钻孔灌注桩断桩成因分析与防治措施

在钻孔灌注桩施工过程中，成桩工序是最重要环节。这是因为在整个施工过程中，有60%～70%质量问题发生在这个阶段。在这个阶段中断桩是一种常见且危险非常严重事故。所谓断桩是指灌注完成后桩身某一截完全无连续性或出现蜂窝、局部加泥、局部砼不凝固等局部无连续性。断桩将造成重大质量事故，影响施工方案和施工进度，造成重大经济损失。为了减少经济损失和某些工程特殊性，往往要求断桩后在原桩位进展处理。因此，分析研究断桩发生原因并采取预防与处理措施非常必要。 1 产生断桩原因

清孔不彻底，一是因孔底沉渣过厚，二是因泥浆比重过大、含砂量高。孔底沉淀过厚，清孔系数m0值大大降低，桩尖处极限承载力降低，将形成废桩；泥浆比重过大、含砂量高，在灌注水下混凝土时，易造成钢筋笼外部无混凝土而形成局部断桩和产生夹层断桩。同时随着灌注进展，孔内泥砂逐渐沉积在已灌注混凝土顶面，并随混凝土上升而上升，造成混凝土顶面沉积泥砂过厚，灌注深度难以探测准确，易造成导管提漏形成断桩。

2. 灌注过程中坍孔和缩径

灌注过程中坍：一是由于清孔后泥浆比重不够及其泥浆性能指标不能满足要求，使孔壁未能形成坚实泥皮，孔壁坍塌、掉块；二是清孔后，河水、潮水上涨致使孔内出现承压水，或钻孔通过强透水层，孔内水流失后未能及时补水，造成孔内水头高度不够孔壁坍塌、掉块会造成断桩、夹层甚至埋管事故。

灌注过程中缩径往往是因为钻孔穿过地层中膨胀土〔软弱土〕层长时间浸水后膨胀，造成孔径缩小，产生局部断桩或夹层断桩。

导管是水下混凝土灌注主要设备，如果导管连接不直，接头处密封不可靠，漏气漏水，必然会使桩身存在气孔、缺陷、直至产生断桩。初灌时，如果导管底口距离孔底过近，一旦混凝土淹没底口，就会使混凝土流动速度大大减缓，致使灌注困难；假设距离过大，会造成混凝土离析，严重影响桩底混凝土质量。导管在混凝土内卖身过小，灌注时产生超压力和冲击力会大大增加，往往会使导管外混凝土面上浮泥皮、沉渣夹裹卷进混凝土内形成夹层；反之假设埋深过大，导管底口压力减小，管内混凝土不易流出，容易造成堵塞，甚至埋管事故。

初灌混凝土用量选择对整个桩灌注质量至关重要。初灌量缺乏，导管埋深过浅或未埋住，都会使导管进水，造成混凝土严重离析，形成断桩。如果初灌量过大，那么会使导管提升困难，影响后续灌注。

水泥初凝时间过短，灌注后期，首批灌注混凝土已初凝，混凝土流动性大大降低，而继续灌注混凝土冲破顶层而上升，在两层混凝土中夹存泥浆、渣土，甚至全桩夹有泥

浆、渣土而形成断桩。

骨料粒径偏大或河砂中夹有大粒径河卵石，致使灌注过程中，混凝土在导管中形成卡管。实际生产中由于气候等诸多因素影响，拌制混凝土含砂率、水灰比与实验室提供含砂率、水灰比存在较大偏差。混凝土和易性、流动性较差均易导致卡管。卡管时间处理过长将导致灌注时间过长，首批灌注混凝土已经初凝，易形成断桩。假设卡管后，用吊绳拌动导管，导管上安装附着式震捣器，用长杆冲捣导管内混凝土等方法后不能使导管内混凝土下落时，应当立即吊出导管，在已灌注混凝土顶面再次清孔后，重新灌注。

灌注中途停工过久，先灌入混凝土到达初凝失去了流动性而形成断桩。灌注过

程中混凝土拌和物从漏斗顶益出或从漏斗外掉入孔内，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，导致测深不准，误将导管提离混凝土面，孔内泥浆混入混凝土而造成断桩事故。提离导管过猛，导管内混凝土会急剧下降，并对混凝土面有一定扰动，假设将导管提离混凝土面，导管内混凝土会直接冲击浮浆造成断桩。在灌注过程中，当导管内混凝土不满，导管上部有空气时，整斗混凝土灌入漏斗和导管，管内空气来不及排出，在导管内形成高压气囊并挤出接头处橡皮垫，而使导管漏水，致使混凝土离析。假设进入泥浆多，离析发生到一定程度，离析出卵石易在口出现“架桥〞而堵管，以以致无法灌入，从而造成断桩事故。 2 预防措施

t/m3之间，含砂率小于4%。粘度试验中，泥浆通过漏斗粘度计时间是17s～20sd〔d为设计桩径〕，端承桩不大于50㎜。如厚度超过规定，需再次清孔，符合要求后立即灌注混凝土。

