论钻孔灌注桩的断桩与接桩

论钻孔灌注桩的断桩与接桩

摘要：断桩是钻孔灌注桩中极为严重的质量事故。如果发生了断桩而没有及时发觉，那么这条桩可能由于无法补救而成为废桩，就会给整个工程质量带来影响，所以寻找断桩产生的原因，加以预防并采取一定的技巧进行接桩，这无疑对每个施工单位是非常必要的，也是必不可少的。

关键词：钻孔灌注桩；断桩；接桩

1 断桩的原因及预防

1.1 管内阻塞造成断桩

（1）灌注导管加工质量擦，如加工的同心度不好，接头处出观台阶，导致塞子被卡；法兰连结的导管，法兰上未车导正环，连接时连接形成狗腿弯；导管加工粗糙；管内不光滑，这些都可能造成塞子或混凝土阻塞。还有漏斗脖颈处的张角大于90°混凝土流动不畅，脖颈处的混凝土容易堵塞；导管焊接有沙眼或漏焊；导管连接密封不严，有漏水渗水现象，这些都会导致断桩。所以加工导管一定要注意质量；新加工的导管要进行试压，要能承受7～10kg/mm2的压力。

（2）塞子不符合要求造成堵塞，以前普通采用水泥塞子加胶皮密封。但这种塞子加工复杂，容易出现塞子过大易卡，过小易斜现象，且成本高，故使用不便。基于这种情况，我在前人的基础上，大胆采用简易塞子——即用纤维袋子装沙子做塞子。结果效果很好，且从未出观堵管观象。笔者用沙袋做塞子的要求是：

①直径比导管内径小6-10mm，长度比直径大20-60mm。

②把沙子兜在袋子中间，沙袋两头用铁丝扎紧。下入导管时，一长铁丝（4-5m）从袋子（塞子）扎口处穿过，并固定于下端，而使上端能上下活动，但不能左右活动。

③混凝土配方及搅拌不当，导致管内堵塞

这种事情是经常发生的。规范要求，混凝土的配方一定要经过试验确定，塌落度要达到18-22cm。但在卧虎寺渭河特大桥工程中，甲方根本不太重视，人为的、机器故障造成的配料不均，使混凝土出现时好时坏质量不稳定的现象。再一点，粗骨料也不符合要求，有的石子长度在12cm以上，7-8cm占65%以上。搅拌的混凝土粘聚性较差，容易产生离析，这种混凝土的坍落度尽管也能达到18-22cm，但在管内流动时一遇阻力石子黄砂就会在受阻处逐渐滞留下来，最后造成堵管现象。解决办法就是，严格掌握配方，进行充分的搅拌，严格按要求选料。

1.2 首次混凝土灌注量不够造成断桩

按要求，首次灌注量应保证将导管底部埋深1.00-1.20m，导管下入孔中的深度和实际孔深必须严格丈量准确，使导管底部应距孔底0.3～0.5m，以能顺利放出隔水塞和混凝土为度，孔底孔径变化情况一定要掌握清楚，以便正确进行判断，另一方面应将导管在允许的范围之内略微放低并加大首次灌浆量以满足孔径变大。

1.3 清孔不彻底构成断桩

该事故90%以上出现在正循环施工的钻孔中。主要原因：

（1）由浆量及浆压的限制，在大口径中，泥浆上返速度很低。泥浆携砂能力很弱，不足以在短时间内将孔内清理干净，很多砂石暂时悬浮于泥浆中。灌浆时，砂子逐渐沉淀给上返的浆液带来很大的压力。

（2）冲孔时存在窄流现象，孔径越大，发生窄流现象的几率越高，特别是泥浆较稠，比重较大，这种现象更容易发生。由于泥浆上返不是全断面的，所以尽管冲孔时间较长，看起来泥浆换得也较好，但是并不能将全断面的泥浆换彻底，稠泥浆中的含砂量也没有得到彻底改善。

（3）正循环施工，井壁泥皮较厚。这些泥皮在冲孔换浆对不易被破坏，单在混凝土砂石的冲刷下却容易削落（这从返上来的泥团可以证明）聚积，形成泥团，泥团粘结，形成泥层，该泥团层具有很大浮力和粘性，给混凝土上升造成很大的阻力。

（4）换浆后的泥浆比原浆稀，泥浆稀的结果，使原先悬浮的砂石随新泥浆中的砂石一块沉淀、密实，在泥团层上形成一层“盖帽”。随着泥浆的上返，次“盖帽”层越积越厚，给混凝土上返的压力也越来越大，管内混凝土下降也就越困难。当“盖帽”达到一定程度，靠管内外混凝土高差的压力不足客服“盖帽”的压力时，就形成了堵塞。此时上下窜动或抖动导管，有时可以勉强维持灌浆，不过能维持灌完的并不多，往往导致管内堵塞，最后不得拔管。

1.4 测量有误，导管提出混凝土面造成断桩

这种情况虽有发生，但不多见，主要原因是侧锤中途受阻。

1.5 卡（埋）导管。造成断桩

卡（埋）管事故一般发生在法兰连接的导管中，多数通过上下活动和转动导管可以解卡，但有的虽然可以上下活动（只能活动1m以下一段距离）和转动，就提不上来。

我们在陕西拓石工地就发生或这类事故。主要原因是：下钢筋笼时底部有所变形，在最后的灌注过程中，混凝土流动度较差，灌注时间间隔较长，使混凝土在最底一个法兰处形成初凝，以致上行2m后挂在钢筋笼上，上下不能活动，转动无效。

