探析引起钻孔灌注桩断桩的成因及预防方法

刘法雪 刘双

摘要：桥梁运输在我国交通事业中占有重要地位，钻孔灌注桩施工效率快、过程简单，在桥梁建设中发挥了重要作用，但是近年来钻孔灌注桩损坏事件频发，给桥梁的寿命和可靠性都造成了极大影响，其中断桩是影响最为恶劣的。本文分析了断桩多发的原因，并且给出预防措施的建议。

关键词：钻孔灌注桩;断桩;成因;预防方法

引言：

随着我国国民经济的快速发展，跨地区贸易和长途远距离贸易越发频繁。桥梁工程建设总量日益加大，施工技术不断更新。钻孔灌注桩技术因为其优异的适应性、高性能的承载力、抗震能力成为桥梁打桩阶段中常用的技术，它不仅质量可靠，而且操作过程简便、耗材较少，有利于施工单位降低成本，缩短工期，因此在我国桥梁基础工程建设中，钻孔灌注桩技术作用突出。但是它也存在诸多不足之处，比如钻孔灌注桩多见于地下环境，比较隐蔽，不容易控制观察，极易因重量过大发生断桩事故，造成施工单位的经济效益低下，更有甚者危害施工人员的生命安全。本文分析近年来我国钻孔灌注桩施工的经验和技术要领，以期给我国桥梁施工安全提升提供参考。

1.钻孔灌注桩断桩及其种类

灌注过程是钻孔灌注桩的基础环节，混凝土一次性灌注完成视为达到质量最好。断桩指的是土壤、砂石等杂质从中间将已经凝固混凝土阻断、隔开，使得桩体的截面受到破坏，出现混凝土的断面。断面有不同程度之分：第一种是完全式断桩，最常发生于灌注过程中，可以直接观察到，因此排查方便，影响也较小。第二种是夹层或酥心式断桩，需要到测桩时才能发现。[1]

2.钻孔灌注桩断桩原因分析

断桩发生后，混凝土的质量、坚固性极易下降，横截面的受损也导致桩体的承载力变差，可能导致断桩的原因有很多，主要有以下几个方面。

（1）混凝土灌注的时间过长，表面的混凝土与空气长时间接触，形成硬质壳层，后续二次填充将导致混凝土上升、突出，破坏硬壳，使得表层被泥浆砂石等杂质覆盖，这种现象在灌装过程中具有滞后性，通常在后期才会逐渐影响桩体质量。

（2）对孔深设计不合理，导管的放置位置测量不准。导管有时埋放位置过深容易导致混凝土终凝。埋藏位置过小，则容易使导管内压力不足，从而孔内泥浆等灌入，形成夹层。

（3）堵管处理不当。导管提升到最小埋放位置后，没有做好缓冲、猛地插入导管，使得导管内的混凝土下沉，与施工环境表面的泥土等杂质混合，形成杂质层。[2]

（4）混凝土严重漏水事故发生后，施工方未能及时将灌注的混凝土层处理干净，残留的混凝土块体影响后续施工质量。

（5）混凝土灌注过程中出现坍孔，发生井壁破裂或者桩体坍塌，清理不及时或者使用吸泥工具仍然无法清除，导致灌注过程中掺入泥石，影响混凝土浇灌后的加固。

（6）导管挂在钢筋结构架上，采取强制提升，导致导管破裂、滑脱。

（7）备用设施准备不全，导致混凝土灌注无法正常运行时，等待时间过长，混凝土先行凝固，发生初凝现象，后续浇灌不连续。

（8）混凝土浇灌过程中受到自然灾害等不可抗力因素影响，导致工期延长，灌注中止。

（9）在桩体钻孔过程中，由于钻机机器放置不符合规范，没有水平放置，机器摆动幅度过大，进而导致机器上端的设备灵敏度降低，操作不够规范，使得误差加大，最终发生扩孔或者坍孔，延长了混凝土的浇筑时间。

3.钻孔灌注桩断桩的处置措施

（1）在浇筑的初始阶段发生断桩事故时，应当趁桩孔中的混凝土没有开始初凝的时间，将泥质彻底清理干净，最终重新灌注。

（2）在距离地面深度不深，小于十五米时，可以用钢筋混凝土护筒设施插入地面，抽干泥水，开拓新的混凝土面积，按照无水混凝土的比例浇灌到设计标准。同时，若条件允许、断桩不严重，可以不加护筒，直接进行抽取，加快泥水的清理速度，防止新旧混凝土之间存在间隙。

