朱學(xué)文

預(yù)防混凝土灌注樁斷樁的施工策略

朱學(xué)文

Yu fang hun ning tu guan zhu zhuang duan zhuang de shi gong ce lue

混凝土灌注樁在工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，重要性不言而喻。然而由于失誤操作、不良水文地質(zhì)條件等等的影響，混凝土灌注樁斷樁現(xiàn)象屢見不鮮，不僅影響了路橋工程的質(zhì)量，更影響了施工人員的生命財產(chǎn)安全。本文從混凝土灌注樁的施工工藝流程出發(fā)討論，分析了斷樁的形成和原因，提出了斷樁的預(yù)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(yōu)勢明顯，然而此法并非可“萬無一失”地應(yīng)用于任何條件，如果施工地水文地質(zhì)條件、設(shè)備條件、操作等無法滿足需求，那么施工過程極易出現(xiàn)混凝土灌注樁斷樁問題，嚴(yán)重的影響項目工程的質(zhì)量以及施工人員的生命財產(chǎn)安全?！鞍床烤桶唷笨梢詷O大程度的避免施工過程出現(xiàn)問題，因此，施工者在落實施工的時候一定要嚴(yán)格遵循混凝土灌注樁的施工工藝流程，即確定樁位、埋設(shè)護(hù)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(yīng)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(zhì)量隱患。經(jīng)分析，能夠誘發(fā)混凝土灌注樁斷樁的原因主要包括如下六類：

1.泥漿質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，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(hù)壁形式開展。護(hù)壁利用泥漿池制備泥漿、泥漿循環(huán)清渣等防止鉆孔過程中出現(xiàn)孔壁塌孔。但如果護(hù)壁工程質(zhì)量不佳，護(hù)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(biāo)達(dá)到要求才可進(jìn)行后續(xù)工作。

2.樁體與基巖間隙存在不凝固混凝土

如果導(dǎo)管底部與孔底距離過遠(yuǎn)，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(xiàn)凝結(jié)難的問題。另外，地下活動會影響導(dǎo)管的密封性，一旦沖洗液侵入導(dǎo)管，混凝土被稀釋，水灰比例隨即加大，混凝土也將出現(xiàn)凝結(jié)難的問題。

3.導(dǎo)管密封圈失去作用

絲扣連接是現(xiàn)階段導(dǎo)管連接的最主要方式，此方法的優(yōu)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(dǎo)管進(jìn)水、密封圈老化、密封圈安裝不當(dāng)?shù)龋?，將會?dǎo)致導(dǎo)管進(jìn)水。一旦導(dǎo)管進(jìn)水，不僅會減小導(dǎo)管內(nèi)外壓差，還會導(dǎo)致管內(nèi)混凝土離析，易性與流動性因此大打折扣，導(dǎo)管因此阻塞，灌注工作難以為繼，斷樁隨之產(chǎn)生。

4.集料配比不均

通常來說集料的粒徑大小不得超過導(dǎo)管直徑的五分之一，具體的數(shù)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(fā)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(fā)斷樁。

5.樁身出現(xiàn)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(dǎo)管的提升和起拔工序，一旦操作不當(dāng)，導(dǎo)致導(dǎo)管露出混凝土面，又或是施工過程中出現(xiàn)停電等問題，那么樁體內(nèi)部都會出現(xiàn)“夾渣”現(xiàn)象，斷層產(chǎn)生，斷樁隨之形成。

6.樁身出現(xiàn)空洞體

樁身出現(xiàn)空洞體的發(fā)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(xiàn)離析，凝固后出現(xiàn)密度低、疏松、空洞的現(xiàn)象。

三、斷樁的預(yù)防措施

在國內(nèi)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(zhì)量問題，一旦發(fā)生后果不堪設(shè)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(fā)生，可以有效地提升工程整體質(zhì)量、提高施工單位的經(jīng)濟(jì)收益。從廣義角度來說，斷樁的預(yù)防可以從如下七個角度出發(fā)：

