浅析钻孔灌注桩断桩的预防措施及处理方法

高青江

【摘要】在施工过程中影响灌注桩施工的因素很多，因此对灌注工艺的每一个环节稍有不慎都会导致灌注的失败形成断桩。本文对桥梁钻孔灌注桩常见的断桩原因，桥梁钻孔灌注桩采取的预防措施以及断桩处理方法进行分析，为以后如何做好桥梁钻孔灌注桩工作打下基础。

【关键词】钻孔灌注桩、断桩、预防措施、处理方法

1.引言

由于我国交通基础设施建设的迅猛发展，目前钻孔灌注桩已经成为一种比较成熟的施工技术广泛应用于桥梁建设中，但是由于钻孔灌注桩属于隐蔽工程，施工时也会受各种因素影响，其中只要任一环节处理不好都可能留下隐患从而引起断桩。一旦断桩对工程的将会给工程造成经济损失和工期延长。因此，应对隐蔽工程引起高度重视，切实保证地基工程质量，为提高公路建设的经济效益和社会效益提供切实的保障。

2.引起断桩的原因

由于钻孔灌注桩在水下灌注过程中提升导管失误、混凝土供应中断（下雨、停电、机械故障等）或导管漏水等各种原因导致已灌注的混凝土与导管内的混凝土隔断，无法继续灌注的现象通称为断桩。

2.1混凝土质量原因引起的断桩

灌注混凝土的配合比和地上混凝土的配合比有一定的区别。水下混凝土坍落度一般要求为18cm～22cm，因此要求混凝土应有良好的和易性。当混凝土的和易性不好，流动性过小时，进入导管内的混凝土不能及时挤出导管，一旦时间过长，混凝土在导管内初凝，提不出导管，原灌注混凝土面上积上一层较厚的沉淀物，即造成断桩。

2.2导管原因引起的断桩

2.2.1安装导管的要求是必须不漏水。特别是在灌注桩的底部时，水压力较大，若法兰盘不平，止水橡皮安装失误或老化，会造成导管内进水。钻孔里的泥浆一旦进入导管，大部分水泥随泥浆飘浮，使混凝土转变成砂、石子和沉淀物的混合体，且密度相当大，混凝土無法再继续浇注，时间一久有可能引起断桩。

2.2.2在灌注过程中，未能及时提管、拆管，导致导管埋深过深、摩擦力过大而拔不动或拔断导管，因而引起断桩。

2.2.3在混凝土浇筑过程中，导管口不慎挂住钢筋笼或在浇筑过程抽拔导管引起导管接头断裂，使导管脱离混凝土面引起断桩。

2.3塌方引起卡管造成的断桩

由于地质情况不了解，在灌注过程中，混凝土从导管中下落时产生较大冲击，如土层质量不好，护壁质量较差，会使孔壁坍塌。坍塌的土方使导管的埋深增加，若提起不及时，将卡住导管，并长时间提不起导管，轻者造成断桩，重者导管被埋入孔内。

2.4混凝土量灌注时间过长引起的断桩

灌注时间过长，首批混凝土已近初凝，流动性降低，而继续灌注的混凝土顶破顶层而上升，在混凝土中夹有泥浆渣土；甚至整桩夹有泥浆渣土形成断桩。

3.断桩的预防措施

3.1混凝土的配置

为保证水下混凝土有良好的施工和易性，其坍落度应严格控制在18～22cm范围内。如果灌注水下混凝土工程量较大，选用初凝时间不小于2.5h的水泥，对于桩较长、桩径大、灌注时问较长者，可在混凝土中掺入缓凝剂，以防止先期灌注的混凝土初凝，堵塞导管。降低实际生产与试验之间的偏差，施工过程中要及时做好材料含水量的检测，应该做到每车集料都要过秤，采取重量比控制，保证用水量和含砂率不产生较大偏差。混凝土配合比的含砂率宜采用0.4-0.5，水灰比宜采用0.5～0.6，有实验依据的可酌情增大或减小。

