钻孔灌注桩断桩预防及处理措施

内容摘要：钻孔灌柱桩在我国桥梁、铁路、电力、水利、土木等工程中应用较为广泛，虽然已经形成了较为成熟的施工技术体系，但由于施工影响因素极多，在实际施工中极容易出现断桩事故，影响工程进度和施工质量。本文就从常见的钻孔灌柱桩断桩原因入手，浅要探讨了钻孔灌柱桩断桩预防及处理措施。

关键词：钻孔灌柱桩 断桩预防 断桩处理

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

钻孔灌注桩是在工程现场利用机械钻孔、钢管挤土、人力挖掘等手段在地基中形成桩孔，在桩孔内放置钢筋笼、灌注混凝土做成的桩。由于其成桩承载力高、施工噪音低、振动小、对周边土体和建筑物危害小、施工设备简单、群桩效应小、可穿越各种土层等优点，被广泛应用于电力、土木、桥梁、铁路、水利等工程中。经过数十年的发展，目前钻孔灌柱桩施工工艺已经较为成熟，但由于施工影响因素较多，在工程实践中经常出现各种质量事故，小到塌孔、缩径、桩孔偏斜，大到断桩报废等，给工程进度和施工质量带来不良影响。尤其是断桩问题，一直是钻孔灌柱桩施工中极需注意的一个问题，必须从各个环节严格要求才能保证施工质量。下面，本文根据钻孔灌柱桩断桩产生的原因，浅要探讨钻孔灌柱桩断桩预防和处理措施。

2 钻孔灌柱桩断桩原因分析

断桩主要是由于在灌注混凝土过程中泥浆或砂砾等混入了水泥混凝土，使灌注的混凝土被隔开形成上下两段，造成混凝土变质或截面积受损，使得成桩后不能满足受力要求而产生断层。常见的断桩原因主要有以下几种：

2.1 导管渗漏

导管渗漏主要由于接头断裂、导管漏水等原因引起。在灌桩施工中，由于导管会受到井孔泥浆所产生的压力，在初灌混凝土时导管下端处于封闭状态，灌入混凝土后导管内的空气无法排出还会受到混凝土下落造成的气压，泥浆压力和气压都有可能使导管变形或接头损坏。在灌注混凝土的过程中，导管接头有可能挂住钢筋损坏，也有可能由于盲目抽拔导管造成接头损坏。当导管损坏后，漏水、漏气都有可能造成断桩。

2.2 导管提拔不当引起断桩

在灌注混凝土过程中，需要提拔导管，但提拔导管不当也极容易引起断桩。如在提拔导管时，提拔过量使导管底口拔出混凝土面或处于泥浆层会形成断桩；当提拔导管时被钢筋笼卡住，无法在混凝土初凝前提起使得灌注中断形成断桩；当产生堵管现象时由于猛提猛插导管使得混凝土连续下落同表面浮浆和泥土结构形成夹泥缩孔造成断桩；在提拔导管时过猛将导管拔断造成断桩。

2.3 导管埋置深度不当形成断桩

导管埋置深度是钻孔灌柱桩施工过程中的一个重要参数。导管埋置深度不够，由于初灌混凝土时量过少无法保证完全埋住导管，极容易造成导管进泥或进水形成断桩；当在灌注过程中，随着泥浆沉淀厚度的增加和少量坍土，使得标高错误造成导管埋深不够，提漏进水形成断桩。如果导管埋置过深，会使得已灌注混凝土流动性降低增加与导管的摩控力，造成提管困难导管破裂产生断桩。

2.4 混凝土材料

混凝土材料也是钻孔灌柱桩断桩主要原因之一。如混凝土坍落度过大产生离析现象，粗骨料挤压阻塞导管同时影响泵送能力，坍落度过小缩断初凝时间加大混凝土下落阻力阻塞导管，或者坍落度变化过大造成卡管事故，这些都会造成断桩。在混凝土拌和物中，由于粗骨料粒径过大也会堵塞导管，不得不提拔导管处理，造成断桩。水泥结块或集料含水量过大冻结，在搅拌时又没找搅散最终卡导管内形成断桩。

