钻孔灌注桩断桩原因分析与预防

摘要：本文着重对桥梁钻孔灌注桩形成断桩原因进行分析，并将超深桩断桩成功处理方法作介绍，供同行交流，并对同类工程的施工具有借鉴作用。

关键词：钻孔桩 断桩预防处治

中图分类号：U443文献标识码： A

1 引言

随着我国交通基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。但由于影响灌注桩施工质量的因素很多，稍有不慎或措施不严，就会在灌注中产生质量事故，影响工期并对整个工程质量产生不利影响。

2 形成断桩的原因分析

断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中，泥浆或砂砾进入混凝土，造成混凝土变质或截面积受损，更为严重时会将桩基分割为上下两段，从而使桩不能满足受力要求，形成严重的质量事故。断桩产生的原因有脱管、埋管过深，卡管，气堵、清孔不彻底、孔壁坍塌及其它机械故障停电等。

2.1 脱管

脱管是指在灌注混凝土过程中，由于测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。

2.2埋管过深

在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过小有可能导致泥浆进入桩体混凝土中，形成夹层或不凝固体；导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，在提升导管时有可能因摩擦力过大导管难以提拔或因拉力较大造成导管时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。

2.3 堵管

由于目前施工配料一般采用机械配料，配料机不及时校核、搅拌时间不足、石料粒径过大或运输等待时间过长，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，混凝土未拌熟，使坍落度波动大，拌出的混凝土时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，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，都会导致卡管事故，造成断桩。所以严格控制混凝土配合比及拌和时间，缩短灌注时间，是减少和避免此类断桩的重要措施。

2.4 气堵

气堵是指在混凝土浇注过程中，由于混凝土下料速度太快，未将导管内空气排除干净，致使一部分空气被密封在导管内，随着混凝土沿导管不断的下落，空气柱被压缩，当空气柱内部压力与混凝土的压力持恒时，混凝土将不在下落，迫使混凝土灌注停止，造成断桩。

2.5 清孔不彻底

清孔不彻底一般分为两种情况，一种情况是二次清孔时孔底沉渣未清理干净，混凝土下落时未能将孔底沉碴冲起并与之混合，混合料中水泥比例过小，不能凝固，致使桩的有效长度比设计长度短，形成短桩；第二种情况是在二次清孔时虽然孔底沉碴清除比较彻底，但泥浆未能形成一个完整的循环，在换浆过程中大量泥碴悬浮在孔中，混凝土灌注时，沉碴随着灌注时间的增长，在混凝土表面越积越厚，灌注时无法将其完全顶起，混凝土将沿着沉碴比较薄弱的地方翻起，将沉碴包裹于混凝土之内，造成桩间夹碴。

2.6 孔内坍塌

坍塌主要因工程地质情况较差，施工时组织不力，重视不够，在钻孔过程中未用优质泥浆，护壁不牢靠，在灌注过程因扰动坍塌导致断桩。这类现象在工程施工断桩事故中占有相当大的比例，较为严重。而且位置深、难处理，是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。

2.7 其他原因

钢筋笼卡住导管使混凝土导管无法拔出、导管漏水迫使混凝土灌注工作停止、机械故障和停电造成施工不能连续进行或因大风大雨天气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，这对保证桩基的质量很重要。

3 断桩的预防

3.1 认真做好灌注前的准备工作

3.1.1 所用粗骨料最大粒径不大于导管内径的1/6～1/8， 拌和前进行过筛,或根据所用材料最大粒径选择适合的导管。

3.1.2 严格按照规范要求制作标准测锤及使用质量合格的测绳，并且必须对测绳进行标定，在灌注前准备两套及以上测绳测锤，一来在量测时可以相互核对，二来可避免测绳挂在钢筋笼上导致无测绳量测。