3.2施工前的准备

在施工前，把一切灌孔的设备工具都准备齐全，保证混凝土施工的连续性，尽量缩短浇筑时间。导管在灌注混凝土前应进行必要的水密承压实验和接头抗拉实验，严格检查接头是否严密，焊缝是否破裂，及时及早的进行修补。应计算好首批混凝土的用量。既满足足够的埋深，同时又要充满导管，以保证混凝土施工连续性。制作钢筋笼时，为使焊口平顺，最好采用对焊的方法。若采用搭接焊法，要保证接头不在钢筋笼内形成错台，以防钢筋笼卡住导管。根据桩径和石料的最大粒径确定导管的直径，尽量采用大直径导管。使用前要对每节导管编号，进行水密承压和接头抗拉试验，以防导管渗漏。导管安装完毕后还应该建立复核和检验制度，尤其要记好每节导管的长度。若使用传统的运输车从拌和站运送混凝土，为保证首批混凝土灌注后导管的埋置深度，可在施工现场设置两条运输便道，前两辆运输车同时从两条便道运送混凝土，连续灌注。混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不能使用。下导管时，其底口距孔底的距离应不大于40～50cm（导管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中）。首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1m）和填充导管底部的需要。关键设备（如混凝土拌和设备、发电机、运输车辆等）要有备用，材料要准备充足，以保证混凝土能够连续灌注。首批混凝土拌和物下落后，应连续灌注混凝土。在随后的灌注过程中，一般控制导管的埋置深度在2～6m范围内为宜，要适时提拔导管，不要使其埋置过深。

4.断桩的几种处理方法

4.1原位复桩法

对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理。采用将孔内回填土经沉淀后用冲击锥二次成孔或直接用冲击锥对已浇成的坏桩进行冲击二次成孔，重新浇注。

4.2接桩法

如果灌注过程中因严重堵管造成断桩，且已灌混凝土还未初凝时，在提出并清理导管后 可使用测锤测量出已灌混凝土顶面位置，并准确计算漏斗和导管容积，将导管下沉到已灌混凝土顶面以上大约10cm处，加球胆。继续灌注时观察漏斗内混凝土顶面的位置，当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间（此时漏斗内混凝土顶面位置可以根据漏斗和导管容积事先计算确定） ，将导管压入已灌混凝土顶面以下，即完成接桩。

4.3注浆法

若断桩位臵处于地表10m以下可采用注浆法加固。注浆法是用工程钻机在桩横截面上钻2个以上<100mm注浆孔，钻至断桩处以下50cm，埋设注浆管，对断桩处进行高压注浆，以切割或臵换出断桩部位的泥浆及沉渣等，并用水泥浆液进行固化。

4.4沉管法

若断桩位置距地表5.0m 以下、10.0m 以内时，或虽距地表5.0m 以内，但地质条件不良，桩位在河道水域内时，可采用混凝土管沉管方法处理。将比桩径略大的混凝土管一节节接起来，直到沉到断桩位置以下0.5m，清除泥浆及掺杂泥浆、孔底沉渣的混凝土，露出良好的混凝土面并将其凿毛，将钢筋笼表面的泥浆洗刷干净后，以混凝土管为模板分层浇筑、振捣混凝土。

4.5坍孔法

若因坍孔、导管无法拔出等造成断桩而无法处理时，可由设计单位结合质量事故报告提出补桩方案，在原桩两侧进行补桩。由原来的单桩承台变成两桩承台，三桩变成四桩，四桩承台变成五桩承台。相应承台受力方式也同时发生改变。

4.6桩芯凿井法

这种方法说起来容易做起来难，即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙，放置钢筋笼，用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。

5.结束语

引起钻孔灌注质量事故的原因很多，各个环节都可能留下质量隐患从而造成重大质量事故。一旦发生事故不仅延误工期、浪费资金还耗费人力，并直接影响到整个工程的质量和进度。因此，钻孔灌注桩断桩问题在施工当中应当引起足够的重视，严格按照规范操作，一旦出现断桩问题时应认真分析原因，采取合理的技术措施，及时进行补救。