桥梁钻孔灌注桩断桩事故预防和处治措施

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桥梁钻孔灌注桩断桩事故预防和处治措施　　摘要:钻孔灌注桩作为一种常见的深基础形式，以其施工简便、适应性广、承载力高、稳定性好、沉降量小、成本适中及工期短等优点被广泛应用于桥梁及其他工程领域的基础施工中。但由于钻孔灌注桩是在地下或水下进行的，属于隐蔽工程，质量控制难度大，断桩事故在施工过程中时有发生。因此，必须充分重视钻孔灌注桩的质量控制问题，并从桩基地质、钻孔工艺、护壁施工、钢筋笼吊装、混凝土配制、灌注等各个施工环节上严格监控管理，尽量避免断桩事故发生及减少断桩事故造成的损失。本文针对断桩事故相关的多种影响因素，进行原因分析，并提出了相应的预防及处治措施，以供类似工程参考借鉴。关键词:桥梁钻孔灌注桩断桩事故原因分析预防处治PreventionandDisposalMeasuresofBridgeCast-in-placeBoredPileBreakingHEXiao-ping(SinoydroCorporationEngineeringBureau15Co.，LtdXi’an710065)Abstract:Asacommonformofdeepfoundation，cast-in-placeboredpilearewidelyusedinbridgesandotherengineeringfieldsoffoundation25 construction，withitsadvantagesbythatisconvenientconstruction，extensiveadaptability，highbearingcapacity，goodstability，smallsettlement，moderatecostandshortconstructionperiod，etc.Butduetotheconstructionofcast-in-placepile，whichbelongingtoconcealedwork，iscarriedoutundergroundorbeneaththewatertable，qualitycontrolisdifficult，pile-breakageaccidentfrequentlyoccursintheprocessofconstruction.Therefore，wemustpayfullattentiontoqualitycontrolproblemsofcast-in-placeboredpile.Inordertoavoidpile-breakageaccidentandreducelossaspossible，wemuststrictlycontrolandmanageeachconstructionlinkfromfoundationgeology，boreholetechnological，panellingconstruction，reinforcedcagehoisting，concretemixture，perfusionandsoon.Inthispaper，manyrelatedinfluencingfactorsofpile-breakageaccidentwereanalyzed，andthecorrespondingpreventionanddisposalmeasureswereproposed，whichwillsupplyreferencetothesimilarprojects.keywords:bridge;cast-in-placeboredpile;25 pile-breakageaccident;analysisaboutcauseofformation;prevention;disposal中图分类号：U443.15+4文献标识码：A1、前言随着现代桥梁钻孔灌注施工机械的不断改进和施工技术的不断发展，钻孔灌注桩作为一种常见的深基础形式，以其施工简便、适应性广、承载力高、稳定性好、沉降量小、成本适中及工期短等优点被广泛应用于桥梁及其他工程领域的基础施工中。