1.科學(xué)選擇導(dǎo)管

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

2.合理安置導(dǎo)管

安置導(dǎo)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(dǎo)管至少被埋1m，整個灌注工作必須保證導(dǎo)管被埋2～4m區(qū)間范圍內(nèi)。

3.科學(xué)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(qū)間范圍內(nèi)。如果灌注的時間相對較長，那么必須在獲得監(jiān)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(fā)生凝結(jié)而阻塞導(dǎo)管。

4.合理焊接

為保證鋼筋籠焊口平順，應(yīng)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(nèi)出現(xiàn)焊縫錯臺卡住導(dǎo)管。

5.慎重提拔導(dǎo)管

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

6.充裕施工材料

施工過程所應(yīng)用的設(shè)備（混凝土攪拌設(shè)備、發(fā)電機、運輸車輛等）必須預(yù)先備用，材料（砂、石、水泥）等等也需要準(zhǔn)備充裕，以避免混凝土灌注工作被中止。

7.及時處理導(dǎo)管阻塞問題

混凝土阻塞導(dǎo)管問題可以盡可能地避免，然而想要盡數(shù)消除卻并不可能。一旦出現(xiàn)此問題，需要全面衡量問題，科學(xué)選擇應(yīng)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(jù)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(yuǎn)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(kuò)大承臺法、沉井接樁法、復(fù)合地基法以及扁擔(dān)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(yīng)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(fā)生在灌注一段時間后，此時混凝土面與孔底距離較遠(yuǎn)，鋼筋籠的埋深程度很大，不能直接提出。此時應(yīng)采取的措施是提出導(dǎo)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(jìn)行復(fù)灌。

2.擴(kuò)大承臺法

一旦發(fā)生如下三種情況，那么原承臺將無法滿足承載要求或是構(gòu)造要求，此時需要進(jìn)行擴(kuò)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(jìn)行承臺擴(kuò)大，由天然地基分擔(dān)荷載；第三，樁基質(zhì)量不均。這種情況會導(dǎo)致獨立承臺出現(xiàn)不均沉降，為了提升建筑物的抗震能力，可以加設(shè)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(wěn)定性。

3.沉井接樁法

在簡單降水條件下，處理淺層斷樁最經(jīng)濟(jì)的辦法是沉井接樁法。此法利用泥土填滿鉆孔，以避免后續(xù)工序影響周圍施工。待混凝土凝結(jié)后落實相關(guān)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(shè)計位置，在井內(nèi)挖土，利用井筒重力使之緩緩下沉，與第二節(jié)井筒相接。待井筒下沉至斷樁位置，對混凝土樁進(jìn)行鑿毛處理，隨后洗凈、接樁，與混凝土管共同澆筑。

4.復(fù)合地基法

復(fù)合地基法在提高地基承載能力，減少樁基荷載方面能夠發(fā)揮出巨大的作用。常見的復(fù)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(xù)灌注問題，此時應(yīng)緩拔導(dǎo)管，分節(jié)拆除，在排查導(dǎo)管阻塞原因的同時利用吊車配合作業(yè)，以保證處理方案能夠及時進(jìn)行。

5.扁擔(dān)樁法

一旦樁基無法滿足設(shè)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(cè)對稱補樁兩根，使樁變承臺，共同負(fù)擔(dān)荷載，此法即為扁擔(dān)樁法。

五、結(jié)語

混凝土灌注樁施工簡單、承載力大，在橋梁工程中應(yīng)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(zhì)條件且相關(guān)操作處理不當(dāng)，那么整個橋梁工程的質(zhì)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(shù)，積極設(shè)計相應(yīng)的對策，降低事故，以提升整個路橋工程的質(zhì)量，保障人民的生命財產(chǎn)安全。

（作者單位：山東省單縣公路管理局）