浅析灌注桩断桩产生的原因及预防措施

邹贤伟

摘要：根据不同的土质和地层特点，在桥梁工程的设计、施工中经常采用灌注桩基础，它的优点很多：承载力好，简化施工，缩短工期，降低了工程造价，所需设备简单，操作方便。但施工过程中断桩问题一直是困扰施工单位的难题。本文通过对灌注桩产生断桩原因的分析，提出在施工过程中应采取的预防措施及相应的解决方法。

关键词：灌注桩断桩；产生原因；预防措施；解决方法

1引言

目前，桥梁工程的设计、施工中经常采用灌注桩基础，因为它的优点很多：承载力好，简化施工，缩短工期，降低了工程造价，所需设备简单，操作方便。但施工过程中断桩问题一直是困扰施工单位的难题。下面就灌注桩断桩产生的原因及解决方法作以下几点论述。

2断桩产生的原因

所谓断桩是指泥浆与水泥砂浆混合物把灌注桩的上下段混凝土隔开，使混凝土变质或截面受损，成为断桩。断桩是施工过程中严重的质量问题，如不作妥善处理，桩不能使用。因此灌注时要十分注意防止断桩。断桩的常见原因有以下几种：

2.1灌注时间长，表面混凝土流动性差，导管埋深浅，继续灌注的混凝土冲破表面层而上升，将混有泥浆的表层覆盖、包裹，就会造成断桩或桩身夹泥。

2.2导管提升过猛使混凝土卡管时，往往采用抖动导管的办法来迫使导管内混凝土下降，此时导管没有提离混凝土表面（只是埋深变浅），则可能有泥浆混入，形成桩身夹泥。如导管提离混凝土面太大，就成为断桩。

2.3测深不准，由于把沉积在混凝土面上浓泥浆中可能含有的泥块误认为混凝土，错误地判断混凝土表面高度，使导管提离混凝土面成为断桩。由于拆除导管的尺度时的统计错误，也会发生这种事故。

2.4灌注中途，混凝土卡管或导管严重漏水，需拔出导管才能处理，也将形成断桩。

2.5突然停电，现场没有配备发电机或发电机也突然发生故障，搅拌设备或吊机突然损坏，浇灌过程中突然暴雨无法继续浇灌等等，使中途停顿时间太长，不得不将导管提离混凝土面形成断桩。

2.6混凝土灌注过程中孔壁发生坍塌。

2.7混凝土灌注前泥浆比重、含砂率过大或泥浆的粘度过小，在灌注过程中泥浆或砂发生大量沉降，致使导管在混凝土中的埋置深度过小。

2.8混凝土的离析导致混凝土的强度降低，严重的也会引起断桩。混凝土离析产生的原因：灌桩用混凝土灌注前本身就发生了离析。混凝土灌注过程中导管内进水，使水泥和骨料之间发生了分离。灌注过程中导管在混凝土中的埋置深度过小，首批混凝土中已被泥浆离析的部分混凝土没有上翻而留在桩的内部。

3预防措施

为了防止断桩、夹泥事故，施工中要采取如下的有效的预防措施：灌注前清孔要彻底，确保泥浆比重、含砂率、粘度达到规范要求，即泥浆比重控制在1.03-1.1之间，太小容易坍孔，太大不易翻浆：含砂率控制在2％以内，否则容易发生沉淀；粘度控制在18－20Pa.S之间，太小容易沉淀，太大混凝土翻浆难度增大。灌注时速度要快，要求施工单位连续进行，不能间歇，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间，保证在适当的灌注时间内灌注完毕，尽可能减少孔壁在小比重的泥浆中的浸泡时间；提升不可过猛，若遇堵管应尽量不采用将导管提出的办法解决；要准确测量混凝土面，要保证设备的正常工作，要有备用设备，要注意天气预报，合理安排灌注时间。另外要保证足够的混凝土拌和时间。拌和好的混凝土应尽快进行灌注，如运距较远，所需等待时间较长，一般长于30分钟，就必须采用混凝土罐车运输，并且运输过程中混凝土罐应低速转动。导管首次使用前，应做水密承压和接头抗拉试验，并对导管按联结顺序依此编号，确保导管使用过程中不漏水、不进水并有足够的抗拉能力。导管安装时各管节不可混用，应按编号依此联结，并且联结要牢固，避免使用中引起松动，导致进水。雨季施工尤其暴雨季节，要采取防雨措施，以防雨水由漏斗淋入导管。

4解决方法

当灌注中途导管因上述原因提离了混凝土面而形成了断桩，如混杂泥浆的混凝土层不厚，能将导管插入并穿透此层到达完好的混凝土内时，则重新插入导管。但灌注前均应将进入导管内的水、沉淀土用吸泥和抽水的方法抽出。由于不可能将导管内的水完全抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥量稠度，以后的混凝土可恢复正常的配合比。若混凝土面在水面以下不很深且尚未初凝时，可于导管底部设置隔水层塞，将导管重新插入混凝土内，导管上面要加压力，以克服水的浮力，导管内装满混凝土后，稍提导管，利用混凝土自身重力将底塞压出，然后继续灌注。

断桩位置较深，断桩处承受的弯矩不大，且断桩处以上已灌注混凝土时，可用压浆补强的方法处理。其做法是：

4.1先用小型钻机沿桩身钻一探孔，探明断桩位置，另在探孔不远处，再沿桩身钻一孔，一个用作进浆孔，另一个用作出浆孔。孔深要求达到补强位置以下最少1m；

4.2用高压水泵向一个孔压入清水，压水不宜小于0.5-0.7mPa,将夹泥和松散的混凝土碎渣以另一个孔中冲出来，直到排出清水为止；

4.3用压浆泵压浆，第一次压入水灰比为0.8的纯水泥稀泥（宜用425号水泥），进浆管应插入钻孔1m以上，用麻絮填塞进浆管周围，防止水泥浆由进浆管口冒出，等孔内原有清水由出浆口冒出时，停止压浆，用碎石将出浆口封填，并用麻袋堵实；

4.4 最后用水灰比0.4水泥浆压入，并增大灌浆压力至0.7-0.8mPa,稳定闷浆20-25分钟，压浆工作即可结束。待水泥浆硬化，应再作一次钻孔取芯，检查补强效果，如断桩、夹泥情况排除，认为合格后，可交付使用。

断桩位置不是很深但也有一定深度，该处承受较大的弯距，且断处以上已灌注混凝土时，为了加强其处理后的抗弯性能，则按照上述方法沿桩身钻的孔要大些，穿过断处要深些。用高压水冲洗后，在此孔中插入钢轨或钢筋簌，然后按上述办法压浆填满。

当由于混凝土离析原因产生的断桩时：进行如下处理，如果离析断距桩顶小于10米且桩径大于100公分时，可采用人工对桩心混凝土进行凿处。清除离析混凝土后，在按立柱混凝土施工工艺进行桩心混凝土浇注。如果离析段距桩顶大于10米或桩径小于100公分时，可采用钻芯机将桩心混凝土逐渐取出，再重新灌注或用岩石钻钻掉、回填，重新钻孔灌注。

结束语

断桩是灌注桩施工过程中经常出现的质量问题，近年来，笔者根据厦门市各施工单位在灌注桩施工过程中的经验，经研究而总结出上述断桩事故的解决方法，我相信随着施工工艺的不断进步，断桩问题还会产生更好的解决方法。