但由于钻孔灌注桩是在地下或水下进行的，属于隐蔽工程，影响灌注桩施工质量的因素很多，处理不当很容易引起断桩，造成不必要的损失。因此，必须充分重视钻孔灌注桩的质量控制问题，并从钻孔灌注桩的桩基地质、钻孔工艺、护壁施工、钢筋笼吊装、混凝土的配制、灌注等各个施工环节上严格要求，精心组织，尽量避免断桩事故发生及减少断桩事故造成的损失，以利于工程顺利进展。以下就断桩事故相关的影响因素，作一简要的原因分析，并结合自己以往的工程实践介绍一些有关断桩事故的预防及处治措施，供同行参考借鉴。2、常见的断桩形式及影响因素2.1常见的断桩形式从目前掌握的情况来看，钻孔灌注桩发生断桩事故，主要有以下六种表现形式：25 （1）混凝土桩体与持力层之间沉渣厚度过大，桩底形成松软层；灌注桩成孔后，清孔不符合规范要求，沉渣层的厚度超标就开始灌注混凝土或者由于测量不准确，致使混凝土桩体与持力层之间的沉渣厚度过大，从而在桩底形成一松软层。（2）混凝土桩体与持力层之间被未凝固的混凝土疏松体充填；由于导管下口距孔底过远，混凝土灌注后分散且与泥浆混合，造成混凝土桩体与持力层之间的混凝土不凝固。（3）桩身中段出现混凝土未凝体或薄弱层；受地下水活动及导管密封不良影响，地下水或泥浆浸入混凝土中使桩身局部混凝土水灰比增大，导致混凝土强度降低，形成未凝体或薄弱层；或者是由于吊装钢筋笼时没有垂直下放，破坏了泥浆护壁层而造成灌注塌孔所致。（4）桩身中某一截面岩渣、泥石沉积成层，将混凝土桩上下分开；在灌注混凝土过程中对桩孔深及导管的埋置深度量测不准，致使导管提升量过大而露出了混凝土面，或因堵管、漏水、坍孔等原因造成夹淹，致使岩渣、泥石在混凝土桩中沉积形成夹层。（5）桩身中出现冷缝，产生断裂面；25 灌注混凝土过程中，因停电、待料或者在桩身混凝土灌注完成后很长时间才起拔护壁管等原因，引致桩身出现冷缝，产生断裂面。（6）混凝土桩身出现空洞体；因施工管理人员重视不够，未采取“回顶”法灌注混凝土，而是认为桩孔不深、口径大，采用从孔口倒入的办法，造成混凝土凝固后不致密坚硬，个别孔段产生疏松、空洞现象。2.2断桩的影响因素（1）设计①设计桩径过细、桩身过长、桩距过密；②桩基地质差，持力层强度不足，为流砂、软塑状土质，不适合做钻孔灌注桩；③桩基区地下水水位高，径流量大，涌水快；（2）原材料①水泥初凝时间过短；②混凝土骨料粒径偏大，砂粒中有大卵石；③混凝土塌落度小，和易性差，不流动；④混凝土拌和物中混有其它杂物，易造成堵管；　　（3）施工工艺25 ①成孔质量差，存在塌方隐患；②清孔工作不彻底，泥浆浓度高，沉渣过度；③导管埋的过深或过浅；④导管距孔底过远；⑤导管提升过快；⑥灌注时测深不准或计算错误将导管提离混凝土面；⑦导管接口密封不良，有渗漏；⑧钢筋吊装偏差大，有上浮、卡管问题；⑨灌注结束后留置的桩头太短或者没处理好；（4）施工组织①灌注不连续，持续时间过长，有待料现象；②未采用正确的“回顶”法灌注，而是从孔口直接倒入混凝土；③施工人员经验缺乏，组织不到位，无法正确按照流程操作；④劳动力、机具配置不足，灌注混凝土及安拆导管过程缓慢；（5）外力原因①停电导致供料困难；②施工机械发生故障；③下雨无法持续灌注或者导致供料中断；3、断桩的原因分析断桩是由于泥浆或砂砾浸入到桩基混凝土的某一部分或全部端面，破坏了桩体的整体受力形态，后经超声波检测，桩身局部没有混凝土，存在泥砂夹层或截面断裂的现象，因而形成了废桩，这是最严重的一种成桩缺陷，直接影响到结构基础的承载力。