橋梁斷樁的防治措施
2017-06-05
目前，橋梁工程的設(shè)計(jì)、施工中經(jīng)常采用灌注樁基礎(chǔ)，因?yàn)樗膬?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(shè)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。
1 斷樁產(chǎn)生的原因
所謂斷樁是指泥漿與水泥砂漿混合物把灌注樁的上下段混凝土隔開，使混凝土變質(zhì)或截面受損，成為斷樁。斷樁是施工過(guò)程中嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，如不作妥善處理，樁不能使用。因此灌注時(shí)要十分注意防止斷樁。斷樁的常見原因有以下幾種：
1.1 灌注時(shí)間長(zhǎng)，表面混凝土流動(dòng)性差，導(dǎo)管埋深淺，繼續(xù)灌注的混凝土沖破表面層而上升，將混有泥漿的表層覆蓋、包裹，就會(huì)造成斷樁或樁身夾泥。
1.2 導(dǎo)管提升過(guò)猛使混凝土卡管時(shí)，往往采用抖動(dòng)導(dǎo)管的辦法來(lái)迫使導(dǎo)管內(nèi)混凝土下降，此時(shí)導(dǎo)管沒(méi)有提離混凝土表面（只是埋深變淺），則可能有泥漿混入，形成樁身夾泥。如導(dǎo)管提離混凝土面太大，就成為斷樁。
1.3 測(cè)深不準(zhǔn)，由于把沉積在混凝土面上濃泥漿中可能含有的泥塊誤認(rèn)為混凝土，錯(cuò)誤地判斷混凝土表面高度，使導(dǎo)管提離混凝土面成為斷樁。由于拆除導(dǎo)管的尺度時(shí)的統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤，也會(huì)發(fā)生這種事故。
1.4 灌注中途，混凝土卡管或?qū)Ч車?yán)重漏水，需拔出導(dǎo)管才能處理，也將形成斷樁。
1.5 突然停電，現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有配備發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)也突然發(fā)生故障，攪拌設(shè)備或吊機(jī)突然損壞，澆灌過(guò)程中突然暴雨無(wú)法繼續(xù)澆灌等等，使中途停頓時(shí)間太長(zhǎng)，不得不將導(dǎo)管提離混凝土面形成斷樁。
1.6 混凝土灌注過(guò)程中孔壁發(fā)生坍塌。
1.7 混凝土灌注前泥漿比重、含砂率過(guò)大或泥漿的粘度過(guò)小，在灌注過(guò)程中泥漿或砂發(fā)生大量沉降，致使導(dǎo)管在混凝土中的埋置深度過(guò)小。
1.8 混凝土的離析導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度降低，嚴(yán)重的也會(huì)引起斷樁。混凝土離析產(chǎn)生的原因：灌樁用混凝土灌注前本身就發(fā)生了離析。混凝土灌注過(guò)程中導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)水，使水泥和骨料之間發(fā)生了分離。灌注過(guò)程中導(dǎo)管在混凝土中的埋置深度過(guò)小，首批混凝土中已被泥漿離析的部分混凝土沒(méi)有上翻而留在樁的內(nèi)部。
2 常用處治方法
2.1 原位復(fù)樁。對(duì)在施工過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)和超聲波檢測(cè)出的斷樁，采用徹底清理后，在原位重新澆筑一根新樁，做到較為徹底處理。此種方法效果好、難度大、周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，可根據(jù)工程的重要性、地質(zhì)條件、缺陷數(shù)量等因素選擇采用。
