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鉆孔灌注樁斷樁的原因分析及有效預(yù)防措施

新聞時(shí)間：2017-10-11 文章來源： 文章作者：ztcjjt

目前，橋梁工程設(shè)計(jì)、施工中經(jīng)常采用灌注樁基礎(chǔ)，因?yàn)樗膬?yōu)點(diǎn)很多：承載力好，簡(jiǎn)化施工，縮短工期，降低了工程造價(jià)，所需設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。但施工過程中斷樁問題一直是困擾施工單位的難題。下面就灌注樁斷樁產(chǎn)生的原因及解決方法作以下幾點(diǎn)論述: 

鉆孔灌注樁是埋于地層內(nèi)的隱蔽建筑物，是以樁體外壁與周圍土壤的摩擦力或樁尖的承載力來傳力的橋梁基礎(chǔ)形式。目前鉆孔灌注樁以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其他工程領(lǐng)域。但由于灌注樁屬于隱蔽工程，影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，如地質(zhì)狀況、鉆孔工藝、護(hù)壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等，稍有不慎或措施不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量事故，小到塌孔松散、縮頸，大到斷樁報(bào)廢，不僅影響工期，對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。所以，在施工過程中對(duì)每一環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格要求，對(duì)各種影響因素都必須詳細(xì)考慮，高度重視，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。本文著重闡述鉆孔灌注樁斷樁產(chǎn)生的原因及防治措施。

01斷樁產(chǎn)生的原因分析
 
1.1 常見的斷樁形式
在鉆孔灌注樁施工中，由于操作失誤，設(shè)備不良及水文地質(zhì)條件等影響，極易發(fā)生斷樁事故，一般而言，常見的斷樁形式有以下4種。
1.1.1 混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土所充填，其原因是：由于導(dǎo)管下距孔底過遠(yuǎn)，混凝土被泥水稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固。
1.1.2 樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體，其原因是：受地下水活動(dòng)的影響或?qū)Ч苊芊獠涣迹嗨胧够炷了冶仍龃蟆?br /> 1.1.3 樁身中巖渣沉積成層，將混凝土樁上下分開，其原因是在澆注混凝土?xí)r，導(dǎo)管提升和起拔過多，露出混凝土面，或因停電、待料等原因造成夾渣。
1.1.4 樁身出現(xiàn)空洞體，其原因是：未采用“回頂”法澆注，而是采用從孔口直接倒入的辦法澆注混凝土，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生離析造成凝固后不密實(shí)堅(jiān)硬，個(gè)別孔段產(chǎn)生疏松、空洞現(xiàn)象。

1.2 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)而形成。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，這些影響因素主要有以下幾點(diǎn)：
①水泥初凝時(shí)間過短；
②骨料粒徑偏大，砂粒中有大卵石；
③水泥混凝土的和易性差，流動(dòng)性差；
④清孔工作不徹底；
⑤導(dǎo)管埋得過深或過淺；
⑥導(dǎo)管進(jìn)水；
⑦由于機(jī)械故障或施工機(jī)具配置、勞動(dòng)力組織不合理，致使灌注時(shí)間過長。

1.3 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(duì)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(duì)策，預(yù)防事故的發(fā)生。分析起來，斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾個(gè)方面。
1.3.1 在灌注混凝土過程中，由于測(cè)定已灌混凝土表面標(biāo)高錯(cuò)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(cè)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(cè)深錘測(cè)量孔內(nèi)混凝土表面高度，并認(rèn)真核對(duì)，保證提升導(dǎo)管不出現(xiàn)失誤。
1.3.2 在灌注過程中，導(dǎo)管的埋置深度是一項(xiàng)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(dòng)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接螺拴拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。
1.3.3 產(chǎn)生卡管現(xiàn)象：由于人工配料的隨意性較大，加之責(zé)任心又差，勢(shì)必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(dòng)大，拌出的混合料時(shí)稀時(shí)干。坍落度過大時(shí)會(huì)產(chǎn)生離析現(xiàn)象，使粗骨料相互擠壓阻塞導(dǎo)管：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。這些都會(huì)導(dǎo)致卡管現(xiàn)象，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事故的重要措施。
1.3.4 坍塌：由于工程地質(zhì)情況較差，施工單位組織施工時(shí)重視又不夠，有甚者分包或轉(zhuǎn)包，施工人員沒有經(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)時(shí)，造成類泥砂性斷樁。這類現(xiàn)象斷樁占有相當(dāng)大的比例，較為嚴(yán)重，而且位置深、難處理，這也是導(dǎo)致工期無限延期及成本增加的重要因素。
1.3.5 特殊原因：由于導(dǎo)管漏水、機(jī)械故障或停電造成施工不能連續(xù)進(jìn)行，井中水位突然變化等因素，都可能造成斷樁。因此，認(rèn)真對(duì)待灌注前的準(zhǔn)備工作，這對(duì)保證樁基的質(zhì)量是十分重要的。

