橋梁樁基礎(chǔ)斷樁的防治

關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)；鉆孔灌注樁；斷樁；處治方法 

　　0 引言 

　　當(dāng)前，隨著橋梁施工技術(shù)手段和施工機械的更新?lián)Q代，樁基礎(chǔ)橋梁施工逐漸受到業(yè)界好評和推崇。鉆孔灌注樁屬于地下隱蔽工程，在橋梁基礎(chǔ)施工中應(yīng)用較為廣泛。施工階段諸多因素都可能影響成樁質(zhì)量，而施工管理精力有限，往往難以悉數(shù)控制。但是問題出現(xiàn)后若放任置之，就可能引發(fā)更為嚴(yán)重的事故，甚至延誤工期，使施工方蒙受重大經(jīng)濟損失。施工過程中應(yīng)對樁基礎(chǔ)的施工嚴(yán)加控制，避免斷樁等質(zhì)量問題的發(fā)生。 

　　1 產(chǎn)生斷樁的原因 

　　泥漿與水泥砂漿混合物隔開了灌注樁的上下段的混凝土，造成混凝土變質(zhì)或截面受損成為斷樁。如不對斷樁作妥善處理，造成樁不能使用，這在施工過程中是很嚴(yán)重的質(zhì)量問題。要十分注意，在灌注時防止斷樁。常見斷樁的原因有以下幾種： 

　�、賹�(dǎo)管埋設(shè)深度達(dá)不到設(shè)計要求，長時間的灌注對混凝土流動性的影響較大，繼續(xù)灌注的混凝土沖破表面逐漸上升，直至將表層包裹覆蓋形成樁身夾泥或斷樁。②在灌注期間，導(dǎo)管猛地向上提升造成卡管，此時多通過抖動導(dǎo)管的方式來促使混凝土下降，導(dǎo)管埋深變淺，但并未提離混凝土表面，致使泥漿混入，出現(xiàn)樁身夾泥的現(xiàn)象。如果導(dǎo)管提離混凝土面太大，就會導(dǎo)致斷樁。③灌注過程中，由于卡管或漏水問題而必須拔出導(dǎo)管進行處理，這也是斷樁形成的一個主要原因。④因前期測深不準(zhǔn)，灌注時將沉積于混凝土面上的濃泥漿中的泥塊誤認(rèn)為是混凝土，致使觀測到的混凝土高于混凝土實際高度，致使提升導(dǎo)管時導(dǎo)管因埋深較淺而出現(xiàn)斷樁。另外，拆卸導(dǎo)管時若尺度把握不準(zhǔn)，也可能出現(xiàn)類似的問題。⑤灌注過程中現(xiàn)場突然停電，或因暴雨天氣、機械故障必須中斷灌注，且中途長時間停頓，必須將導(dǎo)管提離混凝土面導(dǎo)致斷樁。⑥灌注期間孔壁突然坍塌造成斷樁。⑦灌注樁基礎(chǔ)前，泥漿比重和含砂率超出設(shè)計要求，或泥漿粘度不達(dá)標(biāo)，致使灌注時砂漿大量沉降，縮短了導(dǎo)管在漿體中的埋深而導(dǎo)致斷樁。⑧灌注時混凝土離析影響了強度的形成，甚至造成斷樁。導(dǎo)致混凝土離析的原因主要有三方面：一是用于樁體灌注的混凝土在灌注前已存在離析現(xiàn)象；二是灌注時導(dǎo)管突然進水，致使水泥與骨料離析；三是灌注階段導(dǎo)管埋深達(dá)不到灌注要求，首批澆筑的混凝土離析后未經(jīng)處理便繼續(xù)澆筑，致使離析的混凝土留在樁體內(nèi)，澆筑后極易形成斷樁。 

　　2 對斷樁的預(yù)防措施 

　　對于可能產(chǎn)生斷樁的事故，制訂有效的預(yù)防措施，應(yīng)做好預(yù)防工作，灌注前認(rèn)真檢查灌注流程和人機配備，開工后參照操作規(guī)程按部就班的進行灌注。 

　　2.1 檢查樁截面抗拉強度，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量和用量，確保截面設(shè)計強度。①橋涵的設(shè)計并非全部出自專業(yè)的設(shè)計單位。橋涵設(shè)計中極少考慮凍脹力對樁身強度的影響，這在中小橋涵設(shè)計中極易被忽略。②配比實際標(biāo)號一般應(yīng)超出設(shè)計標(biāo)號10%～15%，每m3混凝土用量一般不低于350kg。③嚴(yán)格控制成樁質(zhì)量。開工前，提前測驗橋涵施工所用鋼筋材料的力學(xué)性能，禁止采用劣質(zhì)鋼筋施工，對于需要的焊條級別，鋼筋的焊接工藝，一定要按規(guī)范去實施，堅持標(biāo)準(zhǔn)。 