结合以往的工程实践来看，引起断桩的原因是多种多样的，但主要是由于原材料、施工工艺不当影响，分析起来，主要有以下几个方面：3.1混凝土质量原因引起的断桩25 水下灌注混凝土的坍落度一般要求为18cm～22cm，因此就要求混凝土应具有良好的和易性，且在运输和灌注过程中保持足够的流动性，无明显离析，否则很容易卡管，引起断桩。在施工过程中应经常检查砂、石料的级配，控制好水灰比和坍落度，防止灌注混凝土由于石料粒径过大、而导管直径过小等原因造成堵管，形成断桩。3.2导管原因引起的断桩（1）在混凝土灌注过程中，导管口不慎挂住钢筋笼上或在灌注过程抽拔导管造成导管接头断裂，使导管脱离混凝土面而引起断桩。（2）导管使用前未进行水密、承压和接头抗拉拔试验。在灌注混凝土时，导管底部始终埋入混凝土中，这种情况下导管外壁四周要承受孔内泥浆的水压力，导管内部要承受混凝土下落时引起的气压力。当水压力或气压力过大时，都可能将导管压扁或引起接头漏水、漏气，导致断桩。（3）在灌注过程中，未能及时提管、拆管，导致导管埋深过深、摩擦力过大或因混凝土已经初凝而拔不动或拔断导管。因此，灌注混凝土时要求施工人员及时用测锤探测混凝土面，控制最大埋深不大于6m。（4）若导管埋深过浅，一旦灌注时间变长，表层混凝土流动性变差，孔内继续灌注的混凝土则会冲破表层而上升，将混有泥浆的表层覆盖包裹，造成桩身夹泥，发生断桩。或者当导管局部堵塞时，采用上下提振法使混凝土因自重强行下落，若此时导管埋深浅或上提幅度较大，也很容易提漏导管发生断桩。3.3施工组织不力原因引起的断桩25 （1）施工人员对混凝土原材料问题没有引起足够的重视，水泥久置结块或者集料含水量较大而在冬季施工冻结成块，拌和混凝土时没有将结块打开，结果，灌注过程中结块卡在导管内，无法及时清理疏通好，造成断桩。（2）在前期埋设护筒时，由于护筒下部基础杂填土太多，经受不起泥浆冲刷掏空，而使护筒被悬起，导致在最后灌注混凝土封口时，护筒下落，孔口坍塌，造成断桩事故。（3）由于施工人员测量和计算错误，伸入孔内导管的长度不够，致使导管下口与孔底距离过大，首批灌注的混凝土不能完成埋住导管下口，从而形成断桩。（4）施工人员经验不足，节奏把握不当，导致灌注混凝土运输或等待的时间过长而发生离析，又没有及时得到二次搅拌。灌注时，混凝土中大量的骨料都卡在了导管内，不得不提出导管进行清理，引起断桩。（5）施工前期准备不足，没有备用发电机和吊装设备，以及混凝土材料供应不足等原因造成混凝土不能连续灌注，中断时间超过混凝土初凝时间，致使导管无法提起，形成断桩。3.4特殊外力原因引起的断桩25 由于导管漏水、突然降雨、机械故障和停电等原因造成施工不能连续进行或无法供料，以及由于桩基地质为石灰岩地质，导致桩孔突然渗漏，水位下降，这些原因都可能造成断桩。因此，精心组织，做好灌注前的预防工作，对保证桩基成桩的质量是十分重要的。4、钻孔灌注桩的质量控制工作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，只要其中任一环节处理不好都可能引起断桩。断桩是一种严重的质量事故类型。为了确保钻孔灌注桩的施工质量，在施工过程中必须高度重视，并从人、机、料、环、法五个方面对冲击钻孔灌注桩施工进行严格的质量控制。4.1人——施工操作及管理人员钻孔灌注桩施工受人为因素影响很大，施工进场后应该首先审查施工队伍的承建资格及现场人员的职业素质及经验；同时，钻孔灌注桩也属于对施工工艺有严格要求的工种，管理人员非常有必要了解他们以往的施工经验，并检查特殊工种的上岗证书等等。工程质量的把关很大程度上是靠现场工人的操作来完成的。在施工过程中，往往由于现场工人一个错误的操作，就可能造成整根桩报废的严重后果，因此除了要强调相关的工作职责及制度外，还应进行施工技术、质检程序交底以及相关责任心的教育。