灌注桩断桩缺陷成因和防治

段 晓 强

(山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041051)

灌注桩断桩缺陷成因和防治

段 晓 强

(山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041051)

对灌注桩断桩缺陷的形成原因进行了分析，同时对原位复桩、接桩、高压注浆补强法、扁担桩等灌注桩的断桩处理方法进行了介绍，并总结了其预防措施，以减少灌注桩断桩现象的发生。

灌注桩，断桩，成因，预防

由于灌注桩基础具有成本适中、适应性强、施工工艺成熟等特点，在我国的桥梁建设中得到了广泛应用。针对其特点，灌注桩大量应用在地质复杂、水源丰富地段。但由于灌注桩属于隐蔽工程，施工多为地下作业、水下作业，施工过程中观察困难，桩孔和桩身质量无法直观检验，在施工过程中如果遇到地质灾害或施工工艺控制不严，就容易产生断桩，造成较大的经济损失。本文依据桥梁施工规范，结合本人历年来的施工经验，对灌注桩断桩的形成原因、处理办法以及预防措施进行了分析、归纳和总结。

1 断桩的成因分析

1)混凝土原材不合格，混凝土拌和不合格，极易造成混合料级配差，坍落度过大或过小，和易性、工作性差。坍落度过大时，尤其运输或等待时间过长等原因，未经二次拌和，会产生严重的离析现象，骨料、浆体分离，浆体润滑作用减弱，使粗骨料极易相互挤压，在导管底部不能同浆体同时翻起，积存于导管中，最终导致阻塞导管；坍落度过小或石料粒径过大时，混凝土流动性差，也会导致混凝土无法顺利翻起，导致堵管的发生，最终导致断桩。2)在钢筋笼制作过程中，主筋采用电弧搭接焊，钢筋拼组成笼时不注意调整使得主筋搭接错台对向桩体圆心方向，在灌注混凝土时拔导管过程中，钢筋笼挂住管口法兰盘，使导管无法提起，造成混凝土灌注中断，从而形成断桩。3)在下导管前，导管没有进行泌水性试验或泌水性不合格就直接下入孔中，导致导管密封不严，气密性差，泥浆向管内渗漏，在混凝土中形成夹层，造成断桩。

4)因工程地质情况较差，施工时重视不够，护壁材料侧壁支撑力较弱，出现流砂等地质灾害；或在灌注过程中，由于孔口周围机械施工等对孔壁形成扰动等原因，造成孔壁受力发生坍塌事故；或在混凝土灌注过程中发生坍孔。上述原因均可造成类泥砂性断桩。5)在下放导管过程中测量或计算错误，导致导管总长度不足，导管底口距孔底落差过大，首批混凝土灌入后不能将导管底口全部掩埋，使得泥浆倒灌入导管中；或者在灌注过程中，由于施工人员大意或计算错误在拔导管过程中，将导管提拔过量，使导管底口拔离混凝土面，使得泥浆倒灌入导管中；或者导管提拔不及时，致使管口埋置过深，混凝土灌注时间过长，使灌注的混凝土与导管壁产生较大摩擦力，导致导管无法拔出；或者用力过大将导管接头拉断，导管报废。以上因素均可造成断桩。6)由于机械故障、停电、天气突变等因素造成灌桩作业中断，间隔时间超出混凝土的初凝时间即形成断桩。

2 断桩的处理方法

2.1 原位复桩

对刚开始灌注或灌入量不大且钢筋笼尚能够提出时发现断桩，可立即将钢筋笼提出孔外，然后用钻机对已灌注部分桩身重新成孔，钻孔完成后再按照正常程序进行清孔、下放钢筋笼、下导管、灌注混凝土。对钢筋笼不能拔出的断桩，应立即采用黏土回填夯实，待回填完成后，在原桩位重新钻孔。

2.2 接桩

如果断桩位置在距地面较近或落差在5 m以内且地质条件比较好时，可采用泥浆泵把孔内泥浆抽完，借助钢筋笼的支护安排人工下到孔内将孔内剩余的泥浆和掺杂泥浆的混凝土清除，并用高压水将钢筋上的泥浆清除干净后，破除顶部200 mm～300 mm混凝土且露出干净密实的混凝土面，并将混凝土碎渣和泥浆清理、清洗干净，然后用灌注旱孔的方法浇筑至桩顶标高。如果断桩位置在距地面以下5 m～10 m处，或者距地面5 m以内但地质条件不好时，可用挖机在断桩处，开挖至断桩位置，人工清理出断桩部位泥浆和掺杂泥浆的混凝土，将混凝土面凿干净，清理完成后支模浇筑混凝土，拆模后及时回填并夯实；或者将比桩径略大的混凝土管沉至断桩位置以下，用泥浆泵把孔内泥浆抽完，人工清除断桩处泥浆和掺杂泥浆的混凝土及钢筋上的泥浆，并将混凝土面凿干净，然后以混凝土管为模板浇筑混凝土。