3.1.3 制作钢筋笼时，焊口要平顺，最好采用套筒直螺纹连接或对焊连接，采用搭接焊时要保证不形成错台，已防钢筋笼卡住导管。

3.1.4 开灌前应对起吊设备的转动，提升系统进行认真检查，修理，确保不出现失效情况。

3.1.5 关键设备(如混凝土拌和设备、发电机、运输车辆等)要有备用，材料准备要充分，必须保证连续灌注。

3.2 对导管认真检查,整体试压,确保不漏水

3.2.1 混凝土导管必须做水密承压及接头抗拉试验，保证导管不渗漏，使用前要对每节导管进行编号，量取每节导管的长度，在导管安装时做好下导管记录。

3.2.2 导管的安装和拆除应有专人负责，安装导管时胶皮垫要放平顺，防止其凸出。连接螺栓紧固适度，无断裂情况，无漏水情况。

3.2.3 由于在施工中不可能每次使用导管前都进行试验，因此使用前必须做好外观质量检查，对抵压变形的密封圈和磨损严重的导管进行更换。

3.2.4提升导管时要掌握每次的提升高度，避免一次提升导管高度太大，并且在提升时要垂直提升，以免导管在混凝土面处扭折导致接头漏水甚至导管断裂。

3.2.5 卸下的导管要轻拿轻放，并及时冲洗干净，按一定编号放置。

3.3根据塌方多出现在砂土层的实际情况,应采取的措施

3.3.1 钻孔时应控制进尺速度，用较大密度和粘度的泥浆作护壁。

3.3.2 开钻前应注意把护筒埋牢固，对护筒底部的埋土要夯实。

3.3.3 安装导管时要有专人供水，要使用较小流速的水管供水，以免冲刷孔壁。

3.3.4 下吊钢筋骨架过程中，不要碰孔壁，要采取措施让其沿孔中心垂直插入。

3.4 灌注混凝土时注意以下事项

3.4.1 灌注前严格控制泥浆性能指标及沉淀物厚度，主要控制指标为：比重1.03～1.10、粘度17～20、含砂率＜1%、胶体率＞98%、沉碴厚度30cm。

3.4.2 灌注前检查导管底部与钻孔底的高度是否合适（以0.25～0.40ｍ为宜)。

3.4.3 检查隔水栓尺寸是否适合及其在导管内是否畅通。

3.4.4 计算好首批混凝土用量，使得首批混凝土一次全部连续灌入导管内，满足导管首次埋设深度大于1m。

3.4.5首批混凝土下落后，应连续灌注。在随后灌注过程中，每车混凝土开始下料时要慢，然后由慢到快最后保持匀速，导管埋深宜控制在2～6m，如果混凝土拌制及时，灌注速度快的话，可适当增大导管埋深，但需控制在9m内。

3.4.6 混凝土运送至灌注现场时，认真检查其坍落度和和易性, 一般以16～22ｃｍ为宜。如不符合要求，应退回进行二次搅拌，二次搅拌后仍不符合要求，应废弃。

3.4.7 在灌注混凝土时，每车混凝土灌注完毕，要及时量测混凝土表面深度，计算深度时，应考虑测绳的伸长率(测绳标定时计算所得)。

3.5注意天气情况,搞好混凝土的调配工作,周密安排施工。

尽可能把施工时间安排在天气好的时间进行；一旦遇上突然下雨，必须争取要争取一次性灌注完毕；如因气候确实无法继续灌注，可按以下办法处理:首先测出灌注深度，计算出导管的埋置深度，然后用起吊设备缩小导管的埋置深度，根据经验，一般以30～40ｃｍ的埋深为宜，雨停后应立即把剩下的混凝土全部灌完，停止时间不宜超过45分钟。

4 结束语

钻孔灌注桩在水下作业，施工隐蔽,因此必须对地质情况进行全面调查，根据调查结果选用钻机及编制实施性施工组织设计，开工前要考虑全面、准备充分，要有应急措施和事故处理预案，施工时严格控制施工中的每一个环节和步骤，做到事前检查、过程控制，这样才能保证钻孔灌注桩的优良率，避免缺陷桩及断桩的事故发生。

参考文献：

[1] 赵剑.钻孔灌注桩断桩的原因和预防及处理方法[J].山西建筑，2006,（5）.

[2] 刘广斌. 处理钻孔灌注桩质量缺陷[J].现代公路，2007， （1）.