鉆孔灌注樁斷樁原因分析及預防措施
摘要：鉆孔灌注樁自問世以來，廣泛應用于工業建筑、高層樓宇、水利水電及橋梁碼頭等工程建設中。同時，在這些工程實踐活動中，鉆孔灌注樁的設計理論和施工技術也在不斷發展完善，預防斷樁事故出現變的尤為重要。橋梁在使用階段的破壞很多來自基礎的破壞，而樁基礎的破壞很大一部分是由于斷樁引起的。對于誘發斷樁的因素，必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時又必須準備相當的對策，預防事故的發生或一旦發生事故及時采取補救措施。
關鍵詞：鉆孔灌注樁；斷樁；預防措施
目前，鉆孔灌注樁應用十分廣泛，鉆孔灌注樁系地下隱蔽工程，影響其質量的因素較多，而且控制難度較大，若忽視就可能產生質量問題和事故，造成經濟損失和工期延誤。
1．產生斷樁的原因分析
斷樁是指鉆孔灌注樁在灌注混凝土的過程中，泥漿或砂礫進入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔開并形成上下兩段，造成混凝土變質或截面積受損，從而使樁不能滿足受力要求。斷樁是非常嚴重的質量事故。預防事故的發生或一旦發生事故及時采取補救措施。下面介紹斷樁產生的幾種原因。
1.1灌注時間長，表層混凝土失去流動性，形成硬蓋，而繼續灌注的混凝土頂破硬層上升，將混有泥漿砂礫的表層覆蓋包裹，是造成斷樁事故的最主要因素導管拆卸過程時間過長，起重吊裝設備的作業能力小，導管內壁不夠光滑，塌落度過大，碎石或卵石粒徑過大，沙子過粗或偏細，級配的細度膜數不好，拌和不均勻，混凝土產生離析現象，增大導管內混凝土下落阻力，而使混凝土在導管中下不去，造成卡管事故。首批已澆混凝土初凝，流動性降低，而續澆的混凝土沖破頂層上升，在混凝土中夾有泥渣土，形成斷樁。
1.2樁身的截面強度不足引起的斷樁
在設計中忽略凍脹力對樁的破壞作用，尤其是對土層較厚入土較深的鋼筋長混凝土樁，只考慮樁身的整體凍拔而忽略了切向凍脹力與樁截面的強度關系，切向凍脹力大于樁截面的強度，將樁凍拔致斷。灌注時測深不準或計算錯誤將導管提升過高，以至導管底部脫離砼層。在施工中，水泥用量不足，混凝土配比不當不能滿足混凝土設計強度。鋼筋混凝土樁的鋼筋未經力學實驗，品質低劣，鋼筋的焊接不夠規范達不到設計強度。
1.3由于塌孔引起的斷樁
因為灌注施工的緊張連續，忽略了水頭高度，由于護筒底口漏水，孔內水位降低，使孔內水位差減小，不能保持原有靜水壓力。在鉆孔過程中如發現井護筒內水（泥漿）位忽然上升溢出護筒，隨即驟降并冒出氣泡，出渣量顯著增加而不見進尺，鉆機負荷顯著增加，應懷疑是塌孔現象，可用測深儀探頭或測深錘探測，工地現場一般采用測深錘。若在混凝土灌注中，原停留在孔內的測深錘不能上拔或放入測深錘，測得的孔深與原孔深相差較大，可證實屬塌孔。
1.4導管或導管底口進水引起的斷樁
導管的水密性、承壓、抗拉性能不好，隔水設施差，而導致導管滲水，首批混凝土儲備
量不足，使導管底口進水。
1.5接樁時沒有認真處理好多余的那部分樁頭從而引起的斷樁
混凝土澆筑近結束時，沒有考慮接樁時混凝土施工，接樁時處理不好或清理不好樁頭，導致樁頂混凝土達不到設計強度。
2．斷樁的預防措施
對于斷樁事故關鍵在于預防。灌注前要對各個作業環節和崗位進行認真檢查，制訂有效的預防措施。灌注中嚴格遵守操作規程，保證灌注作業連續緊湊，有條不紊；反復細心探測砼面，并用理論方法計算出砼面高度，比較后取砼面低的作為拆卸導管的標準；導管提升應勻速、平穩，慢慢起升；控制灌注時間在適當的范圍內。要保證設備的正常工作，并有備用設備；灌注前通知配電部門，保證灌注時供應用電；要注意天氣預報，合理安排灌注時間。
總結以下幾點具體預防措施：
2.1嚴密施工組織設計，在施工前把一切灌孔的設備工具都準備齊全，保證混凝土施工的連續性，盡量縮短澆筑時間
