淺析橋梁工程鉆孔灌注樁斷樁預防及處理措施

李成文 周游

摘 要：本文簡明扼要的分析了橋梁工程鉆孔灌注樁施工斷樁產生的原因，斷樁的預防及處理措施。

關鍵詞：橋梁工程；鉆孔灌注樁；斷樁預防；處理；措施

鉆孔灌注樁作為一種基礎形式以其適應性強、成本適中、施工簡便等特點廣泛地應用于橋梁工程，我國實際應用開始于20世紀60年代，隨著市場經濟的發展，無論是鉆孔樁灌注施工的技術水平、機械設備，還是灌注樁的樁徑、樁長都有了長足的發展。從最初的采用打井的大鍋錐，用人力推磨的方式鉆井，樁徑僅為60一100cm，到上世紀末，灌注樁的樁徑已達2. 5m以上。在國內跨江大橋近年來采用大型國產或進口的鉆機，在類砂巖地質結構中，樁徑達到了3.0m左右，樁長甚至超過100m。

由于樁基工程屬于地下隱蔽工程，施工工序較多，工藝流程相互銜接緊密，環環相扣，切主要工序大部分都是在水下或地下進行，不便監視；同時，影響正常施工和樁身灌注質量的因素較多，難以全都預見，因此會諸如樁身縮徑、夾泥、斷樁和沉渣過厚等各種形式的鉆孔灌注樁質量缺陷，影響樁身的完整性和單樁的承載能力。據相關統計資料顯示，國外有害缺陷的損樁率達巧15左右，而在國內這個比例達到20%以上。因此，在施工中如何控制鉆孔灌注樁的質量，預防鉆孔灌注樁斷樁事故的發生及如何對灌注樁缺陷進行有效處理等問題進行經驗總結就顯得十分重要。

1.鉆孔灌注樁斷樁原因分析

1.1鉆孔灌注樁施工質量卡控要點

1.1.1埋設護筒：設置護筒主要是隔離地面水、上層滯水或雜物落人孔內。在安設護筒時其的外壁周圍用粘土回填夯實，以防止護筒傾斜變形或泥漿滲漏塌孔，護筒頂應高出地面0.3～0.5m。

1.1.2：清孔：鉆孔完畢后，應及時進行清孔。清孔質量控制必須要達到以下要求：泥漿比重為1. 15 - 1. 18g/cm3，粘度為18一20g，含砂率<4%，孔沉碴厚度<10cm。

1.1.3：樁身灌注：樁混凝土灌注前應校核孔底沉碴厚度及泥漿指標（比重、粘度、含砂率），檢查無塌孔現象。待符合要求后即開始灌注。混凝土的初存量必須確保首批混凝土入孔后，導管埋人混凝土中的深度最少不小于1.2m，樁身砼灌注工作要連續進行，不能有任何中斷現象，灌注過程中要經常用測錘探測孔內混凝土面位置，及時調整導管埋深（埋深控制在2～4m）。

1.2鉆孔灌注樁斷樁原因分析

斷樁是指鉆孔灌注樁在灌注混凝土的過程中，泥漿或砂礫進入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔開并形成上下兩段，造成混凝土變質或截面積受損，從而使樁不能滿足受力要求。從以上介紹可以看出，各道工序若不能保證施工質量，都將影響灌注樁的質量，產生斷樁現象。常見的斷樁原因大致可分為以下幾種情況：

1.2.1混凝土拌合質量較差：由于混凝土本身的原因如混凝土坍落度過小，或由于石料粒徑過大、導管直徑較小，在灌注過程中堵塞導管，且在混凝土初凝前無法疏通好，不得不提起導管，形成斷樁；或者由于運輸或等待時間過長等原因使混凝土發生離析，又沒有進行二次攪拌，灌注時大量骨料卡在導管內，不得不提出導管進行清理，引起斷樁；

1.2.2導管進水造成斷樁：由于首批混凝土儲量不足或混凝土儲量已夠但導管底口距孔底間距過大，混凝土下落后不能埋沒導管底口，以致泥水從底口進人導致斷樁；另外導管提升過猛，或測深出錯，導管底口超出原混凝土面至浮漿頂面，浮漿成為樁身混凝土底一部分也會造成斷樁。

