灌注樁屬于隱蔽工程,大部分是在水下進(jìn)行的,影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多,質(zhì)量檢查也比較困難,因此對其施工過(guò)程每一環(huán)節都必須嚴格要求,稍有不慎或措施不嚴就會(huì )在灌注中產(chǎn)生質(zhì)量缺陷,斷樁就是經(jīng)常發(fā)生且難以處理的病害之一。本文結合工程實(shí)例,詳細介紹了鉆孔灌注樁斷樁的處治方法,對類(lèi)似工程將有一定的借鑒作用。

　　一、工程概述

　　某高速公路主線(xiàn)橋橋臺基礎采用鉆孔灌注樁設計,設計樁長(cháng)21m,直徑1.2m,底部8m深為中砂礫層,鉆孔灌注樁完成后,在進(jìn)行樁基小應變檢測時(shí)發(fā)現2#臺的6#樁在樁17.5-18.0m處無(wú)樁長(cháng)反應,根據小應變波形圖判斷,確定該樁為“短”樁或斷樁。

　　經(jīng)對該樁鉆孔鉆桿的長(cháng)度以及孔深的檢測和灌注砼時(shí)埋設導管長(cháng)度的原始記錄進(jìn)行分析后發(fā)現,該樁實(shí)際施工長(cháng)度已達到21m,不可能為短樁,應是斷樁,至于斷層以下樁長(cháng)無(wú)檢測應變波的反映,只能是斷層比較嚴重。根據該樁所斷位置接近樁底,已經(jīng)超過(guò)零彎矩點(diǎn)以下的特點(diǎn),決定使用壓漿補強法進(jìn)行處理。

　　二、補強處理過(guò)程

　　(一)施工準備

　　首先明確現場(chǎng)處理時(shí)的各道工序負責制,并委派專(zhuān)業(yè)工程師對處理過(guò)程進(jìn)行全過(guò)程不間斷的控制,保證處理質(zhì)量。

　　其次準備好所需鉆孔、壓漿等機具,由于施工現場(chǎng)極不平整,加上灌注樁的樁頭外露鋼筋擋視,須在該樁頭上部搭設一個(gè)懸空工作平臺,以保證鉆孔、壓漿作業(yè)。

　　(二)鉆孔取芯近一步檢查驗證

　　由于斷層較深近樁底,因此鉆機在鉆孔過(guò)程中一定要不停地對鉆機主軸進(jìn)行垂直度校正,防止鉆孔到不了17.5～18.0m處就斜到樁壁以外,無(wú)法安排下道工序。同時(shí),在鉆機(可選用砼取芯機G-210型)鉆孔取芯過(guò)程中,要對每節混凝土芯樣進(jìn)行認真分析總結,密切關(guān)注芯樣的變化情況。

　　現場(chǎng)情況表明,該樁取芯到18m以上都完好無(wú)損,且無(wú)夾泥,混凝土的強度也較好,而在18m后無(wú)完整的混凝土,芯樣中除蜂窩狀夾帶個(gè)別石料且很不成型的砂漿外,幾乎就是中粗砂。這說(shuō)明了兩點(diǎn),其一是小應變檢測和實(shí)際是相吻合的,基本反映了工程的實(shí)際情況;其二證實(shí)了該樁鉆孔深度達到了設計深度21m,只是在灌注第一盤(pán)砼時(shí)沒(méi)有封住導管,加上沉淀過(guò)快,導管在砼開(kāi)盤(pán)前已經(jīng)被中粗砂礫淤埋,之后在操作導管時(shí)可能過(guò)提,沒(méi)有被及時(shí)發(fā)現或重視,導致該底樁在3米范圍內混凝土沒(méi)有成型,發(fā)生斷樁。

　　(三)孔底清淤

　　根據上述鉆孔取芯結果,表明樁底淤積了中粗砂,決定采取清空樁底淤積中粗砂后灌注高標號水泥漿進(jìn)行置換處理。但是采用7cm的鉆桿要將樁底約3.5m3的中粗砂清空是有很大難度的,尤其在中粗砂地質(zhì)中鉆進(jìn)很容易發(fā)生埋鉆事故,因此,要加大清孔頻度。

　　為了防止埋鉆事故的發(fā)生,根據清孔經(jīng)驗,先將鉆頭下到18.5m處不停地清孔,約半小時(shí)后有大量的中粗砂沿鉆桿和孔壁陸續泛出。同時(shí)結合施工規范,根據清孔工作量準備足量純堿(Na2CO3)和聚乙烯。純堿的作用可使PH值加大,使土顆粒分散,使粘粒表面負電荷增加,為粘土吸收外界的正離子顆粒提供了條件,增加水化膜厚度,提高泥漿的膠體率和穩定性,降低失水量;聚乙烯的作用是提高泥漿的使用性能。用純堿、聚乙烯加少量黃土配制成的泥漿用手抓粘而有滴的感覺(jué),即可開(kāi)始清孔。

