馬洪偉

(1. 山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 濟(jì)寧 272100；2. 山東省華魯工程總公司，山東 濟(jì)寧 272100)

大口徑鉆孔灌注樁斷樁即時(shí)接樁

馬洪偉1,2

(1. 山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 濟(jì)寧 272100；2. 山東省華魯工程總公司，山東 濟(jì)寧 272100)

作者根據(jù)自身的施工實(shí)踐，介紹了針對大口徑鉆孔灌注樁發(fā)生斷樁事故時(shí)所采取的即時(shí)接樁處理方案，并簡要闡述了心得體會(huì)，供各位同仁參考。

大口徑；灌注樁；水下；斷樁；接樁

0 引言

大口徑鉆孔灌注樁在鐵路、公路、地鐵、高大構(gòu)筑物建筑物基礎(chǔ)處理中有著廣泛的應(yīng)用。該工藝屬于地下隱蔽工程，它由放點(diǎn)定位、設(shè)備對位、泥漿調(diào)配、鉆孔、安放鋼筋籠、安放導(dǎo)管、灌注水下混凝土等多個(gè)工序組成，其中最后一道工序是大口徑鉆孔灌注樁成敗的關(guān)鍵，而出現(xiàn)斷樁就是最嚴(yán)重的質(zhì)量事故。從事地基與基礎(chǔ)施工的單位，都有可能遇到斷樁事故，常規(guī)處理方式是拔出鋼筋籠，進(jìn)行掃孔，重新成孔，如果鋼筋籠拔不出來，只能事后補(bǔ)樁或者原位沖擊處理。這種方法，不僅拖延工期，還會(huì)增加施工成本，甚至給施工單位造成負(fù)面影響，特別是對于一些超深超大孔徑灌注量大于50 m3的鉆孔樁出現(xiàn)斷樁施工成本負(fù)面影響就更大。

灌注水下混凝土過程中出現(xiàn)的斷樁，如果能即時(shí)有效地處理，是可以變斷樁為完好樁的。這樣既可以不增加施工成本，又可以避免造成負(fù)面影響。筆者結(jié)合自己的施工實(shí)踐，談?wù)劥罂趶姐@孔灌注樁在水下砼灌注工序的注意事項(xiàng)和常見斷樁事故的原因以及即時(shí)處理斷樁的方法。

1 水下砼灌注注意事項(xiàng)

(1)導(dǎo)管連接要緊密，連接處要注意加密封圈，導(dǎo)管底端距孔底約400 mm，在不穩(wěn)定地層應(yīng)注意勤測量孔底沉渣厚度。

(2)泥漿密度宜控制在1.10～1.15 g/cm3，在流砂、淤泥質(zhì)黏土等易坍塌地層泥漿密度宜控制在1.25～1.30 g/cm3，泥漿要調(diào)勻，流動(dòng)性好。

(3)灌注開盤封底時(shí)，混凝土必須連續(xù)供應(yīng)，和易性要好，坍落度180～220 mm；減管時(shí)，導(dǎo)管埋深不宜低于2 m。

(4)灌注過程中應(yīng)經(jīng)常測量砼深，與實(shí)際灌注量核對，一旦出現(xiàn)較大偏差，立即找出原因，做出對策，保證灌注質(zhì)量。

(5)灌注快結(jié)束時(shí)，即時(shí)校對砼高度，防止出現(xiàn)樁頭不夠高和超灌浪費(fèi)問題。

2 斷樁事故的形式及原因

(1)灌注開盤封底不順，導(dǎo)管內(nèi)出現(xiàn)混漿，形成導(dǎo)管內(nèi)部卡堵，不得不終止砼灌注，這可能是孔底沉渣過厚埋住導(dǎo)管底口或是導(dǎo)管底口距孔底過近又加了封底球膽造成的。