02斷樁的防治措施
 
2.1 樁孔成孔后，必須認(rèn)真清孔。一般是采用沖洗液沖孔，沖孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，沖孔后要及時(shí)灌注混凝土，避免孔底沉渣。灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測(cè)量，準(zhǔn)確計(jì)算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量。特別要注意基巖中的孔徑擴(kuò)展情況，避免首次灌注量不足。
2.2 首次混凝土灌注量要滿足把導(dǎo)管下端埋住0.8m以上的要求，首次灌注時(shí)，第1～2斗投料需采用水泥砂，并盡量做到一次性灌入孔內(nèi)。
2.3 灌注導(dǎo)管口徑下限應(yīng)控制在200mm以上。導(dǎo)管下端應(yīng)盡量光滑，其連接處要加放密封圈，以防止泥水浸入。導(dǎo)管使用前要進(jìn)行清洗，除掉污垢與殘?jiān)?。?dǎo)管下端距孔底宜為0.5m。導(dǎo)管內(nèi)水泥隔水塞應(yīng)加放橡皮板，增強(qiáng)隔水效果。
2.4 混凝土配合比應(yīng)合理，應(yīng)嚴(yán)格控制其塌落度（一般控制在16cm～20cm為宜）。改變水泥標(biāo)號(hào)、品種及生產(chǎn)廠家時(shí)，必須先做好配合比試驗(yàn)，按配合比控制質(zhì)量。
2.5 在地下水活動(dòng)較大的地段，事先要用套管或水泥進(jìn)行止水處理，止水成功后方可灌注混凝土。采用從導(dǎo)管內(nèi)灌入的“回頂”法進(jìn)行灌注。
2.6 準(zhǔn)備灌注的混凝土所需的各種材料要準(zhǔn)備足量。在灌注過程中應(yīng)避免停水、停電。
2.7 根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度，合理掌握導(dǎo)管拆卸長度，在正常情況下應(yīng)保持導(dǎo)管下端被埋2m～3m，切勿起拔過多。
2.8 在灌注混凝土過程中，要定時(shí)測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的深度，
并繪制曲線，以監(jiān)視斷樁是否出現(xiàn)。在正常情況下， 導(dǎo)管內(nèi)外混凝土界面的距離是開始大，然后逐漸縮小，最后重合。若發(fā)現(xiàn)管內(nèi)外混凝土灌注曲線距離拉大，并且導(dǎo)管外混凝土曲線變平，而管內(nèi)混凝土曲線變陡，則是斷樁預(yù)兆，應(yīng)查明原因，盡快處理。

03斷樁的處理方法
 
如不慎發(fā)生鉆孔灌注樁的斷樁事故，應(yīng)進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救，筆者認(rèn)為一般補(bǔ)救處理措施主要有以下幾種：
3.1 二次造孔法
3.1.1若斷樁位置在10m以下，鋼筋籠被混凝土埋置較淺，且通過調(diào)試能將鋼筋籠提升，應(yīng)迅速將其整體提出孔外，然后用沖擊鉆重新鉆孔，清孔后再就位鋼筋籠，重新灌注水下混凝土。
3.1.2若斷樁位置距地表10m以下且混凝土已終凝時(shí)，可使用直徑略小于鋼筋籠內(nèi)徑的沖擊鉆，在原樁位進(jìn)行沖擊鉆孔，直至鋼筋籠底口以下1.0m，然后將鋼筋籠整體或一根根地吊出孔外，接著再進(jìn)行二次造孔至設(shè)計(jì)直徑，清孔后重新就位鋼筋籠，灌注水下混凝土。
3.2 開挖法（明挖法）
若斷樁位置距地表5.0m以內(nèi)，且地質(zhì)條件良好，樁位處為旱地時(shí)，可采用開挖法接樁。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上時(shí)，開挖樁基周圍土方至斷樁位置，將混入泥漿、孔底沉渣的樁頭混凝土鑿除，直至密實(shí)混凝土層，將表面混凝土鑿毛，將鋼筋籠表面的泥漿刷干凈后，復(fù)核樁位、支立鋼模、分層澆筑、振搗混凝土、拆模后蓋上土養(yǎng)生。
3.3 調(diào)整樁位法
若樁基工程量不大，且斷樁為施工的第一根樁基礎(chǔ)時(shí)，也可報(bào)監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位，同意后，通過調(diào)整樁位（中線不變）來進(jìn)行解決。
 
04結(jié)語

鉆孔灌注樁工程是技術(shù)性很強(qiáng)的隱蔽工程，從鉆孔、泥漿制備、鋼筋籠吊裝到混凝土澆筑各項(xiàng)工序應(yīng)銜接緊密。影響成樁質(zhì)量的因素和需要控制的環(huán)節(jié)很多，加強(qiáng)樁基工程檢測(cè)是一個(gè)手段。要保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，其關(guān)鍵還在于人，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)管理人員要有高度責(zé)任心，以防為主，對(duì)樁基各個(gè)施工環(huán)節(jié)要充分重視并精心施工。只有這樣，樁基的質(zhì)量控制才能得到保證。橋梁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁質(zhì)量事故引發(fā)的后果相當(dāng)嚴(yán)重，因此施工單位在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)管理，采用科學(xué)的施工方案和切實(shí)可行的備用方案。只有嚴(yán)格按照規(guī)范、規(guī)程操作，加強(qiáng)監(jiān)督檢測(cè)，才能避免質(zhì)量事故或把質(zhì)量事故降低到最小限度。
對(duì)已出現(xiàn)問題的樁基、斷樁查找原因分析準(zhǔn)確后，應(yīng)掌握詳盡而準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)資料，及時(shí)組織專家會(huì)診，制定安全可靠而又的經(jīng)濟(jì)處理方案。嚴(yán)把鋼筋材料的進(jìn)料關(guān)，嚴(yán)格焊接工藝要求，嚴(yán)格按照科學(xué)的操作規(guī)程施工，斷樁因素是可以預(yù)防的。 
 

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