1.2.3塌孔造成斷樁。小塌孔可能引起樁身有泥砂夾層，形成斷樁；大塌孔常導致導管拔不動，從而導致斷樁。

1.2.4埋管造成斷樁。由于檢測和計算錯誤，導管埋入混凝土過深，或管內外混凝土已初凝使得導管與混凝土間摩阻力過大，或者提拔導管時，盲目提拔，將導管提拔過量，致導管被拉斷從而導致斷樁；

2.斷樁的預防措施

針對以上原因，在施工過程中對癥采取有效的預防和防護，就可以防止斷樁的產生。防止斷樁的具體措施：

（1）灌注混凝土時施工工序應迅速、連續進行，防止坍孔和泥漿沉淀過厚。混凝土初凝時間一般為1. 5h左右，導管在5一l0min應挪動一下，以確保導管能有效提升。灌人的混凝土的塌落度以18 ？ 25cm為宜，并應具有一定的流動性，保持塌落度降低至15cm的時間不應過長，盡量在8h內灌注完畢。每小時灌注高度不小于l0m，以防止頂層混凝土失去流動性，造成提升導管困難。

（2）延長混凝土的拌和時間（一般混凝土的拌和時間的1.5倍），一經開始灌注，連續進行直至最終完成，中途因為任何原因停止灌注的時間都不應超過30min，按照現場灌注混凝土的速度及混凝土的性質控制好導管埋入混凝土的深度，但規定任何時候都不應小于1.0m，一般應控制在2-4m之內，以確保不出現導管進水現象。

3.斷樁處理措施

灌注樁施工完畢后，按照國家有關規定都應進行一定數量的樁基檢測，以鑒定樁基施工的質量。對于在施工過程中出現過問題進行了處理的灌注樁更是做到逐樁檢測。通過高應變、低應變檢測技術手段，就可以判斷樁基是否存在缺陷，樁的完整性是否良好以及樁基承載力是否達到設計要求。對于通過高、低應變試驗判定出現斷樁的樁基，可采用以下方法處理：

3.1人工修補法

對于位于水中的樁基礎可采用鋼板樁構筑圍堰，經過封底、抽水進行人工修補；對于位于陸地上的樁基礎可采用接樁基直徑大的挖孔樁（其直徑適合于人工開挖即可）挖至斷裂面后，鑿初缺陷混凝土，再進行混凝土補強加固修補。此方法主要用于缺陷部位較淺或地下水位低，地質條件較好地段。該方法施工工序多，質量不易保證，且采用鋼板樁方法封底，混凝土工程用量較大。如上部結構已完成，則插打鋼板樁的工作空間受到限制，工作面不易展開。總的來說此方法工期長，工作量大。耗資巨大，一般不采用此方法進行斷樁的處理。

3.2預埋骨料壓力灌漿法

該方法處理斷樁時預先在斷裂面進行人工處理，然后用鋼護筒圍套樁的缺陷面，在鋼模內填放粗骨料，待筒內填滿粗骨料后，將其上下口封嚴，通過骨料中預埋管用壓漿泵壓入特殊砂漿形成混凝土，完成修補工作。此法設備簡單，質量易于保證，工期較短，經濟效益顯著。

3.3加樁處理法

對于有嚴重缺陷的樁，不考慮或僅考慮部分可用，則可以廢棄該樁，而在其附近另設一根樁。該方法屬最可靠的方法之一，但需要進行變更設計，增大樁基承臺尺寸，使之與補樁有效連接，此時一般承臺較難滿足要求，需另外配筋。此方法缺點是增加了工程數量和費用，且改變了結構外觀，工期長，工程量大，造價高，對于僅存在局部缺陷的樁基一般不用此法。

3.4鉆孔壓漿法

此方法利用樁基試驗中取芯鉆孔，向樁內壓注水泥漿，利用壓力和水泥漿的流動性，將樁內的孔洞部分填充。此方法對于缺陷范圍不大，深度較淺的樁較為合適，而且此方法可在一個樁基中多次重復

處理。但在處理之前應通過樁基動力試驗，詳細了解存在缺陷的位置及大小，確定補救方案，再進行施工。