(2)灌注過程中，導(dǎo)管上下串動(dòng)或拆減時(shí)，導(dǎo)管連接部位不緊密漏水致使管內(nèi)砼離析形成堵管無法疏通而造成斷樁。

(3)灌注過程中因?qū)Ч軘嗔鸦蛎撀湓斐蓴鄻丁?/p>

(4)減管時(shí)，計(jì)算不準(zhǔn)，埋深過小或沒有埋深造成斷樁。

3 斷樁的即時(shí)接樁法

3.1 開盤堵管的即時(shí)處理方法

對于開盤就堵管而形成的第一類斷樁事故，處理時(shí)首先要猛串猛掂導(dǎo)管，如果導(dǎo)管不能疏通，應(yīng)立即提出導(dǎo)管，減管時(shí)孔口要做防護(hù)，防止導(dǎo)管內(nèi)的混凝土落入鉆孔內(nèi)。提出導(dǎo)管后立即測量孔深砼深，測算出鉆孔內(nèi)混凝土落入量，然后重新安裝導(dǎo)管，按照第一次封底的程序進(jìn)行二次封底，灌注要結(jié)束時(shí)將樁頭超灌一些，確保樁頭質(zhì)量。

3.2 直接二次封底法

灌注過程中及減管時(shí)出現(xiàn)的斷樁，如果樁徑大于800 mm，樁長不小于30 m，灌注過程進(jìn)行了一半及以上，鋼筋籠拔不出來，這樣的斷樁，更適合采取即時(shí)接樁的方式。

3.2.1 施工過程

灌注過程中出現(xiàn)斷樁，應(yīng)先提出孔內(nèi)導(dǎo)管，立即測量砼深，確定砼深位置，根據(jù)導(dǎo)管底口落在孔內(nèi)砼浮漿面上的原則計(jì)算出二次下入導(dǎo)管的長度以及注滿導(dǎo)管的砼量并立即安裝導(dǎo)管，按照第一次封底的程序做好二次封底的準(zhǔn)備。封底料斗容量至少1 m3，料斗與導(dǎo)管連接好并用鉆機(jī)或吊車懸吊，導(dǎo)管上口距孔口1 m左右，導(dǎo)管底口落在孔內(nèi)砼浮漿面上，料斗封底蓋板蓋好并灌滿混凝土，然后打開蓋板，混凝土自由下落擠出導(dǎo)管內(nèi)泥漿，當(dāng)看到孔口返漿順利和料斗內(nèi)混凝土下落位置的量超過注滿導(dǎo)管的量的一倍時(shí)，快速落下料斗與導(dǎo)管，保證導(dǎo)管底口重新插入混凝土中，此時(shí)若返漿順利就繼續(xù)灌注混凝土，若返漿不順，就上下輕串導(dǎo)管，直至有返漿再繼續(xù)灌注，至此，直接二次封底就成功了。

3.2.2 二次封底法的適用條件

(1)現(xiàn)場必須有技術(shù)精湛的技術(shù)人員和有經(jīng)驗(yàn)的操作人員，這是保證二次封底成功的關(guān)鍵；

(2)泥漿密度不要超過1.15 g/cm3，含砂率不大于4%，黏度20 s左右，如果超標(biāo)，會(huì)降低成功率；

(3)二次封底的混凝土和易性要好，坍落度200 mm 左右。

3.2.3 二次封底法的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)是快速及時(shí)，避免因操作時(shí)間過長，混凝土初凝導(dǎo)致質(zhì)量缺陷；缺點(diǎn)是對現(xiàn)場技術(shù)人員和事故樁孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)達(dá)到要求才能保證成樁質(zhì)量。在灌注過程中，往往因混凝土的堿性作用以及擠壓孔壁泥皮導(dǎo)致泥漿變稠而失去二次封底的條件。

