桥梁钻孔灌注桩发生断桩原因和控制方法

张海莉

新疆维吾尔自治区交通建设工程招投标中心（830000）

0 引言

钻孔灌注桩因其施工速度快，生产安全，对水文地质条件和工程地质条件要求较低等优越性而被广泛应用，其是在泥浆护壁的条件下利用机械钻进成孔,利用导管灌注水下混凝土的施工工艺。但由于影响灌注桩施工质量的因素多，导致其质量可靠度较低,断桩是钻孔灌注桩施工中的重大质量事故，其是指混凝土凝固后不连续，中间夹砂、夹泥或被水灰比较大的未凝固混凝土软梯充填,或桩体下部为混凝土软体等现象,一旦发生不仅会给国家财产造成重大损失，且会影响工期并对整个工程质量带来不利影响,因此分析断桩产生原因并制定有效控制方法方可减少质量事故，减少损失并利于工程进展。

1 断桩产生原因分析

1.1 成孔质量

因泥浆护壁差、孔内水头压力不足，清孔后灌注混凝土过程中出现孔壁坍塌将会导致断桩;清孔过程中未对孔内泥浆含沙率进行严格控制,导致在混凝土灌注过程中混凝土上部沉渣过厚,导管内压力不足以推动该部分沉渣导致混凝土中断;在河床上施工的钻孔桩因河床表面有一层流塑性淤泥层,混凝土浇筑过程中河床淤泥沿孔壁流入孔内导致混凝土中断。

1.2 导管因素

混凝土灌注过程中导管口不慎挂住钢筋笼或浇筑过程中抽拔导管导致导管接头断裂而使导管脱离混凝土面；首批混凝土灌注时导管埋入混凝土内，其下端为封闭状态，上部四周应承受孔内泥浆压力，同时导管下端封闭，在首次灌注时管内空气无法排除,空气在混凝土下落时导致水压或气压过大而将导管压扁或接头漏水、漏气而导致断桩；灌注时未能及时拔管、拆管导致导管埋置过深、摩擦力大而拔不动或拔断;在处理堵管时将导管提升到最小埋置深度后猛提猛插导管，使管内混凝土连续下落与表面浮浆、泥土相结合以形成夹泥缩孔；导管埋深过大而使混凝土流动性降低，混凝土与导管的摩擦力增大而无法提起导管或将导管拔断以形成断桩[1]。

1.3 混凝土因素

所用混凝土坍落度过小、和易性较差导致导管堵塞而使混凝土浇筑中断；混凝土供应不及时导致浇筑时间过长，两次混凝土浇筑时其前次混凝土已经凝固而导致断桩;混凝土内出现凝结的水泥块或石头等大块杂物堵塞导管,导致混凝土浇筑难以继续造成断桩;混凝土坍落度过小或由于石料粒径大、导管直径小等导致浇筑过程中堵塞导管，且在混凝土初凝前无法疏通好而不得不提起导管形成断桩;混凝土在运输或等待浇筑时等待时间过长使其发生离析,且未进行二次搅拌,在灌注时大量骨料卡在管内而不得不将导管拔出进行清理而导致断桩；夏季施工因气温过高，缓凝减水剂掺量不足，拆卸导管时间过长导致管内混凝土初凝或流动性降低，导致混凝土输送中断;混凝土灌注时发生坍孔而无法清理或清理不彻底导致泥浆比重较大而形成断桩;灌注过程中因导管提升和拔起过多,露出混凝土面而未及时清理或因停电等料等原因导致钻渣沉积成层致使混凝土上下层不连续。

2 断桩的预防

2.1 成孔质量控制

采用护筒时应使护筒底部与土层相接部位用黏土夯实，护筒外面与原土间用黏土填满、夯实以防地表水从该处渗入；为保证护筒内外水头压力差,护筒内水位应高出护筒外水位1.5m，护筒埋深应在3m以上，若成孔范围内有流塑性淤泥等软弱夹层应将护筒埋设穿过该软弱层;采用泥浆护壁时应保证泥浆符合规范要求,成孔后清孔所用泥浆比重、胶体率、含沙率以及沉渣厚度等应符合规范要求;导管安装后应进行二次清孔，并用测绳测量孔底沉渣，清孔后应及时灌注混凝土以免时间过久孔底沉渣增厚[2]。

2.2 材料控制

混凝土粗骨料最大粒径不应大于导管内径的1/8～1/6，以及钢筋最小净距的1/4，并不应超过40 mm；在混凝土拌和前应检查水泥是否存在结块现象,若在冬季施工在拌和前应将细集料过筛以免因细集料冻结成块而堵管;所用混凝土坍落度应在18～22 cm范围内，混凝土拌和物应有良好的和易性。

2.3 导管控制

各节导管的接头安装所用胶垫和法兰的对接位置应预先试拼并做好标记,导管安插时应按照试拼的状态对号拦装，所有法兰盘接头均需垫入5～7mm厚的橡胶垫圈，在安装时应对正放平、拧紧螺栓以防漏水；最下节导管的长度应长一些，底端不应带法兰盘以便在混凝土内更容易拔起，每节导管的长度应统一以便于丈量长度,在导管使用前应做好水密性试验。

2.4 混凝土灌注

为保证首批混凝土灌注后导管的埋设深度,应在现场设置两条运输通道并保证前两辆运输车同时从两条便道运送混凝土来保证灌注的连续性。送至灌注点的混凝土应检查其均匀性和坍落度，若不符合要求应进行二次拌和，若仍不符合要求则不得使用。首批混凝土灌注后应连续灌注，并应控制导管埋深在2～6m范围内。应严格控制每一料盘混凝土的和易性及坍落度，对不和适宜的坚决不用；应严格控制外加剂掺量及搅拌时间以使外加剂充分融合,夏季施工时应采取必要措施给混凝土降低温度。

[1]杨华全.水工混凝土研究与应用[M].北京:中国水利水电出版社,2005,49～50.

[2]宋功业,邵界立.混凝土工程施工技术与质量控制[M].北京:中国建材工业出版社,2003.