4.2机——施工机械、设备（1）施工现场所用经纬仪、水准仪、钢卷尺等测量仪器须定期校验，出具有效的校准合格证明，确保施工放线、测量的准确性。25 （2）选择的施工机械要根据设计图纸、现场地质和施工方法进行合理配置。具体到钻孔灌注桩施工，则要求施工队伍所使用的成孔机械必须与现场土质、桩径、桩深等要求相适应，且具有出厂合格证，性能良好，不合格的机械不准进入现场。此外，考虑供电情况，还应有备用发电机，预防临时停电。4.3料——原材料及半成品（1）现场所用钢筋、水泥、砂、石子、电焊条等原材料，均需有出厂合格证或质保书。（2）对现场所用的钢筋、水泥、砂、石子等原材料及钢筋焊接接头进行见证取样，送检测中心复试。凡不合格的材料（如水泥、砂、石、钢筋），严禁用于混凝土灌注桩。（3）若使用成品或半成品时，必须具有生产厂资质、营业执照、计量认证、实验室定级等文件。如使用商品混凝土，需考察商品混凝土厂家及其质量保证体系，每次灌注混凝土需提供混凝土配合比通知单。4.4法——施工方法（1）钻孔灌注的桩施工工序25 钻孔灌注桩成孔的工序是：场地平整—桩孔位测定—护筒埋设—钻机就位—开钻成孔—提钻—第一次清孔—验孔—钢筋笼吊放—下导管—第二次清孔—水下混凝土灌注—提拔导管—成桩，每个施工环节环环相扣，对最终灌注成桩质量的影响都不能忽视。水下混凝土具体灌注过程见下图：a.安装导管；b.安放隔离球；c.灌注首批混凝土；d.剪断铁丝，隔离球下落管底；e.继续灌注混凝土，提升导管；f.灌注完毕，拔出护筒；（2）施工工序的质量控制点钻孔灌注桩施工涉及测量定位、机械操作、钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作，影响因素繁多，质量控制难度大，稍有不慎，就可能造成断桩事故，因此，施工过程中必须严格监控，针对护筒埋设、钻孔、泥浆护壁、终孔、清孔、钢筋笼吊放、混凝土配制、水下灌注混凝土等关键工序设立质量控制点。①护筒埋设根据测量确定的桩位，准确稳固埋设护筒。护筒采用钢护筒，用4mm厚钢板卷制焊接，内径大于桩径20～30cm，每节2m，顶部焊加强筋和吊耳，开泥浆口，高出地面20cm。护筒采用挖埋的方法埋设，并用桩位定位器保证护筒中心与桩位中心一致，偏差不大于20mm。护筒底部埋至地下水位以下30cm，且护筒内泥浆面水位应高出自然水位2m以上，确保孔壁不坍塌。护筒外侧用粘土回填密实。　　②钻孔25 a.开始钻孔时，应稍提钻杆，在护筒内打浆，并开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后开始钻进。钻孔进尺要适当控制，当钻至护筒底部时，应低档慢速钻进，使底脚处有坚固的泥皮护壁。如护筒底土质松软出现漏浆时，可提起钻头，向孔内倒入粘土块，再放入钻头倒转，将胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙，稳住泥浆后继续钻进。钻进过程中应经常注意地质变化，每进尺2m就该检查一次土层是否有变化，并捞取渣样，判断土层性质，记入钻进记录表并与地质柱状图核对。钻进过程中须经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并及时进行处理。b.钻孔过程中要保持孔内有1.5m～2m的水头高度，并要防止板手、管钳等金属工具或其它异物掉落孔内，损坏钻机钻头。钻进作业必须保持连续性，升降钻头要平稳，不得碰撞护筒或孔壁。c.桩孔钻至设计标高后，对成孔的孔径、孔深和倾斜度等进行检测，满足设计要求后即可进行终孔报验，并填写终孔检验记录。③泥浆护壁泥浆池最好采用钢板焊成矩形钢箱，并设行走系统，便于移动，循环使用。为了确保钻孔质量、钻孔时选用使用效果较好的膨润土作为制备泥浆的材料。