（3）距地面较深时，要具体问题具体分析。对于断桩严重的桩体，要果断取出，重新制定。导管拔出后，要重新打孔，从新的孔中灌注混凝土。

（4）在最后测桩过程中出现的断桩事故，要及时进行修补。补桩过程比较复杂、繁琐，要先上报给上级部门，一般采用扁担桩、压浆修补强力的办法进行处理。首先钻两到三个孔，分别用来压浆和出浆。深度设置在修补位置下方一米左右，一般深度可到达基岩位置。用高强度的抽水泵向孔内输入大量的水，出现喷射后，在各个缺陷位置上下两个方向各自延伸五十米。等到高压水枪注入的清水将缺陷段的重点区域土层切割出泥水状，就用一孔进行切割，等到另一个孔有水漫出时则可以确认打通缺陷位置，换到下一个孔洞进行重复作业。钻孔之间全部连接通、出现水之后，压入清水利用高压水的动力将废渣排出桩体，当所有孔洞内都充满清水，则代表泥浆被清理完毕。进行下一步填充工作前，要使用专业的压浆泵将水灰比调整到1：0.8，形成純水泥浆，洞口使用专业的填充物进行围堵，孔内清水流出其他孔后，再倒入50%的水泥浆，等到其完全释放扩散后，停止压浆，使用碎石块进行封闭，并用麻袋规则放置，堵塞孔口。最后等水泥浆不再流动变成固体后，再钻入孔内、取出芯体确认强力增加的效果。[3]

4.钻孔灌注桩断桩的预防

（1）大型重要的设备（例如混凝土搅拌机、叉车）等需要有充分的数量，做好备份工作。建筑基础材料如砂石、泥浆、碎石块等要准备充分，保证作业开始后的混凝土连续浇灌。

（2）混凝土要求凝固性能好，坍落度适宜，满足复杂的浇灌作业，防止间歇时间长的补桩、补强作业无法及时完成。

（3）制作钢筋笼时，使用对焊办法来保证焊口的光滑、平整，采用搭接焊时，要保证焊接的位置在笼子内处于正确位置，防止导管被阻塞。

（4）导管的直径要依据桩体的直径和填充石料的宽度确定，在成本充裕的情况下，尽量采用大直径的导管，并做好排序、记录工作。导管装填完毕后，要建立二次检验规章制度。导管使用前，要对导管进行硬度和抗压实验。

（5）放置导管时，其中底子和孔底的距离控制在四十厘米以下。特别要注意的是，首批混凝土灌注后要盖过导管1米以上，保证深度和环境稳定。后续的浇灌，导管掩埋深度一般在二米到六米之间。

（6）在拔导管时要先测量混凝土的浇灌位置以及已经卸下的导管长度，禁止不经过测量计算，盲目上拔导管，造成损失。

（7）混凝土堵塞导管时，可以适当抖动导管，斜方向进行拔除和插入的动作，但要注意不可以将导管完全拔出水泥表层，通过缓慢和快速交替的频率，尝试将混凝土抖落出导管。对于长度较短的堵塞导管，可以用型钢疏通导管，也可以使用更加高效的振捣器，利用更加高频率的抖动机器来振动，疏通导管内部的混凝土，方便后续的作业，保证桩体内部的混凝土完整、不被阻断。

（8）钢筋笼卡住导管时，可以借助其他工具，通过多人合作来转动导管，，一般顺时针和逆时针旋转要组合使用，经过多次的尝试，通常可以使导管摆脱卡住的位置，最终使之脱离钢筋笼，可以自由活动。

5.结语

钻孔灌注桩施工方法简单，但是全程处于地下，不容易实时观察，属于隐蔽类工程，后续测试验收时，对于桩体的质量检验也比较麻烦，动测方法很大程度依靠计算机模型预先假设，依靠专业人员的经验来分析结果，假设性很强，准确性并不能保障。发现故障后，施工单位不要贸然处理，一定要上报监理，联合设计、检验等部门一起商讨、制定方案，尽可能减少断桩带来的负面影响。

参考文献：

[1]戴永玲.浅谈引起钻孔灌注桩断桩的成因及预防方法[J].工程技术，2018，14（02）：65.

[2]单奇伟，武玉清.钻孔灌注桩断桩成因及预防[J].桥梁隧道，2017，6（05）：263-264.

[3]刘勇.钻孔灌注桩断桩成因及预防研究[J].工程施工技术，2019，9（01）：119-120.