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(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、成本適中等特點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于橋梁及其他工程領(lǐng)域。但由于鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，施工時(shí)受原材料及混凝土、施工工藝和地質(zhì)條件等多種因素影響，施工過(guò)程中稍有不慎或措施控制不當(dāng)，鉆孔灌注樁就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)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(yán)重影響工期，對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量也將產(chǎn)生不利影響。在灌注樁施工中，應(yīng)對(duì)每一環(huán)節(jié)嚴(yán)格要求，并采取一定的防范措施，避免發(fā)生斷樁。斷樁后應(yīng)盡可能及時(shí)設(shè)法補(bǔ)救，不宜輕易廢棄，避免造成更大的損失。

本文結(jié)合多年的橋梁鉆孔灌注樁施工經(jīng)驗(yàn)，從灌注樁斷樁產(chǎn)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(yù)防措施等方面進(jìn)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(guò)程中，孔內(nèi)周?chē)馏w或泥漿進(jìn)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(xiàn)明顯缺陷，使成樁結(jié)構(gòu)承載力無(wú)法滿足。斷樁原因也可總結(jié)為以下幾類(lèi)情況[2]。

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

⑵混凝土運(yùn)輸過(guò)程中或現(xiàn)場(chǎng)等待時(shí)間較長(zhǎng)使混凝土在罐車(chē)內(nèi)發(fā)生離析，混凝土灌注前未采取二次攪拌處理，灌注時(shí)骨料集中在一起下放，并卡在導(dǎo)管內(nèi)，盲目拔出導(dǎo)管進(jìn)行清理，引起斷樁。

⑶在冬季施工時(shí)，氣溫過(guò)低導(dǎo)致水泥結(jié)塊或集料含水量較大而凍結(jié)成塊，混凝土拌制時(shí)間過(guò)短，結(jié)塊未解散，從而導(dǎo)致灌注時(shí)結(jié)塊卡在導(dǎo)管內(nèi)，造成斷樁。

⑷混凝土灌注過(guò)程中孔內(nèi)土體發(fā)生坍塌，現(xiàn)場(chǎng)使用吸泥機(jī)處理不當(dāng)，混凝土中仍?shī)A雜泥漿，最終造成斷樁。

⑸終孔驗(yàn)收時(shí)，孔深量測(cè)讀數(shù)有誤，導(dǎo)致導(dǎo)管計(jì)算長(zhǎng)度不夠，使底口與孔底距離過(guò)大，灌注混凝土?xí)r首批混凝土未能充滿底部，導(dǎo)致封底失敗，形成斷樁。

⑹灌注混凝土過(guò)程中對(duì)導(dǎo)管埋深量測(cè)和計(jì)算錯(cuò)誤，盲目提拔導(dǎo)管，將導(dǎo)管提拔過(guò)量，使導(dǎo)管底口拔出混凝土面，形成斷樁。

⑺灌注混凝土前，未對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行水密性試驗(yàn)，導(dǎo)致接口密閉性不足，使泥漿水進(jìn)入導(dǎo)管，在混凝土內(nèi)形成混合夾層，造成斷樁。

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

⑼灌注混凝土?xí)r，突發(fā)機(jī)械損壞、區(qū)域性停電、原材料不足等情況，中斷時(shí)間較長(zhǎng)造成混凝土不能連續(xù)灌注，再次灌注時(shí)混凝土已初凝，導(dǎo)管無(wú)法提起，形成斷樁。

2 灌注過(guò)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(shí)發(fā)生斷樁后，可迅速將鋼筋籠提出至孔外，然后調(diào)整樁機(jī)原位沖擊，達(dá)至設(shè)計(jì)底標(biāo)高時(shí)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(lián)系潛水工從混凝土頂面割斷鋼筋籠，用吊車(chē)提出，加大泥漿比重將殘留鋼筋混凝土沖碎，沖擊過(guò)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(shè)計(jì)高程后重新安放鋼筋籠灌注混凝土。

⑵若灌注時(shí)堵管?chē)?yán)重，且灌注混凝土?xí)r間較短時(shí)，可提拔并清理導(dǎo)管，使用測(cè)繩量測(cè)出已灌混凝土高度，重新計(jì)算封底方量及導(dǎo)管漏斗容積，再次將導(dǎo)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(mén)法準(zhǔn)備二次封底灌注。二次封底灌注時(shí)，當(dāng)漏斗內(nèi)混凝土開(kāi)始下降至計(jì)算封底方量位置時(shí)，將導(dǎo)管快速壓入前次混凝土內(nèi)，隨后繼續(xù)澆筑，直至導(dǎo)管埋深再次到達(dá)2m～6m，混凝土灌注至頂面時(shí)應(yīng)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(shí)，可將比樁徑略大的完整鋼管護(hù)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(jìn)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(dǎo)管無(wú)法拔出等造成多處斷樁而無(wú)法處理時(shí)，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(xiàn)斷樁，可采取補(bǔ)樁方案，方案需通過(guò)計(jì)算，并上報(bào)審核通過(guò)后方可施工。

⑸灌注樁設(shè)計(jì)有兩米素混凝土樁，灌注前或灌注過(guò)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(kāi)挖鑿出頂層混凝土，校正鋼筋籠并接長(zhǎng)至設(shè)計(jì)高程，安裝模板澆筑，脫模后回填夯實(shí)。

3 成樁過(guò)程中缺陷樁的處理方法

⑴若斷樁位置處于距地面15m 以?xún)?nèi)，且樁位地質(zhì)條件良好時(shí)，可采取人工開(kāi)挖至斷樁位置，將問(wèn)題處混凝土清除，露出良好的混凝土并對(duì)新舊混凝土連接處進(jìn)行鑿毛處理，將鋼筋上的浮漿清除干凈后，對(duì)于支撐樁（嵌巖樁），支模澆筑混凝土，拆模后及時(shí)回填并夯實(shí)；對(duì)于摩擦樁，以設(shè)計(jì)樁徑為基準(zhǔn)，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(shí)回填并夯實(shí)。