3.2.4 工程實(shí)例

山東淄博某小區(qū)高層3#住宅樓，地層以黏土粉土為主夾雜薄層砂，樁端坐在卵石層里。事故樁為群樁的邊樁，樁徑1 m，樁長38 m，孔深48 m，鋼筋籠長26 m，砼深20 m時(shí)出現(xiàn)不明原因的堵管，經(jīng)墩提不能疏通導(dǎo)管后立即將導(dǎo)管從孔內(nèi)逐節(jié)提出，并做好孔口防護(hù)，防止導(dǎo)管內(nèi)的混凝土落入事故孔內(nèi)，在倒數(shù)第二節(jié)發(fā)現(xiàn)兩節(jié)導(dǎo)管連接處混凝土離析形成硬塊卡堵，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，這是兩節(jié)導(dǎo)管連接不緊密漏水導(dǎo)致的。導(dǎo)管連接不緊密漏水而混凝土灌注又不連續(xù)時(shí)，很容易發(fā)生這種堵管現(xiàn)象。提完導(dǎo)管后立即測量砼深和泥漿性能，經(jīng)測量砼深20 m，浮漿0.5 m左右，確定二次下入導(dǎo)管長度21 m，泥漿性能指標(biāo)為密度1.15 g/cm3，黏度23 s，含砂率4%，具備直接二次封底的條件。現(xiàn)場立即準(zhǔn)備，按照直接二次封底法的程序和技術(shù)要求成功進(jìn)行了這次斷樁即時(shí)處理。事后經(jīng)混凝土取芯和小應(yīng)變檢測結(jié)果為一類樁，這為我們以后處理此類事故提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

3.3 導(dǎo)管底口封堵法

3.3.1 方法介紹

(1)工具準(zhǔn)備

準(zhǔn)備一根3～4 m導(dǎo)管底節(jié)，底口是平口，沿導(dǎo)管底口外緣并垂直于外緣焊接長度15 mm，直徑8～10 mm的3根圓鋼桿作為掛桿，掛桿要大致均分并焊接牢固；再準(zhǔn)備一塊大于導(dǎo)管直徑20 mm左右，厚度5 mm左右的橡皮密封墊作為密封；然后再準(zhǔn)備一塊直徑和密封墊差不多，厚度為4 mm以上的圓鋼板作為封堵導(dǎo)管底口的蓋板，在蓋板的一面畫一個(gè)以蓋板的中心為原點(diǎn)直徑比導(dǎo)管底口外徑略大的圓，沿該圓的外周焊接3個(gè)開口的圓鋼直角平鉤，開口略大，方向一致，順時(shí)針方向，位置與導(dǎo)管底口的掛桿對應(yīng)，蓋板另一面焊接3個(gè)直徑14～16 mm鋼筋U型環(huán)，環(huán)的高度500 mm左右，U型環(huán)的兩個(gè)端點(diǎn)焊接在蓋板上，整個(gè)U型環(huán)與蓋板面大體垂直，它的作用主要是增加蓋板的摩阻力。這三個(gè)構(gòu)件做好后先連接在一起試用，連接順序?yàn)閷?dǎo)管底口→密封墊→蓋板，連接好后，檢查密封情況、掛桿和直角平鉤的連接牢固度以及脫鉤難易度。順時(shí)針掛上，順時(shí)針脫鉤，因?yàn)閷?dǎo)管螺紋為正螺紋，一定要通過試驗(yàn)，做到既掛的牢靠又容易脫鉤，密封墊既不要太薄還要有彈性，保證密封效果。

(2)使用方法

灌注中出現(xiàn)斷樁時(shí)，立即提出導(dǎo)管，測量砼深，計(jì)算導(dǎo)管長度，導(dǎo)管長度至少超過砼深1 m，把準(zhǔn)備好的底口封堵工具連接起來，作為導(dǎo)管底節(jié)，然后安裝導(dǎo)管，安裝過程中因?yàn)閷?dǎo)管底口被蓋板封堵，在浮力的作用下導(dǎo)管會(huì)上浮，這時(shí)需要向?qū)Ч軆?nèi)邊充混凝土邊安裝，當(dāng)導(dǎo)管埋深達(dá)到1.5 m以上時(shí)，就要順時(shí)針旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管使底部的蓋板脫鉤，這時(shí)蓋板下面焊接的U型鋼筋就起到了摩阻反力的作用，這個(gè)摩阻反力與混凝土對蓋板的浮力就可以在導(dǎo)管順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)使得蓋板與導(dǎo)管底節(jié)脫鉤，可以通過觀察導(dǎo)管內(nèi)的砼面變化判斷是否脫鉤。如果脫鉤困難，可以繼續(xù)加導(dǎo)管，導(dǎo)管難以下插時(shí)就容易脫鉤了。脫鉤后就可以正常灌注混凝土，如果孔口順利返漿，證明底口封堵法成功。

