一种钻孔灌注桩浅层断桩处理的创新方法

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　　摘    要：作者从实际管理的项目出发，详细讲述了该项目一根钻孔灌注桩发生浅层断桩事故后采用一种创新方法对桩基进行处理的全过程，确保了该桩基的承载力满足设计要求。该处理方法是对传统处理方法的创新，既能保证处理施工时人员安全，又保证了桩基处理的质量，具备良好的施工指导价值和社会经济效益。
　　关键词：钻孔灌注桩;浅层;断桩;处理;创新方法
　　1  背景
　　项目位于喀斯特地貌区，溶洞发育，经地质勘探项目钻孔桩有75%存在溶洞。发生断桩事故的钻孔桩设计桩径1.5m、桩长22m，采用冲击钻钻进成孔，其地质勘探资料提示桩基自上而下依次穿过的地层为2.8m杂填土层、2m填充情况不明的溶洞、10m硬塑黏土层、1m填充情况不明的溶洞、1.8m微风化灰岩层、1.7m填充情况不明的溶洞、2.7m微风化灰岩层（持力层）。
　　该桩钻进期间，存在严重的偏锤现象但漏浆量很少。每次偏锤情况发生后，现场均采用块石回填纠偏后重新钻进，经过采取措施该桩最终得以成孔。成孔后按要求进行了清孔、下放钢筋笼等操作。经各方确认符合要求后即进行桩基混凝土灌注，首盘混凝土灌注十分顺利，导管埋置深度符合要求，后续混凝土浇筑施工顺利，除混凝土灌注方量较设计方量偏大以外无异常情况，混凝土灌注至设计标高且超灌50cm，完成桩基混凝土灌注，并开始拆除导管和漏斗，在此过程中桩基混凝土面突然开始下沉，最终混凝土面稳定在距孔口6m位置，此时导管已脱空，考虑到再次插入导管灌注，桩基极有可能仍为断桩，且处理更为麻烦。现场只得放弃继续灌注，考虑采用其他方法处理。
　　2  断桩处理方案研究
　　该桩断桩位置距离地面6.5m，属浅层断桩，且断桩位置以上无混凝土。常用的处理方法主要有两种，第一种采用大开挖方式挖掘至断桩面然后对不符合强度要求的混凝土进行凿除，再支模浇筑混凝土。第二种人员在钢筋笼的保护下下到断桩面凿除不符合强度要求的混凝土，再进行桩基混凝土浇筑。
　　由于施工现场条件和地质条件复杂，常用的两种方法在本项目均难以实施。该桩距离民房近5m，采用大开挖方法将危机民房结构安全。断桩面距离孔口6.5m根据地质勘探资料距离3m位置即有溶洞，仅在钢筋笼保护下进行人工处理存在很大风险。因而常用方法难以实施。
　　经过现场勘察，钻桩时埋设的护筒高1.2m、直径1.8m。设计的桩径1.5m、钢筋笼直径1.35m。根据现场情况和桩基设计情况，拟定采用8mm钢板卷制一个长7m、直径1.65m的钢护筒，利用打桩锤插打至断桩面，在钢护筒和钢筋笼双重保护下，作业人员下到断桩面进行处理，凿除桩基混凝土时，为避免扰动混凝土，混凝土凿除不得采用风枪而选用水磨钻进行凿除。
　　3  断桩处理方案实施
　　3.1  插打钢护筒
　　（1）护筒插打前先在钢筋笼顶口的主筋外侧沿圆周均匀焊接8个定位筋，定位筋的构造形式与钢筋笼定位就保持一致，以确保钢筋笼的保护层厚度满足要求。
　　（2）先将7m长的钢护筒插打至混凝土面，此时护筒高出地面约50cm，并将护筒临时锚固于地面，防止挖孔过程中护筒下滑。通过安设护筒可防止孔壁垮塌、孔口杂物掉入孔内，为施工提供安全保护。后续施工中随着混凝土不断凿除，应将钢护筒接长随混凝土面向下插打，以保证孔底作业人员始终在钢护筒保护下作业。
　　3.2  安装挖孔设施
