桩基断桩的处理

桩基断桩的处理

[摘要] 结合工程实例，详细介绍了钻孔灌注桩断桩的处治方法

[关键词] 桩基 断桩 验证 清淤 压浆

1、工程概况

某高速公路主线桥桥台基础用钻孔灌注桩设计，设计桩长21.0米，直径1.5米，单排3根桩布置，其3号桩在进行桩基超声波检测时发现在桩长17.5米~18.0米处没有波速，18.0到21.0米段波速很小。根据小应变波形图判断，该桩在17.5米~18.0米处为断层，18.0米~21.0米段为严重离析。由于该桩断层位置接近桩地，且在零弯矩点以下，决定采用压浆补强法进行处理。

2、补强处理过程

2.1施工准备

首先明确现场处理的各道工序负责制，并委派专业工程师对处理过程进行全过程不间断控制，保证处理质量。其次准备好所需的钻孔、压浆等机具，由于施工现场及不平整，加上灌注桩的桩头外露钢筋挡视，须在桩头上部搭设一个悬空工作平台，以保证钻孔、压浆作业。

2.2钻孔取芯进一步检查验证

由于断层近桩地较深，因此钻机在钻孔过程中一定要不停地对钻机主轴进行垂直度校正，防止钻孔到不了17.5~21.0米处就斜到桩壁以外，无法安排下道工序。同时，在钻机钻孔取芯过程中，要对每节混凝土芯样进行认真分析总结，密切关注芯样的变化情况。

现场芯样情况表明，该桩17.5米以上混凝土完整性和密度很好。经对混凝土芯样进行抗压强度试验，取强度为29.8MPa，满足设计要求。在18.0~21.0米无完整的混凝土，芯样中扣除蜂窝状夹带个别石料且很不成型的砂浆外，几乎是中粗砂。这说明了两点，其一是小应变检测和实际是相吻合的，基本反映了工程的实际情况；其二证实了该桩只是在灌注第一盘砼时没有封住导管，加上沉淀过快，导管在砼开盘前已经被淤埋，之后在操作导管时可能过提，没有被及时发现或重视，导致该桩底在3.5米范围内混凝土没有成型，发生断桩。

2.3孔底清淤

根据上述钻孔取芯结果，表明桩底淤积了中粗砂，决定采取清空桩底淤积中粗砂后灌注高标号水泥浆进行置换处理。

为了防止埋钻事故的发生，根据清孔经验，先将钻头下到21米处不停地清孔，约半小时后有大量的中粗砂沿钻杆和孔壁陆续泛出。同时结合施工规范，根据清孔的工作量准备足量纯碱和聚乙烯。纯碱的作用可PH值加大，使土颗粒分散，使粘粒表面负电荷增加，为粘土收外界的正离子颗粒提供了条件，增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水量；聚乙烯加少量黄土配制成的泥浆用手抓粘而有滴的感觉，即可开始清孔。

在清孔过程中要安排专人对泛砂不停地进行排除清理，根据清出的中粗砂的总量统计，在清孔5h后基本排尽了孔底的中粗砂，之后孔口周壁泛砂已很少，且从孔中涌出大量呈

白色的、和清孔时配制的泥浆几乎一样的泥浆，这就可以判定孔底基本排尽中粗砂。为了防止孔底周壁中粗砂的涌入，在压浆前不能停止清孔。

2.4压浆处理

为了保证浆能一次性成功，应先计算压浆所需的425﹟水泥用量。在配制水泥浆时，尽可能按高标号配制，但水泥浆过稠会导致压注困难，通过多次配制压注实验，最后确定水泥浆配制比例为1：1。刚开始压注时，将钻头埋设到桩底21.0m处。在压注过程中，特别要注意对孔中壁的封闭，不能让水泥浆外溢，只能有少许泥浆甚至清水流淌出来，直到无法压注为止。随后打开封闭的孔口壁，这时候如孔口壁处突然冒出大量水泥浆，与注入的配制水泥浆基本一致，补注水泥浆即可停止。为防止在1.75~18.0m处有新的断层或蜂窝现象产生，应将钻头定位于1.75~18.0m处进行二次补浆，直到压注不动为止，然后慢慢提钻并不断压浆到桩顶。经过2h压注，压力达到2MPa，共用去约2.1m3的水泥浆。

配制水泥浆时留下试件取样，28d试件强度达到32.5MPa。

注浆主要是通过挤密填充补强来保证桩体底部质量。为了减少因水泥浆收缩而产生孔隙，可以在配制水泥浆时适当加入膨胀剂（按1：10000比例）。

2.5二次取芯验证

压注水泥浆属地下隐蔽工程，具体效果如何，只能通过再次取芯检测。为了减少二次取芯的难度和费用，待水泥浆终凝后12h即在原孔位取芯验证。二次取芯验证的孔位确定要根据具体情况而定，二次取芯同样要注意钻杆的垂直度及1.75~18.0m处的芯样质量。经过观测，从桩顶到桩底21m处的芯样都完好密实。

待该桩底压浆强度成型后，再次按排对该桩进行小应变检测，检测表明桩长21.0m，且被判为质量校好的A类桩。

3.小结

从上述处理过程可以看出：

⑴钻孔灌注桩在施工过程中，发生断桩、短桩或其他质量缺陷也是正常的，但处理一定要认真，尽量将事故消灭在萌芽状态。若发生了这类事故，要对村底的断层位置、地质、钻孔成孔状况及当时原始记录加以认真分折，处理后必须要再进行验证。建议对桩体采用三点压浆法（三点成等边三角形，若桩径1.2m，边长可取60cm布设）处理，以保证断层处通过取芯压浆后能够充分密实，达到桩体完好的程度，按此方案处理断桩至少有三个优点：一是质量可靠；二是保证工期，正常10~15d即可处理完毕；三是成本大大降低，如果报废一根桩，需要费用至少28万元以上，按此处理仅需14.3万元左右即可。但是如断层发生在桩体中部，则方案确定则应慎之又慎。

⑵为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，在灌注过程中必须每灌注2m3左右测一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈系数，确保桩身混凝土垢充盈系数必须大于10。