預防混凝土灌注樁斷樁的施工策略

朱學文

預防混凝土灌注樁斷樁的施工策略

朱學文

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混凝土灌注樁在工程領域應用廣泛，重要性不言而喻。然而由于失誤操作、不良水文地質條件等等的影響，混凝土灌注樁斷樁現象屢見不鮮，不僅影響了路橋工程的質量，更影響了施工人員的生命財產安全。本文從混凝土灌注樁的施工工藝流程出發討論，分析了斷樁的形成和原因，提出了斷樁的預防措施。

一、混凝土灌注樁的施工工藝流程

混凝土灌注樁基施工優勢明顯，然而此法并非可“萬無一失”地應用于任何條件，如果施工地水文地質條件、設備條件、操作等無法滿足需求，那么施工過程極易出現混凝土灌注樁斷樁問題，嚴重的影響項目工程的質量以及施工人員的生命財產安全。“按部就班”可以極大程度的避免施工過程出現問題，因此，施工者在落實施工的時候一定要嚴格遵循混凝土灌注樁的施工工藝流程，即確定樁位、埋設護筒、安置樁基、鉆孔、清孔、安置鋼筋籠、灌注混凝土成樁。

二、淺析斷樁的形成和原因

想要盡可能地避免混凝土灌注樁斷樁問題，首先應全面地了解混凝土灌注樁斷樁的形成與原因，有針對性地清除工程質量隱患。經分析，能夠誘發混凝土灌注樁斷樁的原因主要包括如下六類：

1.泥漿質量不達標，孔壁塌陷

如果施工過程遭遇豐富地下水，那么鉆孔工作必須依賴護壁形式開展。護壁利用泥漿池制備泥漿、泥漿循環清渣等防止鉆孔過程中出現孔壁塌孔。但如果護壁工程質量不佳，護壁不牢且灌注時間過長，那么灌注塌孔的概率會急劇增加，因而鉆孔過程中增加適量的粘土是非常有必要的。另外鉆孔工作先于灌注，必須保證清孔后的泥漿指標達到要求才可進行后續工作。

2.樁體與基巖間隙存在不凝固混凝土

如果導管底部與孔底距離過遠，混凝土被沖洗變稀，水灰比例加大，樁體與基巖間隙的混凝土將出現凝結難的問題。另外，地下活動會影響導管的密封性，一旦沖洗液侵入導管，混凝土被稀釋，水灰比例隨即加大，混凝土也將出現凝結難的問題。

3.導管密封圈失去作用

絲扣連接是現階段導管連接的最主要方式，此方法的優點是可快速安裝、效率高，但此方法需要注意灌注過程，一旦存在問題（導管進水、密封圈老化、密封圈安裝不當等），將會導致導管進水。一旦導管進水，不僅會減小導管內外壓差，還會導致管內混凝土離析，易性與流動性因此大打折扣，導管因此阻塞，灌注工作難以為繼，斷樁隨之產生。

4.集料配比不均

通常來說集料的粒徑大小不得超過導管直徑的五分之一，具體的數值需要基于實驗測驗。如果敷衍此過程，隨意集料配比，那么可能引發混凝土離析、機械故障或是混凝土流動性減弱等等問題，繼而引發斷樁。

5.樁身出現巖渣層，混凝土樁被隔斷

在澆筑混凝土的過程中，不可避免的會涉及導管的提升和起拔工序，一旦操作不當，導致導管露出混凝土面，又或是施工過程中出現停電等問題，那么樁體內部都會出現“夾渣”現象，斷層產生，斷樁隨之形成。

6.樁身出現空洞體

樁身出現空洞體的發生原因是未采用“回頂”灌注，混凝土被從孔口處直接倒入，受重力的作用，混凝土隨后出現離析，凝固后出現密度低、疏松、空洞的現象。

三、斷樁的預防措施

在國內公路橋梁工程地基處理混凝土鉆孔灌注樁施工中，斷樁是一種非常常見的工程質量問題，一旦發生后果不堪設想，因而必須引起施工單位的高度重視。采取有效措施盡可能地避免斷樁發生，可以有效地提升工程整體質量、提高施工單位的經濟收益。從廣義角度來說，斷樁的預防可以從如下七個角度出發：

1.科學選擇導管

導管是引發斷樁的一個隱患，因此在使用之前，必須對之進行檢漏及抗拉力試驗，消除導管滲漏問題。為導管設計組裝編號，待安裝結束隨即進行復核、檢驗，并將之制定為必須始終貫徹落實的“法”。根據樁徑以及石料的粒徑科學確定導管的直徑，如條件允許，盡可能地選用大直徑導管。

2.合理安置導管

安置導管必須保證底口與孔距小于40cm，且管口不能被沉淀的淤泥渣阻塞。另外首批混凝土灌注完成之后，導管至少被埋1m，整個灌注工作必須保證導管被埋2～4m區間范圍內。

