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如何預(yù)防斷樁?出現(xiàn)斷樁后,如何處理?

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樁基礎(chǔ)斷樁事故是對(duì)施工質(zhì)量構(gòu)成威脅的一個(gè)主要問(wèn)題。施工過(guò)程中,施工方應(yīng)該加強(qiáng)管理,提前預(yù)控,嚴(yán)格遵守施工規(guī)范和操作規(guī)程。質(zhì)量事故發(fā)生后,及時(shí)查明原因進(jìn)行補(bǔ)救,確保樁基質(zhì)量達(dá)標(biāo),以提高工程的整體質(zhì)量。

一、產(chǎn)對(duì)斷樁的原因

泥漿與水泥砂漿混合物隔開(kāi)了灌注樁的上下段的混凝土,造成混凝土變質(zhì)或截面受損成為斷樁。如不對(duì)斷樁作妥善處理,造成樁不能使用,這在施工過(guò)程中是很?chē)?yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。要十分注意,在灌注時(shí)防止斷樁。

常見(jiàn)斷樁的原因有以下幾種: 

①導(dǎo)管埋設(shè)深度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,長(zhǎng)時(shí)間的灌注對(duì)混凝土流動(dòng)性的影響較大,繼續(xù)灌注的混凝土沖破表面逐漸上升,直至將表層包裹覆蓋形成樁身夾泥或斷樁?!?/p>

②在灌注期間,導(dǎo)管猛地向上提升造成卡管,此時(shí)多通過(guò)抖動(dòng)導(dǎo)管的方式來(lái)促使混凝土下降,導(dǎo)管埋深變淺,但并未提離混凝土表面,致使泥漿混入,出現(xiàn)樁身夾泥的現(xiàn)象。如果導(dǎo)管提離混凝土面太大,就會(huì)導(dǎo)致斷樁。

③灌注過(guò)程中,由于卡管或漏水問(wèn)題而必須拔出導(dǎo)管進(jìn)行處理,這也是斷樁形成的一個(gè)主要原因。

④因前期測(cè)深不準(zhǔn),灌注時(shí)將沉積于混凝土面上的濃泥漿中的泥塊誤認(rèn)為是混凝土,致使觀測(cè)到的混凝土高于混凝土實(shí)際高度,致使提升導(dǎo)管時(shí)導(dǎo)管因埋深較淺而出現(xiàn)斷樁。另外,拆卸導(dǎo)管時(shí)若尺度把握不準(zhǔn),也可能出現(xiàn)類(lèi)似的問(wèn)題。

⑤灌注過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)突然停電,或因暴雨天氣、機(jī)械故障必須中斷灌注,且中途長(zhǎng)時(shí)間停頓,必須將導(dǎo)管提離混凝土面導(dǎo)致斷樁。

⑥灌注期間孔壁突然坍塌造成斷樁。

⑦灌注樁基礎(chǔ)前,泥漿比重和含砂率超出設(shè)計(jì)要求,或泥漿粘度不達(dá)標(biāo),致使灌注時(shí)砂漿大量沉降,縮短了導(dǎo)管在漿體中的埋深而導(dǎo)致斷樁。

⑧灌注時(shí)混凝土離析影響了強(qiáng)度的形成,甚至造成斷樁。

導(dǎo)致混凝土離析的原因主要有三方面:

(1)是用于樁體灌注的混凝土在灌注前已存在離析現(xiàn)象;

(2)是灌注時(shí)導(dǎo)管突然進(jìn)水,致使水泥與骨料離析;

(3)是灌注階段導(dǎo)管埋深達(dá)不到灌注要求,首批澆筑的混凝土離析后未經(jīng)處理便繼續(xù)澆筑,致使離析的混凝土留在樁體內(nèi),澆筑后極易形成斷樁。

如何預(yù)防斷樁?出現(xiàn)斷樁后,如何處理?

二、對(duì)斷樁的預(yù)防措施

對(duì)于可能產(chǎn)生斷樁的事故,制訂有效的預(yù)防措施,應(yīng)做好預(yù)防工作,灌注前認(rèn)真檢查灌注流程和人機(jī)配備,開(kāi)工后參照操作規(guī)程按部就班的進(jìn)行灌注。

1、檢查樁截面抗拉強(qiáng)度,嚴(yán)格控制材料質(zhì)量和用量,確保截面設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

①橋涵的設(shè)計(jì)并非全部出自專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)單位。橋涵設(shè)計(jì)中極少考慮凍脹力對(duì)樁身強(qiáng)度的影響,這在中小橋涵設(shè)計(jì)中極易被忽略。

②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%,每m3混凝土用量一般不低于350kg。

③嚴(yán)格控制成樁質(zhì)量。開(kāi)工前,提前測(cè)驗(yàn)橋涵施工所用鋼筋材料的力學(xué)性能,禁止采用劣質(zhì)鋼筋施工,對(duì)于需要的焊條級(jí)別,鋼筋的焊接工藝,一定要按規(guī)范去實(shí)施,堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)。 