2.2 接樁。為確保工程質(zhì)量，停止混凝土的澆筑并提前拔出導(dǎo)管。確定接樁方案，首先，對(duì)樁進(jìn)行聲測(cè)確定好混凝土的部位；其次，根據(jù)設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)資料確定井點(diǎn)降水-開挖-20#素混凝土進(jìn)行護(hù)壁，護(hù)壁內(nèi)用鋼筋箍圈進(jìn)行加固。第三，挖至合格數(shù)處利用人工鑿毛，按挖孔法混凝土施工方法進(jìn)行混凝土的澆注。
2.3 樁芯鑿井法。這種方法說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難，即邊降水邊采用風(fēng)鎬在缺陷樁中心鑿一直徑為80cm的井，深度至少超過(guò)缺陷部位，然后封閉清洗泥沙，放置鋼筋籠，用挖孔混凝土施工方法澆筑膨脹混凝土。此方法日進(jìn)度緩慢，如果遇到個(gè)別樁水處理不好、降不下去，更是困難重重，導(dǎo)致質(zhì)量、工期和經(jīng)濟(jì)上的重大損失。
2.4 補(bǔ)送結(jié)合法。當(dāng)打入樁采用分節(jié)連接，逐根沉人時(shí)，差的接樁可能發(fā)生連接節(jié)點(diǎn)脫開的情況，此時(shí)可采用送補(bǔ)結(jié)合法。首先是對(duì)有疑點(diǎn)的樁復(fù)打，使其下沉，把松開的接頭再頂緊，使之具有一定的豎向承載力；其次，適當(dāng)補(bǔ)些全長(zhǎng)完整的樁，一方面補(bǔ)足整個(gè)基礎(chǔ)豎向承載力的不足，另一方面補(bǔ)打的整樁可承受地震荷載。
2.5 糾偏法。樁身傾斜，但未斷裂，且樁長(zhǎng)較短，或因基坑開挖造成樁身傾斜，而未斷裂，可采用局部開挖后用千斤頂糾偏復(fù)位法處理。
2.6 擴(kuò)大承臺(tái)法。由于以下三種原因，原有的樁基承臺(tái)平面尺寸滿足不了構(gòu)造要求或基礎(chǔ)承載力的要求，而需要擴(kuò)大樁基承臺(tái)的面積。
2.6.1 樁位偏差大。原設(shè)計(jì)的承臺(tái)平面尺寸滿足不了規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求，可用擴(kuò)大承臺(tái)法處理。
2.6.2 考慮樁土共同作用。當(dāng)單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，需要擴(kuò)大承臺(tái)并考慮樁與天然地基共同分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載。
2.6.3 樁基質(zhì)量不均勻，防止獨(dú)立承臺(tái)出現(xiàn)不均勻沉降，或?yàn)樘岣呖拐鹉芰?，可采用把?dú)立的樁基承臺(tái)連成整塊，提高基礎(chǔ)整體性，或設(shè)抗震地梁。
3 斷樁的預(yù)防措施
3.1 對(duì)樁截面抗拉強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，保證材料質(zhì)量及用量，保證截面設(shè)計(jì)強(qiáng)度
3.1.1 由于并不是所有的橋涵設(shè)計(jì)都經(jīng)專門的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)。尤其地方道路工程中的中、小橋，在設(shè)計(jì)過(guò)程中很少考慮甚至不考慮凍脹力對(duì)樁身的危害作用，這就要求在設(shè)計(jì)中必須保證樁身強(qiáng)度。
3.1.2 每m3混凝土用量一般不低于350kg，配比實(shí)際標(biāo)號(hào)一般應(yīng)超出設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)10%～15%。
3.1.3 對(duì)于所用鋼筋，使用之前一定要做力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，質(zhì)量不合格的鋼筋嚴(yán)禁使用，對(duì)于鋼筋的焊接工藝，需要焊條級(jí)別，一定要堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)，按規(guī)范去實(shí)施。
3.2 嚴(yán)密施工組織設(shè)計(jì)，在施工前，把一切灌孔的設(shè)備工具都準(zhǔn)備齊全，保證混凝土施工的連續(xù)性，盡量縮短澆筑時(shí)間