为提高泥浆的粘度和屈服值，提高护壁的形成能力，维护孔壁的稳定性，泥浆性能指标应该达到：相对密度ρ=1.05～1.20；含砂率≤4%；失水率≤25mL/30min；粘度：16～22s；胶体率≥96%。25 ④清孔当确定可以终孔时，采用泥浆替换法清孔，清孔分两次进行。第一次在钻孔达到设计标高，准备下放钢筋笼之前；第二次在下完导管之后，根据孔内沉渣回淤情况，进行二次清孔。清孔完毕时要达到如下标准：泥浆比重在1.10～1.15之间，含砂率在8%以内，粘度为18～20s，沉淀层厚度不大于15cm。清孔完毕后用探笼测量孔径与垂直度，桩径误差应不小于30mm，不大于50mm，垂直度偏差不大于0.5%，如不合格应洗钻或重新回填钻孔。⑤钢筋笼吊放钢筋笼分节吊装入孔时，应在孔口接长钢筋笼。钢筋笼起吊、运输及安装过程中都应在笼内采取保护措施防止其变形，吊点宜设在加强箍筋部位。钢筋笼安装入孔时，应保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁。下笼中若遇阻碍不得强行下放，应查明原因酌情处理后再继续下笼。钢筋笼全部入孔后检查安装位置，确认符合要求后，将钢筋笼用吊筋进行固定，避免灌注混凝土时钢筋笼上浮。⑥水下灌注混凝土水下灌注混凝土施工隐蔽性强，很容易产生断桩等质量问题，因此这也是钻孔灌注桩施工质量监控的关键环节。25 a.灌注混凝土之前，先对孔内进行二次清孔，使孔底沉渣层厚度符合规范要求，认真做好灌注前的各项检查记录并经监理验收合格后方可进行灌注。b.水下混凝土采用导管法灌注。标准导管为梯形丝扣，直径300mm，壁厚10mm，分节长度1～2m，用装有橡胶垫圈的法兰接长，底节长5m，底端不设法兰。导管在使用前应试拼接，并进行水密、承压和接头抗拉试验。导管顶部连接漏斗，架于设在孔口上方的钢支架上。漏斗底口设置隔离球，拴牢在漏斗支架上。c.导管在吊入孔内时，其轴线应居中、顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼骨架和碰撞孔壁。灌注首批混凝土时，导管下口至孔底的距离控制在25～40cm，且使导管埋入混凝土的深度不得小于1m。25 d.水下混凝土的水灰比，坍落度必须满足规范要求。开始灌注时，应先向储料斗中输送混凝土，当储料斗和漏斗中的混凝土达到一次封底所需数量时，剪断隔离球开始灌注。水下混凝土灌注应连续进行，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间；灌注过程中应经常用测锤探测孔内混凝土面位置，及时调整导管埋深。导管的埋深控制在2m～6m为宜。当混凝土面接近钢筋骨架底部时，为防止钢筋笼骨架上浮，应使导管保持稍大的埋深，同时放慢灌注速度，以减少混凝土的冲击力；当孔内混凝土面进入钢筋笼骨架1m～2m后，适当减小导管埋置深度，增大钢筋笼骨架下部的埋置深度。拆管时须测量混凝土面高度，以控制拆管节数，防止导管拔脱，造成断桩。e.一次封底混凝土量及埋管计算。灌注时，漏斗和储料斗需有足够的容量（即混凝土的初存量），应保证首批混凝土灌注后，使导管埋入混凝土的深度不小于1.0m。灌注水下混凝土时对新拌混凝土要求较高，施工中应派专人进行检测，确保新拌混凝土的坍落度在18～20cm之间，不离析，保水性好。做好混凝土运输车的调度工作，保持灌注连续性，不因运输车的问题出现停歇。灌注期间派专人进行相关的技术工作，根据进度的情况适时测量混凝土面高程，计算埋管深度，指示提导管、拆导管等工作，同时作好试件提取，新拌混凝土和易性试验等。f.为确保桩顶质量，灌注时，混凝土灌注顶面标高比桩顶设计标高高0.8～1.0m左右，留够凿除的桩头。在灌注将近结束时，导管内混凝土柱高度相对减少，混凝土压力降低，而导管外的桩孔泥浆稠度增加、比重增大。若出现混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀粘土，使灌注作业顺利进行。