2、 為保證混凝土施工的連續(xù)性,嚴(yán)密施工組織設(shè)計(jì)。

樁灌注開(kāi)工前,仔細(xì)檢查人員、機(jī)械設(shè)備是否到位,開(kāi)工后盡量一步灌注到位,嚴(yán)格把控成樁質(zhì)量。

①導(dǎo)管的分解長(zhǎng)度不能超過(guò)導(dǎo)管的提升高度,而且拆裝搬運(yùn)要簡(jiǎn)單方便,下端可加長(zhǎng)到4~6m,而中節(jié)一般為2m左右。各節(jié)內(nèi)徑應(yīng)大小一致,管內(nèi)壁偏差不大于±2mm,光滑、順直、無(wú)局部凸凹,盡量在15分鐘以?xún)?nèi)完成導(dǎo)管的拆卸,灌注一經(jīng)開(kāi)工就必須一步到位,中途停止會(huì)引起質(zhì)量事故。

②灌注時(shí)為了使混凝土保持較好的流動(dòng)性,宜采用卵石適宜粒徑為0.5~3.0cm的骨料灌注,而且必須將塌落度控制在18~22cm,至少預(yù)留5h完成混凝土初凝,確保最大粒徑不超過(guò)4.0cm。如有必要,可添加適量的外加劑以延長(zhǎng)初凝時(shí)間。

③導(dǎo)管在混凝土中的最大埋深為6m,通常是大于lm小于2m,埋深過(guò)淺會(huì)出現(xiàn)離析或斷樁等質(zhì)量問(wèn)題,埋置過(guò)深會(huì)對(duì)混凝土下降形成更大的阻力,而且也會(huì)影響導(dǎo)管提升速率。

3、增設(shè)隔水設(shè)施,以防導(dǎo)管或底口進(jìn)水

①灌注開(kāi)工前,先通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)導(dǎo)管的承壓能力和接頭抗拉能力,及時(shí)修補(bǔ)破裂的焊縫,以確保接頭嚴(yán)密。

②精確計(jì)算首批混凝土的灌注量,以確保整個(gè)灌注過(guò)程良好接洽,嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深的同時(shí)又要將導(dǎo)管充滿(mǎn)。 

4、 防止坍孔。

施工時(shí)指派專(zhuān)人觀測(cè)水位變化情況,因河流汛期,觀察護(hù)筒四周是否滲水,認(rèn)真量測(cè)河流水位升降數(shù)據(jù)。水位的變化對(duì)水下鉆孔樁施工的影響非常大。若水位差明顯降低,必須盡快補(bǔ)救,確??變?nèi)水頭高度始終符合施工要求,施工時(shí)孔口不宜大幅度震動(dòng),孔附近的承重也應(yīng)該盡量減小。 

5、 多余澆灌及接樁。

為提高樁頂灌注質(zhì)量,當(dāng)樁頂達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后應(yīng)該繼續(xù)灌0.5~1m,待混凝土初凝后終凝前,多余的樁頂保留30cm,其余的部分全部挖除。在接樁或承臺(tái)施工前將多余的30cm樁頂鑿除并用清水徹底沖洗,之后開(kāi)始接樁施工。

三、常用處置方法

1、 原位復(fù)樁

通過(guò)超聲波檢測(cè)到斷樁后盡快徹底清理,以便在原位復(fù)樁。要在原位澆筑一根新樁難度不小,而且需要付出雙倍的灌注成本,施工周期長(zhǎng),因此在具體的施工活動(dòng)中可參照當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特點(diǎn)、缺陷點(diǎn)的數(shù)量和樁體的重要程度有計(jì)劃的應(yīng)用。 

2、 接樁 

2.1 濕接樁法

因嚴(yán)重堵管造成斷樁時(shí),在灌注過(guò)程中適用濕接樁,已澆筑的混凝土尚未初凝之時(shí),在導(dǎo)管拔出并徹底清理后可通過(guò)測(cè)錘量測(cè)其頂面位置,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù),通過(guò)計(jì)算可得到漏斗及導(dǎo)管的容積,當(dāng)導(dǎo)管下沉到距離已澆筑混凝土頂面10cm的部位再加球膽。灌注過(guò)程中應(yīng)實(shí)時(shí)觀測(cè)漏斗內(nèi)混凝土頂面的位置,在混凝土從漏斗下落直至將導(dǎo)管填滿(mǎn)的瞬間,把導(dǎo)管壓入已澆筑混凝土頂面之下,接樁施工隨即完成。 

2.2 干接樁法

澆筑樁體混凝土?xí)r,因各種原因中途停頓而未繼續(xù)澆筑,由此形成的半截樁可進(jìn)行干接樁。接樁方法因半截樁樁徑及其混凝土面所在地下水位而異:

①當(dāng)混凝土面的高度小于地下水位的高度,并且斷面距孔口較深,樁徑過(guò)大時(shí),可應(yīng)用樁芯鑿井的方法處理。

②當(dāng)混凝土面處地下水位以上時(shí),可以采取挖孔的方法,直接挖到混凝土面,鑿毛清洗后直接灌注。應(yīng)注意開(kāi)挖時(shí)遇到不穩(wěn)定地層應(yīng)進(jìn)行人工護(hù)壁。

③當(dāng)混凝土面處于地下水位以下時(shí),如果斷面位置距孔口不太深時(shí),可以采用挖孔與井點(diǎn)降水相結(jié)合的方法處理。 

如何預(yù)防斷樁?出現(xiàn)斷樁后,如何處理?