3.2.1 導(dǎo)管的分解長(zhǎng)度應(yīng)便于拆裝搬運(yùn)，并小于導(dǎo)管提升設(shè)備的提升高度，中節(jié)一般為2m左右，下端可加長(zhǎng)至4～6m。
導(dǎo)管內(nèi)壁光滑、順直、無(wú)局部凸凹，各節(jié)內(nèi)徑應(yīng)大小一致，偏差不大于±2mm，應(yīng)嚴(yán)格控制撥導(dǎo)管、拆卸導(dǎo)管時(shí)間，拆卸導(dǎo)管時(shí)間不應(yīng)大于15min，能縮短盡量縮短時(shí)間，一旦開始灌注，決不能中途停止。
3.2.2 為保證混凝土的流動(dòng)性，嚴(yán)格控制塌落度，應(yīng)保證在18～22cm之間，骨料盡可能選用卵石適宜粒徑為0.5～3.0cm，使最大粒徑不大于4.0cm，混凝土初凝時(shí)間不早于5h，如果必要，需加入一些外加劑，以延長(zhǎng)初凝時(shí)間。
3.2.3 導(dǎo)管在混凝土中的埋置一般應(yīng)小于2m，最少也不應(yīng)小于lm，最大不應(yīng)超過(guò)6m，埋深太大將不利于導(dǎo)管的提升，也給導(dǎo)管內(nèi)混凝土的下降增加阻力，拔導(dǎo)過(guò)猛容易將導(dǎo)管拉斷，另外，還會(huì)使導(dǎo)管在混凝土中埋深過(guò)小，易使泥漿涌入底口。
3.3 防止導(dǎo)管或底口進(jìn)水，加強(qiáng)隔水設(shè)施
3.3.1 導(dǎo)管在灌注混凝土前應(yīng)進(jìn)行必要的水密承壓實(shí)驗(yàn)和接頭抗拉實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)格檢查接頭是否嚴(yán)密，焊縫是否破裂，及時(shí)及早的進(jìn)行修補(bǔ)。
3.3.2 應(yīng)計(jì)算好首批混凝土的用量。既滿足足夠的埋深，同時(shí)又要充滿導(dǎo)管，以保證混凝土施工連續(xù)性。
3.4 防止坍孔
在施工中，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)觀察施工水位，觀察護(hù)筒四周是否滲水，在水中鉆孔樁施工中，因河流汛期，注意測(cè)量河流水位，如發(fā)現(xiàn)水位差降低，應(yīng)及時(shí)采取措施，保證孔內(nèi)水頭高度，要注意不要讓孔口震動(dòng)過(guò)大并盡量減輕孔附近重量。
3.5 多余澆灌及接樁
為保證樁頂質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高上應(yīng)多灌一定高度，一般為0.5～1m，在初凝后終凝前挖除。但還應(yīng)保留30cm以上，以待接樁或承臺(tái)施工前鑿除。接樁時(shí)，將多余部分混凝土鑿除后用清水沖洗干凈，然后方可接樁。
4 結(jié)語(yǔ)
橋梁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁質(zhì)量事故引發(fā)的后果相當(dāng)嚴(yán)重，因此施工單位在施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)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(yán)格按照規(guī)范、規(guī)程操作，加強(qiáng)監(jiān)督檢測(cè)，才能避免質(zhì)量事故或把質(zhì)量事故降低到最小限度。對(duì)已出現(xiàn)問(wèn)題的樁基、斷樁查找原因分析準(zhǔn)確后，應(yīng)掌握詳盡而準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)資料，及時(shí)組織專家會(huì)診，制定安全可靠而又的經(jīng)濟(jì)處理方案。嚴(yán)把鋼筋材料的進(jìn)料關(guān)，嚴(yán)格焊接工藝要求，嚴(yán)格按照科學(xué)的操作規(guī)程施工，斷樁因素是可以預(yù)防的。
參考文獻(xiàn)
[1]黃繩開.橋梁施工及組織管理[M].人民交通出版社，2000.8.