全部混凝土灌注完成后，拔出钢护筒，清理场地。4.5环——施工环境25 桩基工程属隐蔽工程，其成桩质量受地质、水文、天气等环境因素影响，稍不重视就会由于桩基地质差，地下涌水量大，突降暴雨等原因使混凝土灌注施工不能连续进行或供料困难，从而发生断桩事故。5、断桩事故的预防措施从断桩产生的根源来看，钻孔灌注桩施工虽然是一项工序环节多、工艺复杂的系统工程，但只要在设计、施工工艺、材料选择方面充分考虑，加强各个施工环节的事前、事中、事后质量控制，并针对性的采取预防措施，断桩事故是可以避免的。对于可能诱发断桩事故的隐患，在施工初期就必须彻底清除，同时准备相应的对策，预防事故的发生，一旦发生事故，我们也要及时采取补救措施。结合以往的施工经验，笔者就钻孔灌注桩断桩事故的预防从以下几个方面进行了总结。5.1桩基设计方面（1）加强桩基地质勘测，通过试桩等形式确定合理的桩基型式、直径、深度，以及间距。对于地下水活动较大的地段，建议先用套管或水泥进行止水处理，止水成功后方可灌注混凝土。（2）对桩基截面抗拉强度进行验算，保证材料质量及用量，保证截面设计强度，对于冻胀力对桩基的影响也应该纳入设计考虑范畴。5.2原材料方面（1）选用初凝时间不早于2.5h的水泥，对于桩体长、桩径大、灌注时间较长的施工项目，25 可在首批混凝土中掺人缓凝剂。（2）严格把好材料关，控制粗骨料粒径，保证最大粒径不大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4。细骨料的级配要选择良好的中砂，同时注意剔除细骨料中的大卵石。（3）施工过程中要及时做好材料含水量的检测，做到每车集料都要过秤，采取重量比控制，保证用水量和含砂率不至产生较大的偏差，保证混凝土的和易性和流动性，坍落度宜控制在18cm~20cm之间。（4）严格控制灌注混凝土配合比，及时检查坍落度，缩短灌注时间。因为混凝土配合比在执行过程中的误差大，坍落度波动也随之变大，导致拌和出的混合料时稀时干，且有离析现象。这样不仅使粗骨料相互挤压阻塞导管，也会因灌注时间过长，混凝土初凝，下落阻力增大而阻塞导管。5.3施工组织方面（1）灌注前要对各个作业环节和岗位进行认真检查，把灌注所需的设备工具都准备齐全，保证灌注混凝土施工的连续性，尽量缩短灌注时间。　　（2）开始灌注前，应对起吊设备的转动，提升系统进行认真检查，修理，确保不出现失效情况。灌注混凝土使用的关键设备(如混凝土拌和设备、发电机、运输车辆等)要有备用，材料准备要充分，必须保证连续灌注。25 （3）导管的分解长度应便于拆装搬运，并小于导管提升设备的提升高度，中节一般为2m左右，下端可加长至4～6m。灌注过程中，导管提升应匀速平稳，慢慢起升。（4）严格控制拨导管、拆卸导管时间，拆卸导管时间不应大于15min，能缩短尽量缩短时间，一旦开始灌注，决不能中途停止。（5）定时反复测量导管内外混凝土的深度，并绘制曲线，以监视断桩是否出现。在正常情况下，导管内外混凝土界面的距离是开始大，然后逐渐缩小，最后重合。若发现管内外混凝土灌注曲线距离拉大，并且导管外混凝土曲线变平，而管内混凝土曲线变陡，则是断桩预兆，应查明原因，尽快处理。（6）要保证灌注设备的正常工作，并有备用设备；灌注前通知配电部门，保证灌注时的用电供应；注意天气预报，合理安排灌注时间。5.4施工工艺方面（1）制作钢筋笼时，焊口要保持平顺，最好采用套筒直螺纹连接或对焊连接，当采用搭接焊接时要保证不形成错台，以防钢筋笼卡住导管。25 （2）开钻前应注意把护筒埋牢固，对护筒底部的埋土要夯实。护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般埋置深度宜为2～4m，特殊情况下应加深以保证钻孔及灌注混凝土的顺利进行。