2.3 桩芯凿井法

这种方法适用于桩径较大的断桩处理(D≥1.2 m)，其原理就是在缺陷桩的中心部位利用风镐或水钻人工开凿一个小直径的圆柱孔，深度要超过缺陷部位以下2 m，然后清理孔内杂物，放置钢筋笼，浇筑膨胀混凝土，将缺陷部位上下段桩体连接成整体，达到补强的效果。此方法的难点在于人工开凿圆柱孔，因此效率极慢。

2.4 高压注浆补强法

此方法适用条件是桩身混凝土出现蜂窝、离析、松散、强度不够及桩长不足等情况。该方法利用抽芯法检测的原钻孔，进行封闭式的压注纯水泥浆液，使桩身局部破碎、松散、胶结不好的混凝土的空隙注满水泥浆液，令其重新进行胶结，并与胶结完好的混凝土形成一个受力整体，加强桩身整体强度。

2.5 扁担桩

桩基施工完成后，混凝土已达到一定强度，在桩检过程中发现断桩且上述方案均不适用时，可考虑在缺陷桩两侧各增加一根灌注桩，两根新桩对称分布在缺陷桩两侧，并用承台将三根桩基连成整体，形成“扁担”结构，共同承受上部荷载。

3 断桩的预防措施

3.1 材料方面

拌和前，试验人员应检查原材料指标是否合格，混凝土配比是否合格。在混凝土拌和时，指派专人严格控制混凝土拌合料的坍落度和和易性，混凝土混合料的灌注坍落度应控制在180 mm～220 mm范围内，混凝土的出厂坍落度应充分考虑温度、运距、时间等因素造成的损失。

3.2 混凝土灌注

1)在钢筋笼制作时，为保证主筋接头焊口平顺，主筋接头应顺钢筋笼圆周方向排布，避免在钢筋笼内圈形成错台，防止主筋接头钩挂导管。2)灌注桩灌注宜采用钢导管，导管内径一般宜为200 mm～350 mm，接口宜选用套管螺栓接口。使用前对每节导管进行编号，并详细记录、制表，以供施工时随时查询；使用前，应进行水密承压和接头抗拉试验，以防导管渗漏。3)灌注前应根据灌注混凝土数量和灌注速度来配备施工机具设备，设备的性能应满足灌注的连续性，主要设备应有备用设备(如混凝土拌和设备、发电机、运输车辆等)。4)在下放导管过程中，其导管底口距孔底应控制在40 cm～50 cm。首批灌入的混凝土数量应保证导管底口埋置深度超过1 m。5)当混凝土运输到施工地点时，应由试验人员重新检查混合料的和易性和坍落度等，如不合格，不得使用。6)混凝土灌注时，为保证首批混凝土灌注后导管的埋置深度，可根据桩径选用合适容量的料斗，并在料斗口设置封堵盖，待料斗内混凝土放满后，抽取封堵盖，并同时开放混凝土运输车放料口，保证首批混凝土的连续性。必要时，待两辆运输车到位后，再开始灌注首批混凝土。7)在灌注混凝土的过程中，应保证孔内的泥浆高度；导管的埋置深度应控制在2 m～6 m，并随时测量孔内混凝土面的高度，计算提拔导管高度，及时调整导管埋置深度，避免导管埋置过深或过浅，造成断桩。

4 结语

灌注桩是一项工序看似简单，工序之间却紧紧相扣的难点工程，在历年的桥梁施工中，断桩问题时有发生，究其原因主要有两方面：地质因素和施工因素。只有秉持准备充分、工序严谨、动态跟踪、遇事不惊、处事稳重的理念，方能运用自如、游刃有余，避免发生质量事故，减少不必要的经济损失。

[1] JTG D63-2007，公路桥涵地基与基础设计规范[S].

[2] JTG/T F50-2011,公路桥涵施工技术规范[S].

On reasons for broken pile defects of bored piles and their prevention

DUAN Xiao-qiang

(ShanxiNo.2RoadandBridgeEngineeringCo.,Ltd,Linfen041051,China)

The paper analyzes the reasons for broken pile defects of bored pile, introduces its treatment methods for primary pile, pile extension, the high-pressure grouting reinforcement methods and shoulder pole pile, and sums up some prevention measures, so as to reduce the broken piles for the bored piles.

bored pile, broken pile, reason, prevention

2014-07-15

段晓强(1982- )，男，助理工程师

1009-6825(2014)27-0103-02

TU473.14

A