规范要求：导管埋深在5m以内，导管最底部一根长度应为5m以上（底部不带头），这就是说，要求灌注混凝土时，管外混凝土面不得超过导管的连接法兰，这样就可以避免发生埋管事故。再就是：

（1）钢筋笼下孔前，要细致检查主筋与箍筋点焊固定牢固程度，以免钢筋笼变形。

（2）灌前至完毕导管一直要固定在孔中心位置，特别是灌注混凝土面至钢筋笼处时。

（3）确保混凝土的配置质量。

2 断桩的处理——接桩

接桩的方法很多，归纳起来大致可分为两类：

在混凝土初凝前接桩；混凝土初凝后接桩。

2.1 混凝土初凝前接桩

（1）冲刷法接桩

它就是在断桩后接着下入清理好的导管和塞子，按照正常的灌注步骤和要求，进行灌浆，利用新混凝土下行的冲击及冲刷作用，将原混凝土面的沉渣冲起，使新灌入之混凝土与原混凝土接触，形成一个整体。

这种方法仅适用于管内堵塞造成断桩，即管外混凝土上返顺利，设有阻力；探测井深证明沉渣不超标；间隔时间不长，沉渣不密实；第一次灌浆时没有用砂浆一即混凝土面没有砂浆，否则不适宜采用此方法。

如果不是管内堵塞，而是由于管外原因造成的断桩，则应先进行彻底灌浆，清孔，以清除混凝土上返的阻力，然后再按照正常的次序灌浆。首次灌浆量仍然必须满足导管埋深不少于1m的要求。

断桩部位如果在深部，用冲刷法接桩，由于具有较高的灌注压力和冲刷孔底的水流，对清除混凝面的沉渣和刷洗混凝土与沉渣的接触面，有较好的效果，断桩部位如果在浅部一特别是近地面部位，这种效果就差多了，稍不注意会出现混砂夹层。所以最好不要采用。

（2）沉管法接桩

其特点是将底部临时封闭的导管沉入原先未凝的混凝土之中，使新灌入的混凝土直接进入原先的混凝土内部，并推动原混凝土继续上返，形成无断桩式的连续灌注。

灌注方法：

①确认孔内泥浆和沉渣不会影响混凝土上返时，将预先配好的（用沙袋塞密封）导管，下入孔内，并插入原混凝土中，直到不下为止（可以距混凝土面2～3来对快速插入）。

②用灯泡下管内，看看管进水没有，不进水为正常，反之重新组装。

③下（≤）φ89钻杆将沙袋捣出管外，并沿四周探测有无妨碍。此时，原混凝土已进入管内。

④按正常次序继续灌注新混凝土，直到达到设计标高即可。

沉管法接桩，施工简单，不受断桩部位的限制，只要混凝土不初凝，均可适用。

（3）对首次采用砂浆的桩

如果中途断桩，则仍可采用沉管法。不过沉管的深度要特别注意，沉管的地步不需要密封，方法是将导管按正常下入孔内并插入至砂浆底面（如果砂浆不厚，导管可略超过砂浆底面），安上沙袋塞子，按正规方法灌浆。直到返浆返完，见混凝土时，即可停灌。

该法由于在砂浆下面有一段被砂浆混入的泥浆，这段泥浆必须完全排出后，才是合格的混凝土，当桩头标高为负时，较难测定这段浮浆的厚度，桩头位置不好控制。特别是桩头两米以上时，此法多不采用。

（4）清空法

当混凝土灌入量不多却发现了断桩，可以采用泵吸反循环将已填入的混凝土抽干净，

然后重新灌浆。

如果灌入土混凝土较多，或者距桩头标高不远；或者是采用正循环施工，没有反循环的清孔设备，则就不宜采用。

2.2 混凝土初凝后的接桩法

（1）用冲刷法接桩（方法见前述）

它只适用于顶部无砂浆的混凝土桩的接桩。只要是井内干净，无沉渣或者沉渣不超标，上返浆液不受阻时，效果也是挺好的，也比较省事，尤其在较深部位接桩，具有一定的实用价值。

（2）嵌入式接桩

即在原桩上用小于钢筋笼100mm左右的钻头，钻一小孔，孔深一般在2-2.5m，然后冲孔清渣。将导管下入小孔中，距孔底约400mm左右，并按正规程序下入塞子和进行混凝土灌注。

（3）反压护筒法接桩

我们在卧虎辛渭河特大桥工程是同种，13#-左1桩，出现卡管事故。断桩深度为8.8m，导管埋深5.65m，整个孔内导管长度为14.65m。孔内有导管，且孔深5-15m处有承压水存在。所以。我采用反压护筒法接桩。

反压护筒法的具体操作：

①以孔内埋住的导管为地锚，在护筒上放反压架一个，架上挂2个5t导链，二个连沟同时勾在地锚上。

②二个导链同时用力，使护筒均匀垂直向下运动。上护筒的下护箍套进下护筒内，以此重复反压。

③压到不能再继续反压时，拆掉孔内导管，割掉钢筋笼，清楚孔内沉淀的泥浆，以致能继续反压。知道接触坚固的混凝土面2-2.5m。

④每反压一个护筒，都要把护筒之间的连接处里外焊接牢固，以防漏水，并为下一步灌注完毕后拔出护筒做好基础。

⑤用清水清空。利用反循环清孔，直到清水上来为止。

⑥下钢筋笼，按照要求与底部（孔内）钢筋笼焊接牢固。

⑦按正常灌注方法灌注。

3 结束语

本文阐述了钻孔灌注桩在施工过程中的断桩原因及接桩工艺，笔者根据自己所学及在卧虎寺渭河大桥工程、汉江大桥中的初步实践，提出自己在这方面的一些浅显看法，且供研究商讨。