2.3 樁芯鑿井法

樁芯鑿井法施工周期長(zhǎng)。施工過(guò)程中,若個(gè)別樁水位居高不下,便更難以處理,最終可能因工期延誤或質(zhì)量不達(dá)標(biāo)使施工方蒙受經(jīng)濟(jì)損失。在缺陷樁中心邊降水邊采用風(fēng)鎬鑿一直徑為80cm的井,這種方法說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難,深度最好超過(guò)缺陷部位,然后封閉清洗泥沙,將鋼筋籠吊放到指定位置,用挖孔混凝土施工法灌注膨脹混凝土。 

2.4 糾偏法

糾偏法的應(yīng)用條件是:

(1)短樁;

(2)樁身傾斜但是依然完整未斷裂。

出現(xiàn)這兩種情況后可通過(guò)千斤頂對(duì)樁體進(jìn)行糾偏復(fù)位。 

2.5 補(bǔ)送結(jié)合法

采用分節(jié)連接打入樁,當(dāng)逐根沉入時(shí),打設(shè)質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的接樁的連節(jié)點(diǎn)可能會(huì)脫開(kāi),脫樁后可通過(guò)送補(bǔ)結(jié)合法進(jìn)行處理。復(fù)打存在質(zhì)量疑點(diǎn)的樁,樁體下沉后將松開(kāi)的接頭頂緊,使其具有豎向承載力;其次,補(bǔ)設(shè)的樁體最好是完整的,全長(zhǎng)的,一方面可補(bǔ)足整個(gè)基礎(chǔ)的豎向承載力,同時(shí)地震荷載的承載能力會(huì)有所改善。 

2.6 二次成孔法

灌注階段,如果孔內(nèi)混凝土灌注高度不高,斷樁后可及時(shí)將鋼筋籠從孔內(nèi)提出,再通過(guò)沖擊鉆進(jìn)行二次鉆孔,徹底清孔后重新吊放鋼筋籠繼續(xù)灌注;如果孔內(nèi)混凝土灌注高度較高,中斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng),鋼筋籠無(wú)法在混凝土初凝后拔出,可先加固孔口,在孔口周?chē)贾娩撊α海瑢⒐嘧朵摻罱娱L(zhǎng)后一根一根地焊接在鋼圈梁上,繼而通過(guò)千斤頂抬高鋼圈梁,使鋼筋承受向上的拉力。由已灌注的砼錨固斷樁的鋼筋籠下部,由孔口圈梁反向錨固上端,同時(shí)對(duì)其施加向上的拉力,使鋼筋籠成為雙向約束的導(dǎo)管。為避開(kāi)了剪不斷、打不爛的鋼筋,應(yīng)根據(jù)沖擊鉆的型號(hào)和直徑選用恰當(dāng)?shù)臎_擊鉆錘,從鋼筋籠內(nèi)部穿心鉆進(jìn)。這樣一來(lái),鋼混一體化的斷樁處理便轉(zhuǎn)化成了在低強(qiáng)度的砼中的鉆進(jìn)施工,已澆筑的混凝土與鋼筋被徹底分離后進(jìn)行二次澆筑成孔。 

2.7 注漿法

在橋涵施工中,最常見(jiàn)的一種斷樁處理方法是注漿法。相較于上述幾種樁體施工方法而言,注漿法雖然方便快捷、成本低廉,但灌注質(zhì)量沒(méi)有保障。使用注漿法時(shí),為查明斷樁的具體位置,先用小型鉆機(jī)沿樁身鉆一探孔,可采用樁內(nèi)注漿法或者樁外注漿法根據(jù)斷樁的位置處理。 

2.8 擴(kuò)大承臺(tái)法

原有的樁基承臺(tái)平面尺寸由于以下三種原因,滿(mǎn)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。

①考慮樁土共同作用。當(dāng)單樁承載力不達(dá)標(biāo)時(shí),必須擴(kuò)大承臺(tái)同時(shí)考慮樁與天然地基共同分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載。

②樁位偏差大。原有的承臺(tái)平面尺寸與現(xiàn)實(shí)要求不符,需要擴(kuò)大承臺(tái)。

③樁基質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,可考慮增設(shè)抗震地梁以提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。另外,可將獨(dú)立的樁基承臺(tái)連成整塊,以提高樁基整體的承載力,防止樁基承臺(tái)發(fā)生不均勻沉降。

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