　　2.2 為保證混凝土施工的連續(xù)性，嚴(yán)密施工組織設(shè)計。樁灌注開工前，仔細(xì)檢查人員、機械設(shè)備是否到位，開工后盡量一步灌注到位，嚴(yán)格把控成樁質(zhì)量。①導(dǎo)管的分解長度不能超過導(dǎo)管的提升高度，而且拆裝搬運要簡單方便，下端可加長到4～6m，而中節(jié)一般為2m左右。各節(jié)內(nèi)徑應(yīng)大小一致，管內(nèi)壁偏差不大于±2mm，光滑、順直、無局部凸凹，盡量在15分鐘以內(nèi)完成導(dǎo)管的拆卸，灌注一經(jīng)開工就必須一步到位，中途停止會引起質(zhì)量事故。②灌注時為了使混凝土保持較好的流動性，宜采用卵石適宜粒徑為0.5～3.0cm的骨料灌注，而且必須將塌落度控制在18～22cm，至少預(yù)留5h完成混凝土初凝，確保最大粒徑不超過4.0cm。如有必要，可添加適量的外加劑以延長初凝時間。③導(dǎo)管在混凝土中的最大埋深為6m，通常是大于lm小于2m，埋深過淺會出現(xiàn)離析或斷樁等質(zhì)量問題，埋置過深會對混凝土下降形成更大的阻力，而且也會影響導(dǎo)管提升速率。 　　2.3 增設(shè)隔水設(shè)施，以防導(dǎo)管或底口進水。①灌注開工前，先通過實驗檢測導(dǎo)管的承壓能力和接頭抗拉能力，及時修補破裂的焊縫，以確保接頭嚴(yán)密。②精確計算首批混凝土的灌注量，以確保整個灌注過程良好接洽，嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深的同時又要將導(dǎo)管充滿。 

　　2.4 防止坍孔。施工時指派專人觀測水位變化情況，因河流汛期，觀察護筒四周是否滲水，認(rèn)真量測河流水位升降數(shù)據(jù)。水位的變化對水下鉆孔樁施工的影響非常大。若水位差明顯降低，必須盡快補救，確�？變�(nèi)水頭高度始終符合施工要求，施工時孔口不宜大幅度震動，孔附近的承重也應(yīng)該盡量減小。 

　　2.5 多余澆灌及接樁。為提高樁頂灌注質(zhì)量，當(dāng)樁頂達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后應(yīng)該繼續(xù)灌0.5～1m，待混凝土初凝后終凝前，多余的樁頂保留30cm，其余的部分全部挖除。在接樁或承臺施工前將多余的30cm樁頂鑿除并用清水徹底沖洗，之后開始接樁施工。 

　　3 常用處治方法 

　　3.1 原位復(fù)樁 通過超聲波檢測到斷樁后盡快徹底清理，以便在原位復(fù)樁。要在原位澆筑一根新樁難度不小，而且需要付出雙倍的灌注成本，施工周期長，因此在具體的施工活動中可參照當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特點、缺陷點的數(shù)量和樁體的重要程度有計劃的應(yīng)用。 

　　3.2 接樁 

　　3.2.1 濕接樁法 因嚴(yán)重堵管造成斷樁時，在灌注過程中適用濕接樁，已澆筑的混凝土尚未初凝之時，在導(dǎo)管拔出并徹底清理后可通過測錘量測其頂面位置，根據(jù)測量數(shù)據(jù)，通過計算可得到漏斗及導(dǎo)管的容積，當(dāng)導(dǎo)管下沉到距離已澆筑混凝土頂面10cm的部位再加球膽。灌注過程中應(yīng)實時觀測漏斗內(nèi)混凝土頂面的位置，在混凝土從漏斗下落直至將導(dǎo)管填滿的瞬間，把導(dǎo)管壓入已澆筑混凝土頂面之下，接樁施工隨即完成。 

　　3.2.2 干接樁法 澆筑樁體混凝土?xí)r，因各種原因中途停頓而未繼續(xù)澆筑，由此形成的半截樁可進行干接樁。接樁方法因半截樁樁徑及其混凝土面所在地下水位而異。①當(dāng)混凝土面的高度小于地下水位的高度，并且斷面距孔口較深，樁徑過大時，可應(yīng)用樁芯鑿井的方法處理。②當(dāng)混凝土面處地下水位以上時，可以采取挖孔的方法，直接挖到混凝土面，鑿毛清洗后直接灌注。應(yīng)注意開挖時遇到不穩(wěn)定地層應(yīng)進行人工護壁。③當(dāng)混凝土面處于地下水位以下時，如果斷面位置距孔口不太深時，可以采用挖孔與井點降水相結(jié)合的方法處理。 