（3）桩孔成孔后，必须认真清孔，清孔后要及时灌注混凝土，避免孔底过度沉渣和塌孔。灌注前，必须对孔底沉淀层厚度再进行一次测定，如厚度超过规定，需再次清孔，可将灌注导管作为吸泥管，用空气吸泥机清孔，或对孔底进行高压射水或射风3min~5min，使沉渣悬浮，然后立即灌注混凝土。（4）灌注混凝土前对孔径进行测量，准确计算出首批混凝土用量，特别要注意观察基岩中的孔径扩展情况，避免首次灌注量不足，而且要能保证首批混凝土灌注后能埋住导管至少1.0m。灌注首批混凝土需用量可参考如下公式计算：V≥×（H1+H2）+×h1式中V——灌注首批混凝土需用量（m3）；D——桩孔直径（m）；H1——桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m；H2——导管初次埋置深度（m）；d——导管内径（m）；h1——桩孔内混凝土深度达到H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需要的高度（m），即h1=Hwγw/γc；其中，Hw孔内水或泥浆的深度，γw水或泥浆的重度（KN/m3），γc混凝土的重度(取24KN/m3)。25 （5）做好导管的安装检查及提升。导管在安装前应有专人负责检查，查看导管是否有着孔洞、接头是否密封、导管的厚度是否合格等，并在使用前进行水密承压和接头抗拉试验。导管提升、安拆应有专人负责指挥，并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和测锤实测孔内混凝土面，取两者的低值来制约拔管长度，确保导管的埋管深度≥2m。下导管时，导管下口到孔底的距离控制在30cm～40cm（注意导管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中）之间，在随后的灌注过程中，导管的埋置深度一般控制在2.0m～6.0m的范围内。（6）灌注即将结束时，如出现混凝土顶升困难，除按规范保证漏斗底口高出井孔水面4m~6m外，还应在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。在拔出最后一段导管时，拔管速度应放慢，以防泥浆挤入桩内。（7）严格按照规范要求，采用从导管内灌入的“回顶”法进行混凝土灌注。6、断桩事故的处治措施6.1灌注混凝土初期发生断桩的处理在灌注混凝土初期，如因意外仅仅灌注数米就中止，而且在短时间内确实不能重新恢复灌注，可能会造成断桩事故的，则应立即拔出导管和钢筋笼，用气举法吸渣法将孔内尚未凝结的混凝土吸出，清除干净或重新成孔。6.2桩孔内混凝土面较高时的断桩处理25 如果断桩时孔内混凝土已有相当数量，用气举法吸渣法难以吸除，而且混凝土面离护筒底还有一定距离，这时可分两种情况考虑。一是混凝土未初凝，用二次导管插入法，将导管底端加一底盖阀，插入混凝土面以下约１m，导管上料斗内注满混凝土时，将导管提起约0.5m，底盖阀脱掉，即可继续进行水下混凝土灌注施工。由于导管插入要克服泥浆的浮力，如果混凝土表面距断桩处距离较大时，导管插入困难，则不宜采用。二是混凝土已经初凝，无法采用二次导管插入法，可考虑割除部分钢筋笼，趁混凝土强度低时用冲击钻将混凝土连同钢筋笼全部冲碎，待钢筋笼碎断后再用电磁铁打捞，混凝土残渣经回浆清除。或者采用二次成孔法，首先对孔口进行加固，在加强后的孔口四周布设钢圈梁，把灌注桩钢筋接长后逐一焊接到钢圈梁上，然后用千斤顶顶压抬高钢圈梁给钢筋施加向上的拉力。断桩的钢筋笼下部由已灌注的混凝土锚固，上端由孔口圈梁反向锚固并施加向上的拉力，这样整个钢筋笼形成了一个双向约束的导管。根据冲击钻机的适应性，可选用一个合适直径的冲击钻锤在钢筋笼的内部穿心钻进，这样避开了剪不断、打不烂的钢筋，将钢混一体的断桩的处理转化为冲击钻在低强度的混凝土中的钻进施工，将钢筋和已灌注的混凝土完全分离，重新灌注成孔。