2.保持孔壁稳定，控制坍孔缩径

发现坍孔、掉块，应采取相应措施，如调整泥浆性能、保持水头压力或加大水头压力、移开重物或机械震动等，然后用吸泥机吸出坍入孔中泥土。如不继续坍孔，可以恢复正常灌注。如坍孔不停顿，坍孔部位较深，应该将导管拔出，重新填埋钻孔。

对于易产生缩孔地层，分析原因后确定处理方法，一般采用补焊钻头重新钻进以及在孔内抛填片石、粘土挤压软土地层进展处理，灌注时应快速进展。 3.选择质量可靠导管，导管埋深符合标准

为了防止导管漏水，下入导管前应仔细检查接头处橡胶密封圈和导管加工质量，以保证密封性能可靠。不同施工条件下导管及适用范围，可按下表1选择。导管埋深不能小于2m，最大不能大于8m，一般控制在4～6m，导管埋深值见下表2。 表1 导管选用 导管内径〔㎜〕 200 适用桩径〔㎜〕 600～1200 通过混凝导管壁厚〔㎜〕 土能力连接方式 〔m3/h〕 无缝钢管 钢板卷管 10 8～9 4～5 丝扣或法兰 备注 导管及连接密封不230～255 300 800～1800 ≥1500 15～17 25 9～10 10～11 5 6 漏水 法兰或插接 表2 导管埋深 导管内径〔㎜〕 200 230～255 300 适用桩径〔㎜〕 600～1200 800～1800 ≥1500 初灌埋深量〔m〕 连接灌注埋深〔m〕 正常埋深 最小埋深 桩顶部灌注埋深〔m〕 4. 保证混凝土质量，选择适宜初灌量

h水泥，对于桩较长，桩径大，灌注时间较长者，可在首批混凝土中掺入缓凝剂；严格控制粗骨料最大粒径不大于导管内径1/6～1/8或钢筋最小间距1/4，西骨料级配选择良好中砂，同时注意剔除细骨料中大卵石；努力降低实际生产与试验之间偏差，施工过程中要及时材料含水量检测，保证用水量和含砂率不致产生较大偏差，保证混凝土和易性和流动性，其坍落度控制在18㎝～20㎝之间。

mm，以便能放出隔水塞及首批混凝土。 5. 严格遵守操作标准

首批混凝土灌注正常后，应该连续不断灌注混凝土，严禁中途停工。混凝土上升速度不得小于2m/h。灌注时间必须控制在埋入导管中混凝土不丧失流动性时间内。灌注过程中，严格防止混凝土从漏斗中益处掉入孔内，使泥浆含有混凝土而凝结变硬，使得测量产生误差。严格控制导管埋深在4m～6m之间。在接近混凝土桩顶标高3m～5m时，使用钢管取样可准确检测混凝土外表深度，确保导管埋深。3 断桩处理措施 1.灌注初期断桩 1）气吸法处理

灌注初期混凝土尚未凝结时采用气吸法处理。如果在开盘后仅仅灌注了数米就因故停顿，而且确实在短时间内不能恢复灌注，那么应立即拔出导管，用气吸法吸渣，将孔内尚未凝结混凝土去除干净再重新灌注混凝土。 2〕 断桩冲碎法处理

断桩断桩冲碎法适用于孔内灌注混凝土已到达一定强度，无法采用气吸法处理时采用。首先考虑割除钢筋笼，趁混凝土强度低时采用冲击钻将混凝土及钢筋笼全部冲碎去除，钢筋冲碎后可用电磁铁吸除，再重新灌注混凝土。

采用以上两种方法处理不留后患，是早期断桩处理首选方案。 2 加套内护筒，清水接桩

灌注中止时，混凝土面离孔口缺乏20mm以去除外表混凝土，然后制作一条比现有护筒稍小而比钢筋笼直径稍大，尽量接近设计桩径钢护筒，从外护筒与钢筋笼之间放入

孔内，直至混凝土面。按施工惯例，护筒直径比设计桩径大20㎝以上，因此内护筒直径可以比设计直径稍大，内护筒外焊定位筋，防止内护筒偏位。如放入有困难，可用震动锤协助打入，再将孔内泥浆换成清水，由潜水员潜入护筒底，将钻头周围未能去除干净混凝土浮渣凿除，最后在清水条件下第二次灌注水下混凝土。 3 旋喷帷幕法

在断桩周围，打一周互相交联旋喷桩，形成一圈封闭防渗帷幕，在钻孔内进展人工开挖，清理凿除石渣、淤泥和断桩混凝土外表，然后浇注混凝土。机械震捣密实完成接桩。

4 完毕语

钻孔灌注桩施工由于受诸多因素影响，生产断桩不可防止，我们要掌握发生断桩因素，对断桩进展合理分析，在施工中加以科学预防，尽量减少断桩发生，以确保工程质量。