　　3.3 樁芯鑿井法 樁芯鑿井法施工周期長。施工過程中，若個別樁水位居高不下，便更難以處理，最終可能因工期延誤或質(zhì)量不達(dá)標(biāo)使施工方蒙受經(jīng)濟損失。在缺陷樁中心邊降水邊采用風(fēng)鎬鑿一直徑為80cm的井，這種方法說起來容易做起來難，深度最好超過缺陷部位，然后封閉清洗泥沙，將鋼筋籠吊放到指定位置，用挖孔混凝土施工法灌注膨脹混凝土。 

　　3.4 糾偏法 糾偏法的應(yīng)用條件是：一短樁；二樁身傾斜但是依然完整未斷裂。出現(xiàn)這兩種情況后可通過千斤頂對樁體進行糾偏復(fù)位。 

　　3.5 補送結(jié)合法 采用分節(jié)連接打入樁，當(dāng)逐根沉入時，打設(shè)質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求的接樁的連節(jié)點可能會脫開，脫樁后可通過送補結(jié)合法進行處理。復(fù)打存在質(zhì)量疑點的樁，樁體下沉后將松開的接頭頂緊，使其具有豎向承載力；其次，補設(shè)的樁體最好是完整的，全長的，一方面可補足整個基礎(chǔ)的豎向承載力，同時地震荷載的承載能力會有所改善。 

　　3.6 二次成孔法 灌注階段，如果孔內(nèi)混凝土灌注高度不高，斷樁后可及時將鋼筋籠從孔內(nèi)提出，再通過沖擊鉆進行二次鉆孔，徹底清孔后重新吊放鋼筋籠繼續(xù)灌注；如果孔內(nèi)混凝土灌注高度較高，中斷時間過長，鋼筋籠無法在混凝土初凝后拔出，可先加固孔口，在孔口周圍布置鋼圈梁，將灌注樁鋼筋接長后一根一根地焊接在鋼圈梁上，繼而通過千斤頂抬高鋼圈梁，使鋼筋承受向上的拉力。由已灌注的砼錨固斷樁的鋼筋籠下部，由孔口圈梁反向錨固上端，同時對其施加向上的拉力，使鋼筋籠成為雙向約束的導(dǎo)管。為避開了剪不斷、打不爛的鋼筋，應(yīng)根據(jù)沖擊鉆的型號和直徑選用恰當(dāng)?shù)臎_擊鉆錘，從鋼筋籠內(nèi)部穿心鉆進。這樣一來，鋼混一體化的斷樁處理便轉(zhuǎn)化成了在低強度的砼中的鉆進施工，已澆筑的混凝土與鋼筋被徹底分離后進行二次澆筑成孔。 

　　3.7 注漿法 在橋涵施工中，最常見的一種斷樁處理方法是注漿法。相較于上述幾種樁體施工方法而言，注漿法雖然方便快捷、成本低廉，但灌注質(zhì)量沒有保障。使用注漿法時，為查明斷樁的具體位置，先用小型鉆機沿樁身鉆一探孔，可采用樁內(nèi)注漿法或者樁外注漿法根據(jù)斷樁的位置處理。 

　　3.8 擴大承臺法 原有的樁基承臺平面尺寸由于以下三種原因，滿足不了構(gòu)造要求或基礎(chǔ)承載力的要求，而需要擴大樁基承臺的面積。①考慮樁土共同作用。當(dāng)單樁承載力不達(dá)標(biāo)時，必須擴大承臺同時考慮樁與天然地基共同分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載。②樁位偏差大。原有的承臺平面尺寸與現(xiàn)實要求不符，需要擴大承臺。③樁基質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求，可考慮增設(shè)抗震地梁以提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。另外，可將獨立的樁基承臺連成整塊，以提高樁基整體的承載力，防止樁基承臺發(fā)生不均勻沉降。 

　　4 結(jié)束語 

　　樁基礎(chǔ)斷樁事故是橋涵施工中可能對施工質(zhì)量構(gòu)成威脅的一個主要問題。施工過程中，施工方應(yīng)該加強管理，提前預(yù)控，嚴(yán)格遵守施工規(guī)范和操作規(guī)程。質(zhì)量事故發(fā)生后，及時查明原因進行補救，確保樁基質(zhì)量達(dá)標(biāo)，以提高工程的整體質(zhì)量。 

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