　　在清孔過(guò)程中要安排專(zhuān)人對泛砂不停地進(jìn)行排除清理,根據清出的中粗砂的總量統計,在清孔6小時(shí)后基本排盡了孔底3.5m3的中粗砂,之后孔口周壁泛砂已很少,且從孔口涌出大量呈白色的、和清孔時(shí)配制的泥漿幾乎一樣的泥漿,這就可以判定孔底基本排盡中粗砂。為了防止孔底周壁中粗砂的涌入,在壓漿前不能停止清孔。

　　(四)壓漿處理

　　為了保證壓漿能一次性成功,應先計算壓漿所需的525#水泥用量。在配制水泥漿時(shí),盡可能按高標號配制,但水泥漿過(guò)稠會(huì )導致壓注困難,通過(guò)多次配制壓注實(shí)驗,最后確定水泥漿配制比例為1∶1.剛開(kāi)始壓注時(shí),將鉆頭埋設到樁底20.5m處,在壓注過(guò)程中,特別要注意對孔口壁的封閉,不能讓水泥漿外溢,只能有少許泥漿甚至清水流淌出來(lái),直到無(wú)法壓注為止。隨后打開(kāi)封閉的孔口壁,這時(shí)候如孔口壁處突然冒出大量水泥漿,與注入的配制水泥漿基本一致,補注水泥漿即可停止。為防止在17.5m處有新的斷層或蜂窩現象產(chǎn)生,應將鉆頭定位于17.5～18m處進(jìn)行二次補漿,直到壓注不動(dòng)為止,然后慢慢提鉆并不斷壓漿到樁頂。經(jīng)過(guò)2小時(shí)壓注,壓力達到2MPa,共用去約2.1m3的水泥漿。配制水泥漿時(shí)留下試件取樣,28天試件強度達到32.5MPa,超過(guò)樁體原設計強度。

　　注漿主要是通過(guò)擠密填充補強來(lái)保證樁體底部質(zhì)量。為了減少因水泥漿收縮而產(chǎn)生孔隙,可以在配制水泥漿時(shí)適當加入膨脹劑(按1∶10000比例)。

　　(五)二次取芯驗證

　　壓注水泥漿屬地下隱蔽工程,具體效果如何,只能通過(guò)再次取芯檢測。為了減少二次取芯的難度和費用,待水泥漿終凝后12小時(shí)即在原孔位取芯驗證。二次取芯驗證的孔位確定要根據具體情況而定,二次取芯同樣要注意鉆桿的垂直度及17.5～18m處的芯樣質(zhì)量。經(jīng)過(guò)觀(guān)測,從樁頂到樁底21m處的芯樣都完好密實(shí)。

　　待該樁底壓漿強度成型后,再次安排對該樁進(jìn)行小應變檢測,檢測表明樁長(cháng)21.0m,且被判為質(zhì)量較好的A類(lèi)樁。

　　三、小結

　　從上述處理過(guò)程可以看出:

　　鉆孔灌注樁在施工過(guò)程中,發(fā)生斷樁、短樁或其他質(zhì)量缺陷也是正常的,但處理一定要認真,盡量將事故消滅在萌芽狀態(tài)。若發(fā)生了這類(lèi)事故,要對樁底的斷層位置、地質(zhì)、鉆孔成孔狀況及當時(shí)原始記錄加以認真分析,處理后必須要再進(jìn)行驗證。建議對樁體采用三點(diǎn)壓漿法(三點(diǎn)成等邊三角形,若樁徑1.2m,邊長(cháng)可取60cm布設)處理,以保證斷層處通過(guò)取芯壓漿后能夠充分密實(shí),達到樁體完好的程度,按此方案處理斷樁至少有三個(gè)優(yōu)點(diǎn):一是質(zhì)量可靠;二是保證工期,正常10～15天即可處理完畢;三是成本大大降低,如果報廢一根樁,需要費用至少15萬(wàn)元以上,按此處理僅需15萬(wàn)元左右即可。但是如斷層發(fā)生在樁體中部,則方案確定則應慎之又慎。

　　為防止發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現象,在施工過(guò)程中,要控制好灌注工藝和操作,抽動(dòng)導管使混凝土面上升的力度要適中,保證有程序的拔管和連續灌注,升降的幅度不能過(guò)大,如大幅度抽拔導管則容易造成混凝土體沖刷孔壁,導致孔壁下墜或坍落,樁身夾泥,這種現象尤其在砂層厚的地方比較容易發(fā)生。在灌注過(guò)程中必須每灌注2m3左右測一次混凝土面上升的高度,確定每段樁體的充盈系數,確保樁身混凝土的充盈系數必須大于10。

　　綜上所述,提高公路施工的安全管理的科學(xué)化,建立一套符合中國交通安全實(shí)際的管理體系,為人民群眾提供更安全的公路交通是有關(guān)管理部門(mén)值得深入研究和探討的課題。