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1、精选优质文档-倾情为你奉上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，成桩工序是最重要的环节。这是因为在整个施工过程中，有60%70%的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的事故。所谓断桩是指灌注完成后的桩身某一截完全无连续性或出现蜂窝、局部加泥、局部砼不凝固等部分无连续性。断桩将造成重大质量事故，影响施工计划和施工进度，造成重大经济损失。为了减少经济损失和某些工程的特殊性，往往要求断桩后在原桩位进行处理。因此，分析研究断桩发生的原因并采取预防与处理措施非常必要。1 产生断桩的原因1.清孔不彻底清孔不彻底，一是因孔底沉渣过厚，二是因泥浆比重过大、含砂量
2、高。孔底沉淀过厚，清孔系数m0值大大降低，桩尖处的极限承载力降低，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部分断桩和产生夹层断桩。同时随着灌注的进行，孔内的泥砂逐渐沉积在已灌注的混凝土顶面，并随混凝土的上升而上升，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的坍：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的泥皮，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
3、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的膨胀土（软弱土）层长时间浸水后膨胀，造成孔径缩小，产生部分断桩或夹层断桩。3.导管进水及埋身不合理 导管是水下混凝土灌注的主要设备，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；若距离过大，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，灌注时产生的超压力和冲击力会大大增加，往往会使导管外混凝土面上的浮泥皮、沉渣夹裹卷进混凝土内形成夹层；反之若埋深过大，导管底口压力减小
4、，管内混凝土不易流出，容易造成堵塞，甚至埋管事故。4.初灌量选择不当及混凝土质量不好初灌混凝土用量的选择对整个桩的灌注质量至关重要。初灌量不足，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，则会使导管提升困难，影响后续灌注。水泥初凝时间过短，灌注后期，首批灌注的混凝土已初凝，混凝土的流动性大大降低，而继续灌注的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的河卵石，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的影响，拌制的混凝土含砂率、水灰比与实验室提供的含砂率、
5、水灰比存在较大的偏差。混凝土的和易性、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。若卡管后，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，在已灌注的混凝土顶面再次清孔后，重新灌注。5.灌注时操作不当灌注中途停工过久，先灌入的混凝土达到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，导管内的混凝土会急剧下降，并对混凝土面有一定的扰动，
6、若将导管提离混凝土面，导管内的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的橡皮垫，而使导管漏水，致使混凝土离析。若进入的泥浆多，离析发生到一定程度，离析出的卵石易在口出现“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1.按规范要求清孔成孔后应立即进行清孔，而且清孔应尽量采用泵吸反循环清孔，反循环清孔时，泥浆上返速度快，孔底排渣较干净。泥浆的比重在1.051.20t/m3之间，含砂率小于4%。粘度试验中，泥浆通过漏斗粘度计的时间是17s20s。灌注前，必须对孔底沉
7、淀层厚度在进行一次测定，清孔后孔内沉渣厚度，摩擦桩不大于0.40.6d（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的泥土。如不继续坍孔，可以恢复正常灌注。如坍孔不停止，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行处理，灌注时应快速进行。3.选择质量可靠的导管，导管埋深符合规范为了避免导管漏水，
8、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。不同施工条件下的导管及适用范围，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46m，导管埋深值见下表2。表1 导管的选用导管内径（）适用桩径（）通过混凝土能力（m3/h）导管壁厚（）连接方式备注无缝钢管钢板卷管2006001200108945丝扣或法兰导管及连接密封不漏水230255800180015179105法兰或插接30015002510116表2 导管的埋深导管内径（）适用桩径（）初灌埋深量（m）连接灌注埋深（m）桩顶部灌注埋深（m）正常埋深最小埋深20060012001.22.03.04.0
9、1.52.00.81.223025580018001.01.52.53.51.52.01.01.230015000.81.22.03.01.21.51.01.24. 保证混凝土质量，选择合适初灌量选择初凝时间不小于2.5h的水泥，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的1/61/8或钢筋最小间距的1/4，西骨料的级配选择良好的中砂，同时注意剔除细骨料中的大卵石；努力降低实际生产与试验之间的偏差，施工过程中要及时材料含水量的检测，保证用水量和含砂率不致产生较大偏差，保证混凝土的和易性和流动性，其坍落度控制在1820之间。初灌时，应有足
10、够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，导管底口距离底高度应在0.30.5m，以便能放出隔水塞及首批混凝土。5. 严格遵守操作规范 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。混凝土的上升速度不得小于2m/h。灌注时间必须控制在埋入导管中的混凝土不丧失流动性的时间内。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4m6m之间。在接近混凝土桩顶标高3m5m时，使用钢管取样可准确检测混凝土表面的深度，确保导管埋深。3 断桩的处理措施1. 灌注初期的断桩1） 气吸法处理灌注初期混凝土尚未凝结时采用气吸
11、法处理。如果在开盘后仅仅灌注了数米就因故停止，而且确实在短时间内不能恢复灌注，则应立即拔出导管，用气吸法吸渣，将孔内尚未凝结的混凝土清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达到一定强度，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清除，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，是早期断桩处理的首选方案。2 加套内护筒，清水接桩灌注中止时，混凝土面离孔口不足20m，可采用一个比钢筋直径稍小的牙轮钻头，从混凝土面钻入1.0m以清除表面混凝土，然后制作一条比现有护筒稍小而比
12、钢筋笼直径稍大，尽量接近设计桩径的钢护筒，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，将钻头周围未能清除干净的混凝土浮渣凿除，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，打一周互相交联的旋喷桩，形成一圈封闭的防渗帷幕，在钻孔内进行人工开挖，清理凿除石渣、淤泥和断桩混凝土表面，然后浇注混凝土。机械震捣密实完成接桩。4 结束语 钻孔灌注桩施工由于受诸多因素影响，生产断桩不可避免，我们要掌握发生断桩因素，对断桩进行合理分析，在施工中加以科学预防，尽量减少断桩的发生，以确保工程质量。专心-专注-专业