3.3.2 底口封堵法的適用條件

該法比直接二次封底法適用條件更寬，樁身質(zhì)量更有保障，出現(xiàn)斷樁需要即時(shí)接樁時(shí)應(yīng)優(yōu)先使用此法。施工鉆孔樁前要提前準(zhǔn)備兩套底口封堵工具，以備不時(shí)之需。

3.3.3 底口封堵法的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)是接樁條件寬，樁身質(zhì)量有保障；缺點(diǎn)是安放導(dǎo)管時(shí)間比直接底口封堵法要長，安放時(shí)如不小心蓋板底端碰觸鋼筋籠就有脫鉤的危險(xiǎn)，所以要小心安放。

3.3.4 工程實(shí)例

山東青島某立交橋，事故樁為10#墩6#樁，地層依次為黏土、粉土、粗砂、花崗巖。樁徑1.5 m，樁長35 m，孔深38 m，全籠。砼深23 m減管時(shí)，操作人員失誤將導(dǎo)管底口提離砼面造成斷樁。發(fā)現(xiàn)斷樁后，現(xiàn)場人員立即將導(dǎo)管提出，下入準(zhǔn)備好的接樁工具。不過此舉遭到了甲方技術(shù)人員和現(xiàn)場監(jiān)理的阻撓，經(jīng)過耐心解釋，才同意繼續(xù)灌注，并對該樁做了詳細(xì)記錄，事后重點(diǎn)檢測。最后按照底口封堵法技術(shù)要求和程序完成了接樁。25天后，對該樁進(jìn)行了取芯和小應(yīng)變檢測為一類樁，即時(shí)接樁成功。

在同一個(gè)工地其他施工單位因意外也出現(xiàn)斷樁事故，但沒有即時(shí)接樁，而是想拔出鋼筋籠重新掃孔處理，結(jié)果由于鋼筋籠埋深過多而拔不出來，時(shí)間一長，混凝土初凝，失去了即時(shí)接樁的條件，也沒有用鉆具對孔內(nèi)混凝土進(jìn)行混漿松動(dòng)處理，就放棄該樁繼續(xù)施工其他鉆孔樁。事故樁所在的墩臺(tái)樁基完成后，用沖擊鉆進(jìn)行原位處理，結(jié)果用了一個(gè)多月的時(shí)間才得以處理完該樁，造成較大的損失和負(fù)面影響。

4 結(jié)語

直接二次封底法和導(dǎo)管底口封堵法可以歸結(jié)為斷樁即時(shí)接樁法。通過以上分析和工程案例說明，灌注過程中，不管什么原因出現(xiàn)的斷樁，只要具備即時(shí)接樁條件，就立即應(yīng)用其中一種方法進(jìn)行接樁，只要按即時(shí)接樁程序和技術(shù)要求操作，可以保證成樁質(zhì)量，接樁完成后盡快檢測進(jìn)行驗(yàn)證。對不具備即時(shí)接樁條件鋼筋籠又拔不出的斷樁，也要下入鉆具對孔內(nèi)混凝土進(jìn)行混漿松動(dòng)處理為日后處理該樁減少麻煩。事故不可怕，如何臨場處理很關(guān)鍵，更為重要的是灌注前要做好周密安排，杜絕斷樁事故。

2017-04-10

馬洪偉(1969-)，男，山東省華魯工程總公司副總經(jīng)理，探礦工程師，從事樁基施工與管理工作，山東省濟(jì)寧市兗州區(qū)建設(shè)東路272號(hào)，Tel：15965370208。

TU473

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1009-282X(2017)04-0033-03