浅析钻孔灌注桩断桩处理的方法及防治措施

浅析钻孔灌注桩断桩处理的方法及防治措施

摘要：钻孔灌注桩基础是桥梁工程中常见的隐蔽工程，在施工过程中，由于人为的主观因素及施工各种因素的影响，常造成钻孔灌注桩的质量事故——断桩。本文针对这一问题，从形成断桩原因、发生断桩后处理方法及如何预防断桩等几方面进行了探讨

关键词：钻孔灌注桩断桩处理防治

钻孔灌注桩由于其施工速度快、施工质量稳定、成本适中、受气候环境影响小、适应性强等特点而被广泛地应用于公路桥梁基础中。但其成桩工艺复杂，施工工序较多。须在较短时问内，连续完成钻孔、清孔、下钢筋笼、水下灌注混凝土等一系列作业，因此影响灌注桩施工质量的因素较多，成桩质量与施工有着密切的关系。在钻孔灌注桩施工中，由于各种因素的影响，操作失误，不良地质等原因。如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严，就会产生钻孔灌注桩的质量事故，小到塌孔松散、缩颈，大到断桩。其中，断桩在钻孔灌注桩质量事故中发生概率较高。这给国家财产造成重大损失，影响工期并对整个工程质量产生不利影响。因此在钻孔灌注桩施工中，应采取一定的防范措施，避免发生断桩。在断桩出现后，应尽可能设法补救，不可轻易废弃，以免造成过多的损失。下面结合施工经验, 对钻孔灌注桩断桩的成因进行分析, 探讨断桩处理方法和有效预防措施。

1 形成断桩的原因

断桩是指钻孔灌注桩，在灌注混凝土的过程中，泥浆或砂砾进入水下混凝土，把灌注的混凝土隔开，使混凝土变质或截面受损，从而使桩不能满足受力要求。断桩属于严重的质量事故。对于诱发断桩的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应对策，预防事故的发生，若一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面：

1.1 测量错误

混凝土灌注过程中，测定已灌注混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱导管现象，形成夹层断桩。特别是在钻孔桩灌注后期，超压力过大或探测仪器不精确时，易将泥浆中混合的坍土层误认为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。

1.2 导管埋深

在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管的埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌注混凝土流动性降低，从而增大了混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用的是提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时会使连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。

1.3 卡管

卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于在采用机械配料时不及时校核，随意性大，责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差较大，致使坍落度波动大，拌出的混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗集料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长时，会使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，这些都会导致卡管事故，从而造成断桩。所以严格控制混凝土的配合比，缩短灌注时间，是减少和避免此类断桩的重要措施。

1.4 坍塌

坍塌，因工程地质情况较差，现场情况和图纸不符，而施工单位组织施工时重视又不够，有的在分包或转包中，施工者谈不上有什么经验。在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流沙、软塑状质等造成断桩。这类现象在工程施工中的断桩中占有比例相当大，较为严重。而且在遇到位置深时，难处理，是导致工期无限期延期和经济上大量浪费的重要因素之一。

1.5 其他原因

另外，导管漏水、机械故障和停电造成不能连续施工，井中水位突然下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作，这对桩基的质量很重要。

2 断桩处理的方法

2.1 灌注首批混凝土时发生断桩的处理措施

在施工中,经常出现由于灌注首批灌混凝土时操作不当。如导管提升太快、导致导管口距孔底间隙过大，使混凝土大部分甚至全部流出导管，使灌注首批混凝土与后灌注混凝土中夹有泥浆层。如没有吸泥设备，无法及时地将已灌注的混凝土拌和物吸出，继续灌注混凝土而形成断桩。

发生这种情况时，应停止灌注混凝土，及时拆除导管，吊出钢筋笼，清孔后重新灌注混凝土。既保证了桩的质量，又降低了经济损失。

2.2 灌注接近桩顶时发生断桩的处理措施

在混凝土顶面离桩孔水面以下5～10m之内的情况下发生断桩时，一般采用底塞隔水的方法，并外加一定压力重新插入导管，进行接桩。

（1）做好已浇混凝土高程量测记录，拔除导管，仔细观测护筒内水位变化，以判断导管内混凝土是否落入孔中，井清除导管内剩余混凝土。

（2）重新安装导管，在导管口用1cm厚、直径比导管直径大1cm

的钢板点焊，封住导管口，检查导管口与钢板交接处是否有缝隙，烘干导管与钢板交接处，并用玻璃胶密封钢板与导管口交接处的缝隙，确保导管不漏水。

（3）用钻机冲锤把封闭好的导管打入已灌注好的混凝土面以下1m后，用钢筋伸入导管，把点焊在导管口的隔水钢板捅开，使其与导管分离，重新浇灌混凝土。

2.3 接桩

接桩法是断桩处理中采用较普遍的一种方法，当成桩后桩顶标高不足时也大多采用此方法。

（1）制作钢护简（长度比地面距持力层距离长1m左右），直径为比桩径大200mm，壁厚5mm。

（2）用全站仪测量定出桩的中心位置，利用钻机冲锤均匀打人护筒，直到护筒嵌入持力层。

（3）人工挖孔，挖除孔内淤泥至混凝土面。

在挖孔过程中注意孔内渗水的处理，因钢护筒已嵌入持力层，因此孔壁周围渗水量极小，待水积储到一定高度时再用潜水泵进行抽水。利用风镐破除孔内混凝土，保证混凝土面层新鲜。

（4）沿着混凝土面周围打锚杆，增设锚固钢筋，加强新旧混凝

土交接面的抗折能力。

（5）接桩前准备，用钢刷刷洗粘在钢筋笼上的泥土，清洗桩头，使桩头干净无浮渣。保证新旧混凝土接触面不存在淤泥夹层。

（6）下导管，先用潜水泵抽干孔中积水后，立即利用导管灌注混凝土。混凝土配合比采用原有灌注桩混凝土配合比，坍落度控制在13～15cm，并辅以人工用振动棒振捣密实。此时不考虑预留桩头，混凝土高度浇至桩顶设计高程即可。

2.4 原位补桩

对在施工后经超声波检测并钻芯取样判定的断桩，应进行补桩处理。原桩位报废，一般要新补对称两根桩, 如无桩位，也可采用原桩位上补一根, 旁边再浇一根的方法, 并增大桩基承台尺寸, 使之与补桩有效连接。但这种方法必须通过设计部门认可。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。

3 断桩的预防

3.1 成孔测量

桩成孔后，必须认真清孔。一般采用换浆法将孔内的沉渣带出孔