　　（1）将出渣所用的升降设备安装孔口地面，安装时应保证设备安装稳定并应做好锚固工作，防止其在使用过程中倾覆。（2）将通风机安装在孔口地面，并将通风管伸入孔内，通风管应伸至作业面以上1m～1.5m的位置。人员下孔作业前应先向孔底通风15min，作业过程中应始终保持风机处于工作状态，以保证作业人员在孔底作业时有足够的新鲜空气呼吸。（3）挖孔施工照明应采用12V以下的安全电压进行照明，配电设施安设于孔口附近地面，照明灯具应采用防水防爆灯具，并有足够的照明。
　　3.3  断桩面初步确定
　　利用已安装的声测管采用超声波探测仪检查已灌混凝土的桩身质量，通过桩身质量检测初步确定的断桩位置。
　　3.4  桩头凿除施工
　　（1）先用水泵抽干桩孔内的积水，积水抽干后应关闭水泵断开电源，后续施工中抽水与挖孔严禁同时进行，需要抽水时人员必须撤离至地面。人员下孔作业前将风机打开向孔内送风15min，以确保人员下去后有足够的氧气，同时打开照明灯具保证人员下孔时有足够的光照，充分准备后人员方可下孔。（3）作业人员在钢筋笼、钢护筒的保护下通过软梯到下孔内，用水磨钻在钢筋笼加强筋内侧沿桩基四周钻一圈孔，钻孔时应注意控制水磨钻钻头距离加强箍筋的距离不小于5cm，以防止钻孔施工损伤桩基钢筋。钻孔完成后即可对桩芯混凝土进行整体凿除。桩芯凿除完成后用电镐等小型手持式破碎工具破除桩芯与钢护筒之间的混凝土，此时应特别注意破碎工具不得触碰钢筋笼，将钢筋笼主筋之间的混凝土进行大体清除后，主筋上粘结的混凝土采用钢丝刷配合水枪洗刷以清除钢筋上的混凝土。在进行混凝土凿除的全过程中应特别注意保护钢筋笼不被损伤。
　　3.5  断桩面最终确定
　　将桩头凿除至超声波初步确认的断桩面后，对断桩面以下1m范围内的桩身混凝土进行钻芯取样，对芯样进行混凝土强度检测，以进一步确认断桩面。如芯样的强度符合要求，则该断面即为最终的断桩面，不需要再向下凿除桩身混凝土;如芯样的强度不满足要求，则应继续向下凿除桩身混凝土直强度合格的位置。
　　3.6  断面处理
　　（1）对断面进行彻底凿毛，并将凿毛产生的混凝土渣及焊渣等其他杂物清理干净，用清水对断桩面、钢筋笼进行全面冲洗，冲洗干净后应将污水全部清理干净，用棉纱将断面上的多于的积水全部清理干净使断面处于干燥状态。断面处理完成后报监理单位检查。断面验收合格后用刷子在断面上涂刷环氧树脂。环氧树脂应涂刷均匀，厚度1mm，覆盖整个接触面，无裸露，以保证新浇筑的混凝土与老的混凝土结合良好。环氧树脂涂刷完成后报监理单位进行检查，确认合格后方可进行接桩混凝土浇筑。
　　3.7  接桩混凝土浇筑
　　现场应控制好环氧树脂层涂刷与接桩混凝土浇筑间的时间间隔，保证在环氧树脂未干前浇筑接桩混凝土。新浇筑的混凝土采用导管法进行灌注，混凝土采用比设计高一个标号的混凝土。混凝土的灌注方法与水下混凝土灌注一致，首盘混凝土灌注时导管离接桩面不大于50cm，浇筑过程中导管埋深应控制在2～6m之间，以保证混凝土的密实。当新浇筑的混凝土面距离设计标高2米以内时可用振捣棒进行辅助振捣，以防止上部混凝土不密实。
　　3.8  桩检
　　接桩混凝土浇筑完成后，待新浇筑的混凝土强度达到设计要求后，进行桩基超声波检测和钻芯取样检测。经超声波和桩基钻芯取样检测，本次处理的断桩接桩质量良好，桩身完整，桩身混凝土强度、桩基承载力满足设计要求。
　　4  结语
　　樁基是项目质量和结构安全最重要的部分，断桩是每个项目、每个工程人最不愿看到的事故。本次断桩处理方案是一种创新型方案，该方案确保了作业人员的绝对安全，同时又达到了良好的处理效果，既经济适用又安全可靠，具备良好的施工指导价值和社会经济效益，可为以后类似事故提供一个良好的处理方案。
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