采用此法完全可以保证桩的质量，但成本大、周期长，应根据实际情况和要求，与其他处理方法作经济对比，慎重选择。25 6.3断桩位置距地面距离不大时的断桩处理施工中发现断桩或是成桩后检测为断桩的，且断桩位置不深距地面距离不大时可以采用接桩处理。施工中发现断桩的立即停止混凝土浇筑并用粘土回填至原地面，经沉淀稳定后用人工挖孔，遇到不稳定地层应进行人工护壁，当开挖至断桩处，首先要凿除断桩以上混凝土，对断桩面进行清理、冲洗、凿毛，然后在重新制作钢筋笼焊接安装，架立钢模，浇筑混凝土。当断桩混凝土面处于地下水位以下时，可以采用挖孔与井点降水相结合的方法处理。施工时要特别注意接头质量和施工安全。采用接桩方法处理桩体完整性较好，桩身质量可以有效控制，但需同步实施安全防护措施，进行有效安全监管。6.4断桩位置距地面距离较深时的断桩处理（1）注浆补强在桩身钻2至3个钻孔，抽芯至断桩以下位置以下2m处，用高压水冲洗，将夹泥及松散的混凝土碎渣从孔内冲出或放出，再压水泥净浆补强。压浆补强工作结束。对于空洞和严重断桩，可在浆液中加入一定量的小粒径碎砾石。待水泥浆硬化后，应再钻孔取芯检查补强效果。注浆法投入成本和施工安全隐患较少，缺点是桩身完整性和质量难以完全控制，具有一定风险性，不可控的风险主要是断层处是否能清理干净得不到直观控制。25 （2）原位成桩对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。（3）补桩法若因坍孔、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。补桩法应先征得设计和业主的同意，由设计单位出设计变更图纸。采用此法完全可以保证桩的质量，但成本大、周期长，应根据实际情况和要求，与其他处理方法作经济对比，慎重选择。7、结语从上面的分析来看，虽然断桩事故发生有很多影响因素，但是只要弄清楚断桩产生的原因，并进行相应的预防和控制，断桩事故是可以得到避免的。要保证钻孔灌注桩的施工质量，其关键因素还在于人。通过提高施工现场管理人员的责任心，对钻孔灌注桩施工的各个环节，尤其是灌桩的前的准备工作，充分重视并精心组织施工，尽最大可能保证桩基成桩质量。当将要发生的断桩事故时，施工人员根据现场情况灵活进行处治。这样才能真正避免断桩事故发生，以及减少断桩事故带来的不必要的经济损失。25 断桩属于桥梁施工中一种严重的质量事故类型，除了使工程项目蒙受较大的经济损失外，还会严重影响施工工期及桥梁整体的安全性。因此，必须切实加强钻孔灌注桩施工的事前和事中质量控制，全面排除各种可能导致断桩事故的因素，采取一切必要的质量监控手段和应对措施，预防和减少断桩事故的发生。一旦发生断桩事故，也要及时采取合理有效的措施加以补救，将断桩事故造成的不良影响降低到最低程度。本文针对钻孔灌注桩断桩事故发生的原因作了分析和总结，并提出了相应的预防和处治措施，对完善钻孔灌注桩施工工艺，减少断桩事故的发生，提高桩基施工质量有一定的参考意义。[参考文献][1]李世京，刘小敏，杨建林.钻孔灌注桩施工技术[M].北京地质出版社.1990.[2]孙力文.桥梁钻孔灌注桩施工质量缺陷产生原因和处治实践.浙江交通科技.2003（2）：48-49.[3]丁先武，韦俊永.桥梁钻孔灌注桩发生断桩的原因及处理方法.建材技术与应用.2003（5）：42-43.[4]赵剑.钻孔灌注桩断桩的原因和预防及处理方法[J].山西建筑.2006.5.[5]张涛.桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的分析与处治[J].山西建筑.2005(6).┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄25 25