3.科學使用混凝土

混凝土的易性必須保障，塌落需要被控制于18～22cm區間范圍內。如果灌注的時間相對較長，那么必須在獲得監理工程師許可之后，向混凝土中添加緩凝劑，以防止早期灌注的混凝土因發生凝結而阻塞導管。

4.合理焊接

為保證鋼筋籠焊口平順，應采取對焊的焊接方式制作鋼筋籠。如若需要使用搭接焊，一定要避免鋼筋籠內出現焊縫錯臺卡住導管。

5.慎重提拔導管

提拔導管需慎重，提拔長度以一節為佳。在提拔導管的時候，可以利用“測繩”確定混凝土灌注深度、拔出的導管長度，在計算提拔導管長度的基礎上拔高，嚴禁“隨意拔高”，繼而將導管暴露于混凝土面。

6.充裕施工材料

施工過程所應用的設備（混凝土攪拌設備、發電機、運輸車輛等）必須預先備用，材料（砂、石、水泥）等等也需要準備充裕，以避免混凝土灌注工作被中止。

7.及時處理導管阻塞問題

混凝土阻塞導管問題可以盡可能地避免，然而想要盡數消除卻并不可能。一旦出現此問題，需要全面衡量問題，科學選擇應對手段，如拔插抖動法、型鋼插入疏通法、震動疏通法等。

四、斷樁的處理方法

根據中斷位置的差異性，斷樁包括兩類：一種是淺層斷樁，另一種是深層斷樁。淺層斷樁指混凝土灌注中斷于孔口附近的斷樁，相對的，深層斷樁則指遠離孔口的斷樁。處理斷樁的方法比較多樣，常見的有五類，分別是：清空重鉆法、擴大承臺法、沉井接樁法、復合地基法以及扁擔樁法。

1.清空重鉆法

深層斷樁在灌注樁開始不久之后，此時混凝土面與孔底距離較近，鋼筋籠的埋深程度亦不很大。此時應采取的措施是放棄灌裝，提出鋼筋籠，隨后將鉆孔再次探入孔底灌注。淺層斷樁發生在灌注一段時間后，此時混凝土面與孔底距離較遠，鋼筋籠的埋深程度很大，不能直接提出。此時應采取的措施是提出導管、棄掉廢料，鉆下直徑小于鋼筋籠的滾筒至斷樁處，清理完泥漿、混凝土后進行復灌。

2.擴大承臺法

一旦發生如下三種情況，那么原承臺將無法滿足承載要求或是構造要求，此時需要進行擴大承臺面積的辦法：第一，遭遇較大的樁位偏差；第二，樁土共同作用，如果單樁無法滿足承載要求，那么需要進行承臺擴大，由天然地基分擔荷載；第三，樁基質量不均。這種情況會導致獨立承臺出現不均沉降，為了提升建筑物的抗震能力，可以加設抗震地梁或是將獨立的樁基承臺連成整塊，利用提高整體性的辦法增加穩定性。

3.沉井接樁法

在簡單降水條件下，處理淺層斷樁最經濟的辦法是沉井接樁法。此法利用泥土填滿鉆孔，以避免后續工序影響周圍施工。待混凝土凝結后落實相關工序，因為沉井由混凝土或是鋼筋混凝土組成，因此在處理前需要利用與樁徑相同的混凝土管，安置于樁設計位置，在井內挖土，利用井筒重力使之緩緩下沉，與第二節井筒相接。待井筒下沉至斷樁位置，對混凝土樁進行鑿毛處理，隨后洗凈、接樁，與混凝土管共同澆筑。

4.復合地基法

復合地基法在提高地基承載能力，減少樁基荷載方面能夠發揮出巨大的作用。常見的復合地基法有包括兩種：一種是在承臺下施行的換土地基，此法的實施需在樁基承臺施工前，以砂石填層取代一定深度的土層，并分層夯實；另一種是遭遇混凝土無法繼續灌注問題，此時應緩拔導管，分節拆除，在排查導管阻塞原因的同時利用吊車配合作業，以保證處理方案能夠及時進行。

5.扁擔樁法

一旦樁基無法滿足設計要求、原位補樁無法施行且補救成本過高時，一般會在樁側對稱補樁兩根，使樁變承臺，共同負擔荷載，此法即為扁擔樁法。

五、結語

混凝土灌注樁施工簡單、承載力大，在橋梁工程中應用廣泛。然而，因為混凝土灌注樁屬于隱蔽工程，一旦遭遇惡劣地質條件且相關操作處理不當，那么整個橋梁工程的質量將難以保障。基于此，在混凝土灌注樁施工過程中，必須不斷強化成孔以及混凝土澆筑成樁技術，積極設計相應的對策，降低事故，以提升整個路橋工程的質量，保障人民的生命財產安全。

（作者單位：山東省單縣公路管理局）