钻孔灌注桩断桩原因分析及防治方法

阴红亮

【摘 要】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橋梁及其它工程领域。但是在施工过程中断桩现象时有发生，如果处理不当会造成大量的资源浪费和工期延误，损失巨大。本文就钻孔灌注桩断桩的原因及处理措施作了简要分析。

【关键词】钻孔灌注桩；断桩；原因分析；处治

一、常见的断桩形式及形成的原因

断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中，泥浆或砂砾进入混凝土中，把灌注的混凝土隔开并形成上下两段，造成混凝土变质或截面受损，从而使桩不能满足受力要求。断桩的形式一般有以下几种。

（一）桩身断面中出现非砼夹层。

此种断桩形式可发生在桩身的各个断面上，夹杂物有可能是泥浆，也可能是砂石、土块等，发生这类现象的原因一般是因为混凝土灌注不顺利，用减小导管埋深的方法来减小翻浆压力，或因为计算导管埋深错误而造成导管埋深太浅甚至使导管底口脱离混凝土面，孔内泥浆侵入桩身混凝土中形成夹层。因地质情况不良，在桩基混凝土灌注过程中发生小范围塌孔，因坍塌量不大不易察觉，没及时进行处理，使坍塌物夹杂在混凝土中形成断桩。

（二）桩身断面中出现松散砼夹层

同样，此种断桩形式亦可发生在桩身的各个断面上，多数情况是因为导管密封不严或导管多次使用后磨损严重出现砂眼，此时又未能及时进行气密性试验检验并更换导管，从而导致导管漏水，水侵入混凝土中，造成混凝土离析，这时混凝土中的粗骨料会堆积在一起形成松散层。有时因混凝土塌落度过大也容易使混凝土产生离析而形成此种断桩。

（三）桩底砼强度不合格

此现象多因孔底沉渣厚度控制不严或测量不准，使沉渣厚度超出设计规范允许范围，首盘混凝土不能将沉渣全部冲积悬浮起来，有部分沉渣混合到混凝土中而降低了混凝土强度。此种断桩在端承桩中尤为严重。

（四）因灌注过程中断而断桩

导致灌注中断的原因很多，如卡管、堵管、埋管、机械故障、混凝土供应不及时甚至中断等。卡管一般是导管接头挂到钢筋笼的箍筋上，上下不得；堵管是因为混凝土长时间停留在导管中不活动达到初凝状态，或因混凝土离析，粗骨料聚集、挤压在一起，从而将导管堵死；如果混凝土供应不及时，导管长时间停留在空中且不活动，孔中混凝土达到初凝状态而将导管禁锢在混凝土中，或因导管埋深太长，混凝土压力和吸附力太强而使导管无法拔出，即造成埋管现象。以上各种情况都会造成混凝土灌注过程中断，从而发生断桩事故。

二、预防断桩的措施

断桩是严重的质量事故。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的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。

（一）合理选取泥浆指标

钻孔桩一般是采用泥浆护壁，泥浆性能的好坏将直接影响钻孔质量。开孔前，首先要根据地质情况选取相应的泥浆指标来配置泥浆，泥浆一般用膨润土或较好的黏土配置，配置好的泥浆各性能指标如下：

泥浆比重：正循环旋转钻机、冲击钻机使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重为1.1-1.3；冲击钻机使用实心钻头钻孔时，孔底泥浆比重砂黏土不宜大于1.3，大漂石、卵石层不宜大于1.4，岩石不宜大于1.2；反循环旋转钻机入孔泥浆比重可为1.05-1.15。

黏度：一般地层16-22s，松散易塌地层19-28s。

含砂率：新制泥浆不大于4%。

胶体率：不小于95%。

PH值：应大于6.5[2]。

（二）导管试拼、试压

导管宜选用螺纹丝扣连接形式，连接牢固且操作方便，尽量不要选用法兰盘连接形式的导管。施工前先要进行导管的试拼、试压试验，以检验导管连接是否牢固以及气密性。试拼时，将全部导管按自下而上的顺序进行编号并标示尺度，导管组装后的轴线偏差不宜超过钻孔深的0.5%并不宜大于10cm；试压压力为孔底静水压力的1.5倍。