2.5 其它原因

其它原因，如异常天气、机械故障、材料供应、停电事故等，使得混凝土灌注不能连续进行，当超过了混凝土初凝时间使得导管无法拔起形成断桩。或者因为工程地质原因，如灌注过程中，出现井壁严重坍塌、流砂等问题，而又无法清泥或无法用吸泥机彻底清理，造成泥沙性断桩等。

3 钻孔灌柱桩断桩预防措施

断桩会增加工程造价，影响工程进度和工程质量，最终影响工程经济效益和社会效益，因此必须做好预防措施，针对断桩原因，可以从以下几个方面入手进行：

3.1 规范清孔

在钻孔成孔后，在灌注混凝土前应当按照相关规范清孔，清孔质量对灌注质量影响极大。在清孔时，应尽量采用泵吸反循环清孔的方法，这种方法能使泥浆上返速度较快，能更好的清理孔底泥浆灰渣，使泥浆比重在和含砂达到规范要求。在灌注前，还必须对孔底沉淀层进行测定，孔内沉渣厚度不大于50mm，如果孔内沉渣厚度超过规范标准，必须再次进行清孔处理，直至沉渣厚度、含砂率、泥浆比重达到规范要求后立即灌注混凝土。

3.2 保证导管质量和埋深

在灌注过程中，有很多原因都会造成导管破损问题，造成导管漏水、漏气甚至断裂现象。为了避免出现此类问题，必须选用质量可靠的导管。在下管前，要仔细检查导管接头和导管质量，保证导管密封性和可靠性，确定导管管径等是否符合施工需要。导管埋深应当根据设计需要考虑，一般应当控制在4~6m之间，最大不能超过8m，最小不能低于2m，以免因导管埋深不足泥浆卷入形成夹泥，或者埋深过大造成混凝土离析空洞甚至断桩。

3.3 保证混凝土质量

钻孔灌柱桩所采用混凝土，根据工程需要确定其初凝时间，一般情况下所选用的水泥初凝时间不能小于2.5h，同时严格控制粗骨料的最大粒径，粗骨料最大粒径不能大于导管内径的1/6，细骨料最好选择中砂，并注意去除细骨料中的卵石等。当灌注桩桩径较大，灌注时间较长时，为了延长初凝时间，可以在首批混凝土中掺加缓凝剂，以免过早凝结形成混凝土硬盖顶起钢筋笼，使钢筋笼的埋设深度不足，甚至造成拔管困难而断桩。在施工前，一定要先进行灌注试验，并尽量使灌注试验与实际施工相同，以确定配比、灌注速度、灌注时间等。此外，还需要做好材料的检测，保证材料的含水率、含砂率不会产生较大偏差，保证混凝土的和易性和流动性。

4 钻孔灌柱桩断桩处理措施

断桩事故是钻孔灌柱桩施工中极为严重的质量事故，必须立即彻底清除补救。如果灌注初期混凝土未凝结，可以立即拔出导管采用气吸法吸渣，将孔内未凝结的混凝土清除干净重新灌注。如果孔内已灌注的混凝土已经达到了一定的强度，气吸法无法清除时，首先割除部分钢筋笼，采用冲碎法将混凝土和钢筋全部冲碎清除后重新灌注。气吸法和冲碎法主要用于早期断桩处理，能不留后患的处理断桩事故。如果灌注中止时已灌注混凝土无法采用气吸法和冲碎法进行，在混凝土面距孔口不足20m时，可以采用加套内护筒的方法，在清水条件下进行第二次灌注水下混凝土。此外，常用的处理措施还有旋喷帷幕法、水泥注浆补强法等，不同的方法适用于不同的断桩情况，需要根据具体工程实际情况选用最佳方法。

参考文献：

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