⑵在檢測(cè)過(guò)程中如出現(xiàn)三類(lèi)或四類(lèi)樁時(shí)，首先要通過(guò)檢測(cè)資料準(zhǔn)確判定出現(xiàn)問(wèn)題的部位及深度，分辨問(wèn)題類(lèi)型和產(chǎn)生問(wèn)題的原因，再討論制定切實(shí)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(yù)處理深度不超過(guò)15m 的位置，均可處理。不同工況下的灌注樁掏芯處理見(jiàn)圖1。

灌注樁掏心方法簡(jiǎn)述如下：

①準(zhǔn)備工作：施工前對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，明確安全控制、質(zhì)量控制措施和責(zé)任，設(shè)備方面配備5m3空壓機(jī)、風(fēng)鎬、風(fēng)鉆、上下絞車(chē)等。

②通過(guò)放樣確定原樁中心點(diǎn)，劃出人工開(kāi)鑿輪廓線，直徑控制在1m 以?xún)?nèi)。

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

④孔內(nèi)掏出的混凝土渣料清除干凈后，清洗孔底和孔壁，用同標(biāo)號(hào)的普通混凝土澆筑。

實(shí)踐證明，用掏芯方法處理斷樁速度快，其樁基鋼筋、聲測(cè)管及部分混凝土仍可使用。費(fèi)用比較經(jīng)濟(jì)合理，且質(zhì)量也能保證。

4 鉆孔灌注樁斷樁預(yù)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(jié)塊；細(xì)集料選取級(jí)配較好的中砂；若在冬季施工還需考慮細(xì)集料防水和過(guò)篩措施，以免因細(xì)集料結(jié)冰成塊造成堵管。混凝土拌制過(guò)程中，坍落度應(yīng)控制在180mm～220mm范圍內(nèi)，條件允許的情況下采用粉煤灰混凝土，保證拌和物應(yīng)有良好的和易性。在混凝土運(yùn)輸和灌注過(guò)程中，混凝土罐車(chē)要處于慢速攪拌狀態(tài)，避免混凝土產(chǎn)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(shí)，采用機(jī)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(qiáng)筋箍圈點(diǎn)焊，保證接頭不在鋼筋籠內(nèi)形成錯(cuò)臺(tái)，以防鋼筋籠接頭掛鉤導(dǎo)管。

⑵施工前首先確定導(dǎo)管的直徑，選擇材料較好的導(dǎo)管，導(dǎo)管可根據(jù)樁徑和石料的最大粒徑確定，使用前對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行編號(hào)，并做好水密性和接頭抗拉試驗(yàn)，防止施工中導(dǎo)管密閉性不足。導(dǎo)管直徑選擇見(jiàn)表1 所示。

表1 導(dǎo)管直徑選擇[3]

水密性試驗(yàn)時(shí)，導(dǎo)管的內(nèi)部水壓應(yīng)不小于孔內(nèi)水深1.3 倍的壓力，Pmax可按式⑴計(jì)算[4]。

式⑴中，

Pmax——導(dǎo)管壁可能承受的最大內(nèi)壓力（kPa）；

γc——混凝土容重?。?4kN/m3）；

hcmax——導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱最大高度，按導(dǎo)管全長(zhǎng)或預(yù)計(jì)的最大高度計(jì)；

γw——孔內(nèi)水或泥漿容重（kN/m3）；

hw——孔內(nèi)水或泥漿深度（m）。

導(dǎo)管水密性試驗(yàn)見(jiàn)圖2 和圖3 所示。

⑶施工現(xiàn)場(chǎng)可設(shè)置兩條運(yùn)輸便道，從而保證混凝土運(yùn)送不間斷連續(xù)灌注。

⑷混凝土灌注前，應(yīng)先檢查其流動(dòng)性和坍落度等，如不符合要求，應(yīng)有試驗(yàn)人員配合進(jìn)行拌和調(diào)配，若仍不符合要求時(shí)，作退回處理。

4.3 混凝土灌注中控制

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

⑵首批混凝土灌注后，應(yīng)持續(xù)不間斷的進(jìn)行混凝土灌注。在灌注過(guò)程中，導(dǎo)管需嚴(yán)格控制埋置深度在2cm～6m 范圍內(nèi)，并量測(cè)灌注深度計(jì)算導(dǎo)管埋深，從而適時(shí)提拔導(dǎo)管，使其埋置合理。

綜上所述，鉆孔灌注樁斷樁的預(yù)防是個(gè)系統(tǒng)工程，需要從原材料及混凝土質(zhì)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(yán)格控制好每一步驟，方能保證鉆孔灌注樁的質(zhì)量。

圖2 導(dǎo)管水密性試驗(yàn)示意圖

圖3 導(dǎo)管水密性試驗(yàn)

5 結(jié)語(yǔ)

鉆孔灌注樁斷樁原因一般較復(fù)雜，處理之前首先要探明孔內(nèi)情況，分析斷樁原因，以便有針對(duì)性地采取處理措施。處理灌注樁斷樁的措施很多，施工中應(yīng)根據(jù)資源配置、安全便捷及地層情況等進(jìn)行綜合考慮，合理選擇，不能隨意套取。施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)每一環(huán)節(jié)嚴(yán)格要求，對(duì)各種影響因素都必須詳細(xì)考慮，高度重視，有效且嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，做到“事前預(yù)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(jìn)展。