（三）控制孔的倾斜度

如果钻孔的倾斜度太大，则钢筋笼的倾斜度也会很大，灌注混凝土时，在孔口看来导管位于孔中心，但在孔底，导管可能已偏离钻孔中心，上下提升导管时，导管的接头处就可能挂到钢筋笼上，在混凝土的挤压作用下甚至会和钢筋笼卡死，造成卡管，所以要控制钻孔倾斜度和钢筋笼倾斜度均不大于1%。

（四）孔底沉渣

钻孔桩钻孔完成后要进行清孔，灌注混凝土前允许沉渣厚度要符合设计要求，设计未规定时，柱桩不大于10cm，摩擦桩不大于30cm。如果沉渣太厚，首盘混凝土无法将全部沉渣翻起，甚至导致沉渣混入混凝土中，造成成桩后底部混凝土强度不够形成废桩。

（五）控制砼质量

水下混凝土要求具备良好的和易性和流动性，塌落度控制在180-220mm之间，所用水泥的初凝时间不应早于2h，粗骨料最大粒径不宜大于导管内径的1/4或钢筋净距的1/4。

灌注混凝土施工必须由经验丰富、熟练的工人操作，拆换导管要快速；配备足够的混凝土运输罐车，确保混凝土供应连续、及时，尽量缩短灌注时间。

（六）制定应急预案

混凝土灌注施工前对各种可能发生的意外情况要有详尽、切实可行的应急预案，一旦意外情况发生，可以实施相应的应对措施，在最短时间内恢复施工。

三、断桩后的处理措施

钻孔桩施工过程中虽然进行了严格的质量控制，但也难免出现各种意外情况而发生断桩事故。如果事故发生后能及时采取正确的处理措施，就可以将损失降到最小。

（一）施工过程中的断桩

1.在砼初灌阶段

在桩基混凝土初灌阶段，因为塌孔或卡管等原因造成混凝土不能继续灌注，或首盘混凝土封底失败，此时孔内混凝土不多，且一般还未初凝，应立即借助导管接泥浆泵进行反循环清孔，若用导管不能清出，可将导管、钢筋笼拔出，使钻机就位用钻机进行清孔，将孔内混凝土或坍塌物清除干净，检查桩孔合格后，重新吊放钢筋笼，灌注混凝土。

2.已灌注较多砼的情况

如果灌注施工已经持续了一段时间，孔中混凝土较多或已经接近设计标高，却因意外事故导致灌注中断且短时间内无法恢复，可判定已形成事实断桩，此时可停止灌注，拔出导管，采取接桩措施。

（二）检测出的断桩

1.桩底砼松散或桩身有松散夹层

这类断桩可采用注浆补强法进行处理，即用钻芯机在桩身中钻两个之间10cm、间距30-40cm的注浆孔，直至缺陷位置，任选其中一个注浆孔注入高压水，从另一注浆孔排出，将缺陷位置的松散物冲洗干净，最后选用与桩身混凝土同标号或高一标号的水泥浆进行高压注浆。此方法操作难度较大，一要准确测定缺陷位置的标高，二要严格控制钻孔的垂直度，稍有偏差就会钻到桩身以外，从而无法达到处理效果，较适合大桩径、短桩长的桩基。

2.问题特别严重的桩

对于桩身断层较多或较长，或桩身混凝土大范围强度不合格的桩，需将原桩彻底清除，在原位复桩。清除原桩可用冲击钻。对于群桩基础，可在征得业主单位和设计单位同意的前提下，经过重新设计复核后进行补桩，补桩后一般还要调整承台尺寸。此两种方法施工难度大、耗时长、费用高，一般只在其他处理措施无效的情况下采用。

四、结论

钻孔桩施工中的质量问题重在预防，虽然断桩的产生有着很多原因，只要我们认真分析清楚断桩产生的原因，找出相应的预防措施，断桩是可以避免的。而一旦发生断桩，要尽快、果断的采取相应的处理措施，越早处理损失越小。

【参考文献】

[1]丁先武，韦俊永.桥梁钻孔灌注桩发生断桩的原因及处理方法[J].建材技术与应用.2003，5：42-43