钻孔灌注桩断桩、夹泥层的原因分析、防治措施

　　断桩、夹泥层的原因分析、防治措施

　　（1）断桩、夹泥层的原因分析

　　①导管埋深太浅。水下钻孔灌注桩在灌注过程中，最先灌注的混凝土夹杂着孔底的泥渣，总是处于孔内混凝土的最上端，当导管在混凝土内的埋深<1 m时，上部混凝土在钻孔内的扩散呈卷吸状态，部分混凝土沿钻孔壁上升与上部浮浆混合；当导管埋深>1m时，孔内的混凝土面呈垂直上升状态，没有发现混凝土与上部泥浆的混合现象在施工中，孔内浮浆过多，而导管因为某种原因埋深过浅是造成桩身夹泥的主要原因之一。

　　②导管底部提离混凝土面。当混凝土堵管时，为了迫使导管内的混凝土下落，需要把导管提升一定的高度来抖动导管，如果导管底部提离了混凝土面就成为断桩；因操作人员的失误，导管提升过猛而使导管底部提离了混凝土面而造成断桩；计算错误也会将导管底部提离混凝土面造成断桩。

　　③发生导管堵塞而将其提出孔外疏通，使灌注中断，后续施工前衔接面处理不当，泥浆沉渣未能完全清除或泛起排出而造成断桩。

　　④首灌方量不够，不能满足规范要求的导管初次埋置深度的需要。

　　⑤初灌混凝土的初凝。在深孔和大直径灌注桩中，单桩需要灌入大批量的混凝土，因而灌注时间较长，有时会超过7h、8h或更长，这种情况下，必须考虑首灌混凝土的初凝问题。灌注过程中，由于首批混凝土夹杂着孔底的泥沙，总是浮在混凝土表面，如果灌注时间过长，这部分混凝土就有可能发生初凝，成为壳体。初凝的混凝土会阻碍新鲜混凝土的上升，造成灌注困难。如果上下活动导管，新鲜混凝土就有可能漫过初凝混凝土形成新的灌注面，这部分夹杂着泥沙的初凝混凝土就会被留在桩身之间，成为桩身夹泥缺陷，缺陷严重的成为断桩。

　　灌注过程中塌孔。成孔时护壁差或灌注过程中受到外来机械的扰动等造成塌孔，会使坍塌的块体卡在钢筋笼与孔壁之间造成桩身夹泥，严重的会阻碍混凝土的上升，使混凝土灌注不下去而造成断桩。

　　（2）防治措施

　　①灌注过程中不断测定导管的埋置深度。《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）规定：“导管埋入混凝土深度宜为2～6m”；《公路桥涵施工技术规范》（JTJ41-2000）规定：“在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在2～6m”；《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）规定：“导管埋入混凝土中的深度不得小于1.0m，并不宜大于3.0m；当桩身较长时，导管埋入混凝土中的深度可适当加大”。

　　②每次灌注后应对导管内外进行清洗，灌注前应检查导管情况和混凝土的和易性等，确保灌注过程中不堵管。

　　③首灌方量满足规范要求，同时应根据现场条件进行必要调整。《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）规定：“应有足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8m”，可依此计算首灌方量；也可根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ41-2000）中的公式计算首灌方量，公式如下：

　　首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的需要。

　　所需混凝土数量可参考以下公式计算：

　　式中：

　　D—桩孔直径（m）；

　　H1—桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m（m）；

　　H2—导管初次埋置深度（m）；

　　d—导管内径（m）；

　　h1—桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即

　　γc——混凝土拌和物的重度（取24kN/m3）；

　　γw——井孔内水或泥浆的重度（kN/m3）；

　　Hw——井孔内水或泥浆的深度（m）。

　　④整个混凝土灌注过程一定要连贯，禁止断续灌注。必要时混凝土中加入适量缓凝剂，延缓混凝土初凝时间。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。

　　⑤灌注过程中不要猛烈往复地拔动导管，且埋管深度要符合规范要求，必要时在导管外部下入泥浆管进行循环，确保孔壁稳定。

　　（3）对于断桩的处理一般采取如下程序：

　　①通过地质钻芯取样，调查断桩或夹泥位置，判断混凝土的强度；

　　②除用地质钻钻一个取芯孔之外，应再钻一个孔，一个用作进浆孔，一个用作出浆孔。孔深达到断桩或夹泥位置以下最少1.0m；

　　③用高压水泵向一个孔内压入清水，压力不小于0.5～0.7MPa，将夹泥和松散的混凝土冲出；

　　④压浆，第一次压入水会比为0.8的纯水泥浆，进浆管应插入钻孔1.0m以上，用麻絮堵塞进浆管周围，防止水泥浆从进浆孔冒出。待孔内原有清水从出浆口压出来后，再用水灰比0.5的浓水泥浆压入；

　　⑤为使浆液得到充分扩散，应压一阵、停一阵，当浓浆从出浆口冒出时，停止压浆，用碎石将出浆口封堵，并用麻絮堵实；

　　⑥用水灰比0.4的水泥浆压入，并增大灌浆压力至0.7～0.8MPa，关闭进浆阀，稳压闷浆20～25min，压浆工作即可结束。水泥硬化后，应再做一次钻芯，检查补强效果。

　　接桩法

　　主要适用于因灌注过程中，导管严重堵塞、卡管或其他原因,灌注被迫中断但又未继续灌注而造成的半截桩。使用接桩法应根据半截桩混凝土面所处地下水位的情况以及桩径的大小等采用不同的方法。

　　①当混凝土面处地下水位以上时,可以采取挖孔的方法,直接挖到混凝土面,凿毛清洗后直接灌注,将桩接到设计桩顶面。由于接桩是采用人工的方法,开挖时遇到不稳定地层应进行人工护壁。

　　②当混凝土面处在地下水位以下时,如果断面位置距孔口不太深时,可以采用挖孔与井点降水相结合的方法,将断面接至桩顶设计标高。

　　③当混凝土面处在地下水位以下,而且断面位置距孔口较深,桩径较大时,可采取桩芯凿井的方法处理。

　　④如经过处理后仍不能满足承载力要求或沉降量要求，则需要进行补桩。

　　钻孔灌注桩施工中工序多，质量控制点多，因此紧凑安排施工顺序：成孔、钢筋笼加工与吊放、二次清孔、混凝土灌注等才能确保桩身质量；

　　严格控制主要工艺参数：成孔的泥浆指标，钢筋加工及主要尺寸，一次清孔指标、二次清孔指标、混凝土灌注过程指标等。

　　做好预防措施：认真研究场地地质条件、现场施工条件、混凝土搅拌和运输条件等，对于可能出现问题的工序、部位和土层等应做好预防措施。

　　出现问题，应立即采取相应措施、及时处理。

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