建筑设计论文:钻孔灌注桩断桩的原因与处治措施

　　钻孔灌注桩断桩的原因与处治措施
　　陆秉强
　　（广西市政工程有限公司广西南宁，530021）
　　摘要：本文结合多年的施工经验，对钻孔灌注桩断桩的原因进行了分析，并针对原因，提出有效预防措施和在桩基施工中处理断桩的几种方法。
　　关键词：钻孔灌注桩断桩原因处治措施
　　混凝土灌注桩以其承载力大，施工简单，造价低等特点，越来越多地被广泛运用于各种桥梁和高层建筑的基础中。但是由于钻孔灌注桩属于隐蔽工程，施工时受人、机、料、法、环诸多因素影响，其中只要任一环节处理不好都可能引起断桩。一旦断桩对工程的工期影响较大，处理的费用较高。因此下面结合多年的施工经验，对建筑工程钻孔灌注桩断桩的原因进行了分析，并针对原因，提出有效预防措施和在桩基施工中处理断桩的几种方法。
　　一、常见的断桩形式
　　从目前情况看，常见的断桩形式一般有以四种：
　　1、混凝上桩体与基岩之间被不凝固。由于导管下孔距孔底过远或混凝上被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固而出现断桩现象。
　　2、桩身中段出现混凝土不凝体。受地下水活动的影响或泞管密封不良，冲洗液浸入使局部混凝土水灰比增大，也能产生断桩现象。
　　3、桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开。在浇注混凝上时，泞管提升过多，露出了混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，这些问题也是产生断桩现象的重要原因。
　　4、桩身出现空洞体。原因是未采用“回顶”法灌注，而是从孔口直接倾倒的办法灌注混凝土，产生离析，造成凝固后不密实，个别区段产生疏松、空洞现象。
　　二、产生断桩的原因分析
　　断桩作为产生严重质量事故的重要原因。对于诱发断桩的因素，我们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。一旦发生事故，就要及时采取补救措施。分析起来，断桩产生的原因有以下几个方面：
　　1、在灌注混凝土过程中由于测定已灌混凝土表面标高错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象，形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期，超压力不大或探测仪器不精确时，易将泥浆中混合的坍土层误认为是混凝土表面。因此，必须严格按照规程规定的测深锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。
　　2、在灌注过程中导管的埋置深度是一个重要的施工指标。由于导管埋深过大，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，加上导管采用已很落后且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时，因为连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。
　　3、产生卡管现象由于人工配料的随意性较大，如果责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出的混合料时稀时干。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；由于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，要严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，这是减少和避免此类断桩的重要措施。
　　4、坍塌
　　由于工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，有甚者分包或转包，施工者没有经验，在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等，造成类泥砂性断桩。这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例，较为严重，而且位置深、难处理。这些都是导致工期无限延期及经济浪费的重要因素。
　　5、特殊原因
　　由于导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行，井中水位突然下降等因素，都可能造成断桩。因此，认真对待灌注前的准备工作，这对保证桩基的质量是也十分重要的。
　　三、处理断桩的几种方法
　　1、断桩后如果能够提出钢筋笼，可迅速将其提出孔外，然后用冲击钻重新钻孔，清孔后下钢筋笼，再重新灌注混凝土。
　　2、如果因严重堵管造成断桩，且已灌混凝土还未初凝时，在提出并清理导管后可使用测锤测量出已灌混凝土顶面位置，并准确计算漏斗和导管容积，将导管下沉到已灌混凝土顶面以上大约10cm处，加球胆。继续灌注时观察漏斗内混凝土顶面的位置，当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间(此时漏斗内混凝土顶面位置可以根据漏斗和导管容积事先计算确定)，将导管压入已灌混凝土顶面以下，即完成湿接桩。
　　3、若断桩位置处于距地表10m以下处，且混凝土已终凝，可使用直径略小于钢筋笼内径的冲击钻在原桩位进行冲击钻孔至钢筋笼底口以下1m处，然后往孔内投放适量**，待钢筋笼松动后整体吊出或一根根吊出。然后再进行二次扩孔至设计直径，清孔后重新灌注混凝土。
　　4、若断桩位置处于距地表5m以内，且地质条件良好时，可开挖至断桩位置，将泥浆或掺杂泥浆的混凝土清除，露出良好的混凝土并凿毛，将钢筋上的泥浆清除干净后，支模浇筑混凝土。拆模后及时回填并夯实。
　　5、若断桩位置处于地表5m以下，10m以内时，或虽距地表5m以内但地质条件不良时，可做混凝土或钢筋混凝土护壁，采用挖竖井的方法开挖，清除泥浆及掺杂泥浆的混凝土，露出良好的混凝土面并对其凿毛，清除钢筋上泥浆，然后以混凝土管或钢管为模板浇筑混凝土。
　　6、若因坍孔、导管无法拔出等造成断桩而无法处理时，可由设计单位结合质量事故报告提出补桩方案，在原桩两侧进行补桩。
　　四、可采取的预防措施
　　1、材料方面
　　集料的最大粒径应不大于导管内径的1/6～1/8以及钢筋最小净距的1/4，同时不大于40mm。拌和前，应检查水泥是否结块；如果在冬季施工，拌和前还应将细集料过筛，以免因细集料冻结成块造成堵管。控制混凝土的坍落度在18cm～22cm范围内，混凝土拌合物应有良好的和易性。在运输和灌注过程中，混凝土不应有离析、泌水现象。
　　2、混凝土灌注方面
　　（1）制作钢筋笼时，为使焊口平顺，最好采用对焊的方法。若采用搭接焊法，要保证接头不在钢筋笼内形成错台，以防钢筋笼卡住导管。
　　（2）根据桩径和石料的最大粒径确定导管的直径，尽量采用大直径导管。导管的连接式最好采用丝扣式避免使用法兰盘式，如要使用法兰盘式要在法兰盘四周均匀布置斜向钢筋与导管焊接，减少提管后还应该建立复核和检验制度，尤其要记好每节导管的长度。
　　（3）若使用传统的运输车从拌合站运送混凝土，为保证首批混凝土灌注后导管的埋置深度，可在施工现场设置两条运输便道，前两辆运输车同时从两条便道运送混凝土，连续灌注。
　　（4）混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不能使用。
　　（5）下导管时，其底口距孔底的距离应不大于40cm～50cm(导管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中)。首批灌注混凝土的数量应满足导管首次埋置深度(不小于1m)和填充导管底部的需要。
　　（6）关键设备(如混凝土拌合设备、发电机、运输车辆等)要有备用，材料要准备充，以保证混凝土能够连续灌注。
　　（7）首批混凝土拌合物下落后，应连续灌注混凝土。在随后的灌注过程中，一般控制导管的埋置深度在2m～6m范围内为宜，要适时提拔导管，不要使其埋置过深。
　　（8）采用泵送混凝土时，严格控制每一盘料的和易性及坍落度，不合时宜的坚决不用；严格控制外加剂掺量及搅拌时间，以使外加剂充分融合；夏季施工输送管采取必要的翻晒措施来降低温度。
　　五、结语
　　实践表明，混凝土灌注桩工程是一个系统工程，我们只要在设计、施工工艺、材料选择能够充分考虑的各种因素的影响，同时分工明确，密切配合，统一指挥，快速、连续地施工，还是完全可以避免钻孔灌注桩断桩的出现。