灌注樁屬于隱蔽工程,大部分是在水下進行的,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,因此對其施工過程每一環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格要求,稍有不慎或措施不嚴(yán)就會在灌注中產(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(jié)合工程實例,詳細介紹了鉆孔灌注樁斷樁的處治方法,對類似工程將有一定的借鑒作用。

　　一、工程概述

　　某高速公路主線橋橋臺基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁設(shè)計,設(shè)計樁長21m,直徑1.2m,底部8m深為中砂礫層,鉆孔灌注樁完成后,在進行樁基小應(yīng)變檢測時發(fā)現(xiàn)2#臺的6#樁在樁17.5-18.0m處無樁長反應(yīng),根據(jù)小應(yīng)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度以及孔深的檢測和灌注砼時埋設(shè)導(dǎo)管長度的原始記錄進行分析后發(fā)現(xiàn),該樁實際施工長度已達到21m,不可能為短樁,應(yīng)是斷樁,至于斷層以下樁長無檢測應(yīng)變波的反映,只能是斷層比較嚴(yán)重。根據(jù)該樁所斷位置接近樁底,已經(jīng)超過零彎矩點以下的特點,決定使用壓漿補強法進行處理。

　　二、補強處理過程

　　(一)施工準(zhǔn)備

　　首先明確現(xiàn)場處理時的各道工序負責(zé)制,并委派專業(yè)工程師對處理過程進行全過程不間斷的控制,保證處理質(zhì)量。

　　其次準(zhǔn)備好所需鉆孔、壓漿等機具,由于施工現(xiàn)場極不平整,加上灌注樁的樁頭外露鋼筋擋視,須在該樁頭上部搭設(shè)一個懸空工作平臺,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,因此鉆機在鉆孔過程中一定要不停地對鉆機主軸進行垂直度校正,防止鉆孔到不了17.5～18.0m處就斜到樁壁以外,無法安排下道工序。同時,在鉆機(可選用砼取芯機G-210型)鉆孔取芯過程中,要對每節(jié)混凝土芯樣進行認(rèn)真分析總結(jié),密切關(guān)注芯樣的變化情況。

　　現(xiàn)場情況表明,該樁取芯到18m以上都完好無損,且無夾泥,混凝土的強度也較好,而在18m后無完整的混凝土,芯樣中除蜂窩狀夾帶個別石料且很不成型的砂漿外,幾乎就是中粗砂。這說明了兩點,其一是小應(yīng)變檢測和實際是相吻合的,基本反映了工程的實際情況;其二證實了該樁鉆孔深度達到了設(shè)計深度21m,只是在灌注第一盤砼時沒有封住導(dǎo)管,加上沉淀過快,導(dǎo)管在砼開盤前已經(jīng)被中粗砂礫淤埋,之后在操作導(dǎo)管時可能過提,沒有被及時發(fā)現(xiàn)或重視,導(dǎo)致該底樁在3米范圍內(nèi)混凝土沒有成型,發(fā)生斷樁。

　　(三)孔底清淤

　　根據(jù)上述鉆孔取芯結(jié)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(biāo)號水泥漿進行置換處理。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(jù)清孔經(jīng)驗,先將鉆頭下到18.5m處不停地清孔,約半小時后有大量的中粗砂沿鉆桿和孔壁陸續(xù)泛出。同時結(jié)合施工規(guī)范,根據(jù)清孔工作量準(zhǔn)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(wěn)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,即可開始清孔。

　　在清孔過程中要安排專人對泛砂不停地進行排除清理,根據(jù)清出的中粗砂的總量統(tǒng)計,在清孔6小時后基本排盡了孔底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(yīng)先計算壓漿所需的525#水泥用量。在配制水泥漿時,盡可能按高標(biāo)號配制,但水泥漿過稠會導(dǎo)致壓注困難,通過多次配制壓注實驗,最后確定水泥漿配制比例為1∶1.剛開始壓注時,將鉆頭埋設(shè)到樁底20.5m處,在壓注過程中,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,直到無法壓注為止。隨后打開封閉的孔口壁,這時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(xiàn)象產(chǎn)生,應(yīng)將鉆頭定位于17.5～18m處進行二次補漿,直到壓注不動為止,然后慢慢提鉆并不斷壓漿到樁頂。經(jīng)過2小時壓注,壓力達到2MPa,共用去約2.1m3的水泥漿。配制水泥漿時留下試件取樣,28天試件強度達到32.5MPa,超過樁體原設(shè)計強度。

　　注漿主要是通過擠密填充補強來保證樁體底部質(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適當(dāng)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小時即在原孔位取芯驗證。二次取芯驗證的孔位確定要根據(jù)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)過觀測,從樁頂?shù)綐兜?1m處的芯樣都完好密實。

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

　　三、小結(jié)

　　從上述處理過程可以看出:

　　鉆孔灌注樁在施工過程中,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(rèn)真,盡量將事故消滅在萌芽狀態(tài)。若發(fā)生了這類事故,要對樁底的斷層位置、地質(zhì)、鉆孔成孔狀況及當(dāng)時原始記錄加以認(rèn)真分析,處理后必須要再進行驗證。建議對樁體采用三點壓漿法(三點成等邊三角形,若樁徑1.2m,邊長可取60cm布設(shè))處理,以保證斷層處通過取芯壓漿后能夠充分密實,達到樁體完好的程度,按此方案處理斷樁至少有三個優(yōu)點: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15萬元以上,按此處理僅需15萬元左右即可。但是如斷層發(fā)生在樁體中部,則方案確定則應(yīng)慎之又慎。

　　為防止發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現(xiàn)象,在施工過程中,要控制好灌注工藝和操作,抽動導(dǎo)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(xù)灌注,升降的幅度不能過大,如大幅度抽拔導(dǎo)管則容易造成混凝土體沖刷孔壁,導(dǎo)致孔壁下墜或坍落,樁身夾泥,這種現(xiàn)象尤其在砂層厚的地方比較容易發(fā)生。在灌注過程中必須每灌注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(shù),確保樁身混凝土的充盈系數(shù)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)管理部門值得深入研究和探討的課題。