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鉆孔灌注樁斷樁的原因分析及有效預防措施

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

目前，橋梁工程設計、施工中經(jīng)常采用灌注樁基礎，因為它的優(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)，所需設備簡(jiǎn)單，操作方便。但施工過(guò)程中斷樁問(wèn)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的隱蔽建筑物，是以樁體外壁與周?chē)寥赖哪Σ亮驑都獾某休d力來(lái)傳力的橋梁基礎形式。目前鉆孔灌注樁以其適應性強、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)被廣泛地應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，就會(huì )產(chǎn)生質(zhì)量事故，小到塌孔松散、縮頸，大到斷樁報廢，不僅影響工期，對整個(gè)工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。所以，在施工過(guò)程中對每一環(huán)節都必須嚴格要求，對各種影響因素都必須詳細考慮，高度重視，并嚴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(zhù)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(jiàn)的斷樁形式
在鉆孔灌注樁施工中，由于操作失誤，設備不良及水文地質(zhì)條件等影響，極易發(fā)生斷樁事故，一般而言，常見(jiàn)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：由于導管下距孔底過(guò)遠，混凝土被泥水稀釋?zhuān)顾冶仍龃?，造成混凝土不凝固?br /> 1.1.2 樁身中段出現混凝土不凝體，其原因是：受地下水活動(dòng)的影響或導管密封不良，泥水浸入使混凝土水灰比增大。
1.1.3 樁身中巖渣沉積成層，將混凝土樁上下分開(kāi)，其原因是在澆注混凝土時(shí)，導管提升和起拔過(guò)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，導致混凝土產(chǎn)生離析造成凝固后不密實(shí)堅硬，個(gè)別孔段產(chǎn)生疏松、空洞現象。

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、工藝不當造成的，歸納起來(lái)，這些影響因素主要有以下幾點(diǎn)：
①水泥初凝時(shí)間過(guò)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導管埋得過(guò)深或過(guò)淺；
⑥導管進(jìn)水；
⑦由于機械故障或施工機具配置、勞動(dòng)力組織不合理，致使灌注時(shí)間過(guò)長(cháng)。

1.3 產(chǎn)生斷樁的原因分析
斷樁作為產(chǎn)生嚴重質(zhì)量事故的重要原因，對于誘發(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)又必須準備相應的對策，預防事故的發(fā)生。分析起來(lái)，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(guò)程中，由于測定已灌混凝土表面標高錯誤，導致導管埋深過(guò)小，出現拔脫提漏現象，形成夾層斷樁。特別是鉆孔灌注樁后期，超壓力不大或探測儀器不精確時(shí)，易將泥漿中混合的坍土層誤認為是混凝土表面。因此，必須嚴格按照規程規定的測深錘測量孔內混凝土表面高度，并認真核對，保證提升導管不出現失誤。
1.3.2 在灌注過(guò)程中，導管的埋置深度是一項重要的施工指標。由于導管埋深過(guò)大以及灌注時(shí)間過(guò)長(cháng)，導致已灌混凝土流動(dòng)性降低，從而增大混凝土與導管壁的摩擦力，加上導管采用已很落后且提升阻力很大的法蘭盤(pán)連接的導管，在提升時(shí)，因為連接螺拴拉斷或導管破裂而產(chǎn)生斷樁。
1.3.3 產(chǎn)生卡管現象：由于人工配料的隨意性較大，加之責任心又差，勢必造成混凝土配合比在執行過(guò)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(guò)大時(shí)會(huì )產(chǎn)生離析現象，使粗骨料相互擠壓阻塞導管：坍落度過(guò)小或灌注時(shí)間過(guò)長(cháng)，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管。這些都會(huì )導致卡管現象，造成斷樁。所以，要嚴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(lèi)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，有甚者分包或轉包，施工人員沒(méi)有經(jīng)驗，在灌注過(guò)程中，井壁坍塌嚴重或出現流砂、軟塑狀質(zhì)時(shí)，造成類(lèi)泥砂性斷樁。這類(lèi)現象斷樁占有相當大的比例，較為嚴重，而且位置深、難處理，這也是導致工期無(wú)限延期及成本增加的重要因素。
1.3.5 特殊原因：由于導管漏水、機械故障或停電造成施工不能連續進(jìn)行，井中水位突然變化等因素，都可能造成斷樁。因此，認真對待灌注前的準備工作，這對保證樁基的質(zhì)量是十分重要的。

