量位置時，將導管快速壓入前次混凝土內，隨后繼續(xù)澆筑，直至導管埋深再次到達2m～6m，混凝土灌注至頂面時應將浮漿全部頂出，即完成濕接樁。

⑶若斷樁位置距離地面深度小于15m 時，可將比樁徑略大的完整鋼管護筒沉入至斷樁位置以下0.5m 處，清除泥漿及摻雜泥漿的混凝土后，將新舊混凝土接縫處進行鑿毛處理，清除鋼筋上浮漿，然后以鋼管為模板澆筑混凝土[2]。

⑷若因坍孔、導管無法拔出等造成多處斷樁而無法處理時，直接回填片石后原位沖擊成孔再次灌注。若澆筑完成后發(fā)現斷樁，可采取補樁方案，方案需通過計算，并上報審核通過后方可施工。

⑸灌注樁設計有兩米素混凝土樁，灌注前或灌注過程中鋼筋籠固定不牢靠掉入孔底，可以繼續(xù)灌注至鋼筋籠頂，然后開挖鑿出頂層混凝土，校正鋼筋籠并接長至設計高程，安裝模板澆筑，脫模后回填夯實。

3 成樁過程中缺陷樁的處理方法

⑴若斷樁位置處于距地面15m 以內，且樁位地質條件良好時，可采取人工開挖至斷樁位置，將問題處混凝土清除，露出良好的混凝土并對新舊混凝土連接處進行鑿毛處理，將鋼筋上的浮漿清除干凈后，對于支撐樁（嵌巖樁），支模澆筑混凝土，拆模后及時回填并夯實；對于摩擦樁，以設計樁徑為基準，每50cm 為一節(jié)逐節(jié)加大模板直徑10cm，以提高樁身與回填土之間的摩阻力，拆模后及時回填并夯實。

⑵在檢測過程中如出現三類或四類樁時，首先要通過檢測資料準確判定出現問題的部位及深度，分辨問題類型和產生問題的原因，再討論制定切實可行的處理方案，人工掏芯處理就是一種較為合理的方法；一般直徑1.5m 以上（含1.5m）的樁，預處理深度不超過15m 的位置，均可處理。不同工況下的灌注樁掏芯處理見圖1。

灌注樁掏心方法簡述如下：

①準備工作：施工前對施工人員進行技術交底，明確安全控制、質量控制措施和責任，設備方面配備5m3空壓機、風鎬、風鉆、上下絞車等。

②通過放樣確定原樁中心點，劃出人工開鑿輪廓線，直徑控制在1m 以內。

③對于直徑1.8m 以上的樁，開挖前可先沿劃出的輪廓線鑿5cm 深的槽，作為預裂線，對于直徑1.8m 以下的樁，可直接采用人工風鎬破除開挖至有缺陷的部位，清除夾層或不合格的混凝土。

④孔內掏出的混凝土渣料清除干凈后，清洗孔底和孔壁，用同標號的普通混凝土澆筑。

實踐證明，用掏芯方法處理斷樁速度快，其樁基鋼筋、聲測管及部分混凝土仍可使用。費用比較經濟合理，且質量也能保證。

4 鉆孔灌注樁斷樁預防措施

4.1 原材料及混凝土控制

混凝土拌制前，需檢查水泥是否結塊；細集料選取級配較好的中砂；若在冬季施工還需考慮細集料防水和過篩措施，以免因細集料結冰成塊造成堵管?；炷涟柚七^程中，坍落度應控制在180mm～220mm范圍內，條件允許的情況下采用粉煤灰混凝土，保證拌和物應有良好的和易性。在混凝土運輸和灌注過程中，混凝土罐車要處于慢速攪拌狀態(tài)，避免混凝土產生離析和泌水。

4.2 混凝土灌注前控制

圖1 不同工況下灌注樁掏芯處理圖

⑴制作樁基鋼筋籠時，采用機械連接方式，使鋼筋籠整體平順。若采用搭接焊法，注意將接頭焊縫面與加強筋箍圈點焊，保證接頭不在鋼筋籠內形成錯臺，以防鋼筋籠接頭掛鉤導管。

⑵施工前首先確定導管的直徑，選擇材料較好的導管，導管可根據樁徑和石料的最大粒徑確定，使用前對導管進行編號，并做好水密性和接頭抗拉試驗，防止施工中導管密閉性不足。導管直徑選擇見表1 所示。

表1 導管直徑選擇[3]

水密性試驗時，導管的內部水壓應不小于孔內水深1.3 倍的壓力，Pmax可按式⑴計算[4]。

式⑴中，

Pmax——導管壁可能承受的最大內壓力（kPa）；

γc——混凝土容重?。?4kN/m3）；

hcmax——導管內混凝土柱最大高度，按導管全長或預計的最大高度計；

γw——孔內水或泥漿容重（kN/m3）；

hw——孔內水或泥漿深度（m）。

導管水密性試驗見圖2 和圖3 所示。

⑶施工現場可設置兩條運輸便道，從而保證混凝土運送不間斷連續(xù)灌注。

⑷混凝土灌注前，應先檢查其流動性和坍落度等，如不符合要求，應有試驗人員配合進行拌和調配，若仍不符合要求時，作退回處理。

4.3 混凝土灌注中控制

⑴下導管時，導管底部距孔底應為30cm～40cm。首批灌注混凝土方量應提前計算，灌注時確保首批混凝土方量足夠后方可進行灌注，且首次灌注必須滿足混凝土埋置導管深度（≥1m）和充分填滿孔底的需要。

⑵首批混凝土灌注后，應持續(xù)不間斷的進行混凝土灌注。在灌注過程中，導管需嚴格控制埋置深度在2cm～6m 范圍內，并量測灌注深度計算導管埋深，從而適時提拔導管，使其埋置合理。

綜上所述，鉆孔灌注樁斷樁的預防是個系統(tǒng)工程，需要從原材料及混凝土質量控制、混凝土灌注前控制及混凝土灌注中控制等方面入手，嚴格控制好每一步驟，方能保證鉆孔灌注樁的質量。

圖2 導管水密性試驗示意圖

圖3 導管水密性試驗

5 結語

鉆孔灌注樁斷樁原因一般較復雜，處理之前首先要探明孔內情況，分析斷樁原因，以便有針對性地采取處理措施。處理灌注樁斷樁的措施很多，施工中應根據資源配置、安全便捷及地層情況等進行綜合考慮，合理選擇，不能隨意套取。施工過程中應對每一環(huán)節(jié)嚴格要求，對各種影響因素都必須詳細考慮，高度重視，有效且嚴格控制鉆孔灌注樁的施工質量，做到“事前預防到位、事中控制有效、事后處理規(guī)范”，避免發(fā)生斷樁事故的發(fā)生，以利于工程的順利進展。