導管的分解長度應便于拆裝搬運，并小于導管提升設備的提升高度，中節一般為2m左右，下端可加長至4左右。導管內壁光滑、順直、無局部凸凹，事先在導管內擦抹潤滑液，各節內徑應大小一致，偏差不能過大，應嚴格控制撥導管、拆卸導管時間，拆卸導管時間不應大于20分鐘，能縮短盡量縮短時間，一旦開始灌注，決不能中途停止。為保證混凝土的流動性，嚴格控制塌落度，應保證在18～22cm之間，骨料盡可能選用卵石適宜粒徑為O．5～3．0cm，使最大粒徑不大于4．0cm，混凝土初凝時間不早于5h，如果必要，需加入一些外加劑如緩凝劑，以延長初凝時間。導管在混凝土中的埋置一般應小于2m，最少也不應小于1m，最大不應超過6m，埋深太大將不利于導管的提升，也給導管內混凝土的下降增加阻力，拔導管過猛容易將導管拉斷。另外，還會使導管在混凝土中埋深過小，易使泥漿涌人底口。
2.2對樁截面抗拉強度進行驗算，保證材料質量及用量，保證截面設計強度
由于并不是所有的橋涵設計都經專門的設計單位進行設計。尤其是等級低的地方道路工程中的中、小橋，在設計過程中很少考慮甚至不考慮凍脹力對樁身的危害作用，這就要求在設計中必須保證樁身強度，即按地基規范：
式中：為驗算截面應力，kPa；K為結構安全系數，對于靜定結構為1．2，超靜定結構為1．3；T為總切向凍脹力，kV；P為作用于單樁上的恒載，kN；G為驗算截面以上樁自重，kN；F為驗算截面以上暖土層對樁周的錨固力，kN；A為驗算截面面積，鋼筋混凝土為受拉鋼筋截面積，；為材料允許應力，kPa。
每混凝土用量一般不低于350kg，配比實際標號一般應超出設計標號10％一15％。
對于所用鋼筋，使用之前一定要做力學性能實驗，嚴把質量關，質量不合格的鋼筋嚴禁使用，對于鋼筋的焊接工藝，需要焊條級別，一定要堅持標準，按規范去實施。
2.3防止坍孔
在施工中，應有專人負責觀察施工水位，觀察護筒四周是否滲水，在水中鉆孔樁施工中，因河流汛期，注意測量河流水位，如發現水位差降低，應及時采取措施，保證孔內水頭高度，要注意不要讓孔口震動過大并盡量減輕孔附近重量。塌孔不嚴重時，采取改善泥漿性能、加高水頭后進行鉆孔：當護筒底口發生塌孔時應采取護筒跟進、下內護筒等辦法進行施工：當塌孔嚴重時，應盡快回填，采用粘土并加入適量的純堿和水泥，回填高度應高于坍孔處2—4m，待其固化后，提高泥漿比霞快速穿過該地層。
2.4防止導管或底口進水，加強隔水設施
導管在灌注混凝土前應進行必要的水密承壓實驗和接頭抗拉實驗，嚴格檢查接頭是否嚴密，焊縫是否破裂，及時及早的進行修補。應計算好首批混凝土的用量。既滿足足夠的埋深，同時又要充滿導管，以保證混凝土施工連續性。
2.5多余澆灌及接樁
為保證樁頂質量，在樁頂設計標高上應多灌一定高度，一般為O．5～lm，在初凝后終凝前挖除。但還應保留30cm以上，以待接樁或承臺施工前鑿除。接樁時，將多余部分混凝土鑿除后用清水沖洗干凈，然后方可接樁。
3.利用超聲檢測斷樁
利用超聲法對鉆孔灌注樁進行檢測,具有檢測精度高,結果直觀可靠,可以較詳細查明樁身內部缺陷的性質、深度位置、范圍大小及嚴重程度等優勢,為控制鉆孔灌注樁樁身完整性質量提供了一種有效的檢測方法。通過實例證明超聲波檢測法能準確判斷出樁身缺陷的位置,并能對缺陷嚴重程度做出定量分析,是檢測灌注樁樁身質量的一種較好方法。
4.結束語
橋梁基礎鉆孔灌注樁質量事故引發的后果相當嚴重，因此制定科學的施工方案，排除一切可能產生斷樁的不利因素，保證施工安全十分重要。只有嚴格按照規范、規程操作，加強監督檢測，才能避免質量事故或把質量事故降低到最小限度。對已出現問題的樁基、斷樁查找原因分析準確后，應掌握詳盡而準確的現場資料，及時組織專家會診，制定安全可靠而又經濟的處理方案。嚴把鋼筋材料的進料關，嚴格焊接工藝要求，嚴格按照科學的操作規程施工，斷樁因素是可以預防的。
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