02斷樁的防治措施
 
2.1 樁孔成孔后，必須認真清孔。一般是采用沖洗液沖孔，沖孔時(shí)間應根據孔內沉渣情況而定，沖孔后要及時(shí)灌注混凝土，避免孔底沉渣。灌注混凝土前認真進(jìn)行孔徑測量，準確計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展情況，避免首次灌注量不足。
2.2 首次混凝土灌注量要滿(mǎn)足把導管下端埋住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。
2.3 灌注導管口徑下限應控制在200mm以上。導管下端應盡量光滑，其連接處要加放密封圈，以防止泥水浸入。導管使用前要進(jìn)行清洗，除掉污垢與殘渣。導管下端距孔底宜為0.5m。導管內水泥隔水塞應加放橡皮板，增強隔水效果。
2.4 混凝土配合比應合理，應嚴格控制其塌落度（一般控制在16cm～20cm為宜）。改變水泥標號、品種及生產(chǎn)廠(chǎng)家時(shí)，必須先做好配合比試驗，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。采用從導管內灌入的“回頂”法進(jìn)行灌注。
2.6 準備灌注的混凝土所需的各種材料要準備足量。在灌注過(guò)程中應避免停水、停電。
2.7 根據導管內外混凝土的上升高度，合理掌握導管拆卸長(cháng)度，在正常情況下應保持導管下端被埋2m～3m，切勿起拔過(guò)多。
2.8 在灌注混凝土過(guò)程中，要定時(shí)測量導管內外混凝土的深度，
并繪制曲線(xiàn)，以監視斷樁是否出現。在正常情況下， 導管內外混凝土界面的距離是開(kāi)始大，然后逐漸縮小，最后重合。若發(fā)現管內外混凝土灌注曲線(xiàn)距離拉大，并且導管外混凝土曲線(xiàn)變平，而管內混凝土曲線(xiàn)變陡，則是斷樁預兆，應查明原因，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，應進(jìn)行及時(shí)補救，筆者認為一般補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(guò)調試能將鋼筋籠提升，應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(zhù)再進(jìn)行二次造孔至設計直徑，清孔后重新就位鋼筋籠，灌注水下混凝土。
3.2 開(kāi)挖法（明挖法）
若斷樁位置距地表5.0m以?xún)?，且地質(zhì)條件良好，樁位處為旱地時(shí)，可采用開(kāi)挖法接樁。當混凝土強度達到設計強度80%以上時(shí)，開(kāi)挖樁基周?chē)练街翑鄻段恢?，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，復核樁位、支立鋼模、分層澆筑、振搗混凝土、拆模后蓋上土養生。
3.3 調整樁位法
若樁基工程量不大，且斷樁為施工的第一根樁基礎時(shí)，也可報監理、設計單位，同意后，通過(guò)調整樁位（中線(xiàn)不變）來(lái)進(jìn)行解決。
 
04結語(yǔ)

鉆孔灌注樁工程是技術(shù)性很強的隱蔽工程，從鉆孔、泥漿制備、鋼筋籠吊裝到混凝土澆筑各項工序應銜接緊密。影響成樁質(zhì)量的因素和需要控制的環(huán)節很多，加強樁基工程檢測是一個(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，強調現場(chǎng)管理人員要有高度責任心，以防為主，對樁基各個(gè)施工環(huán)節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。橋梁基礎鉆孔灌注樁質(zhì)量事故引發(fā)的后果相當嚴重，因此施工單位在施工過(guò)程中應加強管理，采用科學(xué)的施工方案和切實(shí)可行的備用方案。只有嚴格按照規范、規程操作，加強監督檢測，才能避免質(zhì)量事故或把質(zhì)量事故降低到最小限度。
對已出現問(wèn)題的樁基、斷樁查找原因分析準確后，應掌握詳盡而準確的現場(chǎng)資料，及時(shí)組織專(zhuān)家會(huì )診，制定安全可靠而又的經(jīng)濟處理方案。嚴把鋼筋材料的進(jìn)料關(guān)，嚴格焊接工藝要求，嚴格按照科學(xué)的操作規程施工，斷樁因素是可以預防的。 
 

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