研究钻孔灌注桩断桩成因分析及防治措施的意义.docx

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研究钻孔灌注桩断桩成因分析及防治措施的意义

目录

1研究钻孔灌注桩断桩成因分析及防治措施的意义………………………………2

2钻孔灌注桩产生断桩的原因……………………………………………………2

2.1清孔不彻底……………………………………………………………………3

2.2灌注过程中坍孔和缩径………………………………………………………3

2.3导管进水及埋深不合理………………………………………………………4

2.4初灌量选择不当及混凝土质量不好…………………………………………4

2.5灌注时操作不当………………………………………………………………4

3钻孔灌注桩断桩的防治措施………………………………………………………5

3.1按规范要求清孔………………………………………………………………5

3.2保持孔壁稳定、控制坍孔缩径………………………………………………5

3.3选择质量可靠的导管、导管埋深符合规范…………………………………5

3.4保证混凝土质量、选择合适初灌量…………………………………………5

3.5严格遵守操作规范……………………………………………………………5

4、断桩的处理措施…………………………………………………………………6

谢辞……………………………………………………………………………………8

参考文献………………………………………………………………………………9

钻孔灌注桩断桩成因分析及防治措施

随着我国经济建设的快速发展，铁路建筑工程规模的不断扩大，在建筑施工中钻孔灌注桩的使用越来越广泛，钻孔灌注桩在施工过程中如何控制断桩的产生一直是施工的重点和难点。

钻孔灌注桩是一项工序环节较多，工艺比较复杂，技术要求较高，工作量较大，并需在一个较短时间内快速完成水下灌注混凝土的隐蔽工程。

施工过程控制受人为因素影响较大，稍有疏忽，就难免出现质量问题，造成病桩或断桩等重大质量事故，危及桩基工程的质量。

因此，我建设施工单位必须对钻孔灌注桩的原因进行分析、并及时采取有效的防控措施控制断桩的产生，才能保证施工质量，适应经济的发展。

为国家和中铁六局做出贡献。

1、研究钻孔灌注桩断桩成因分析及防治措施的意义

钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。

钻孔灌注桩的承载力非常高，在施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移，因此对环境和周边建筑物危害小；施工设备简单轻便，能在较低的净空条件下设桩；对于桩穿透的土层可以在空中作原位测试，以检测土层的性质；钻孔灌注桩通常布桩间距大，群桩效应小等优点；可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩，这是别的桩型很难做到的。

断桩是钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中，泥浆或沙砾进入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔开并形成上下两段，造成混凝土变质或截面积受损，从而使桩不能满足受力要求。

断桩的原因主要有：

施工中清孔不彻底、灌注过程中坍孔和缩径、导管进水及埋深不合理、初灌量选择不当及混凝土质量不好、灌注混凝土时操作不当等。

这些危害会造成项目部资金浪费、费工废料、加大施工成本。

工程质量受损,工期延误，如果严重会造成事故会给国家铁路和人民生命财产带来不可弥补的损失。

钻孔桩是在泥浆护壁的条件下，使用机械掘进成控，采用导管法灌注水下混凝土的施工方法，钻孔、灌注混凝土都是在水下进行，工程质量只能通过科学的过程控制和完工后的仪器检测来确认。

所以对作业人员操作水平及施工工艺要求高。

钻孔桩事故处理的方法很多，难度也较大，无论采取什么先进的办法处理都将对工程的进度、质量及施工企业的信誉带来不可忽视的影响。

因此，在钻孔桩施工中必须做到每个工序严格按照规范操作，水下混凝土灌注统一指挥、紧张而有序，对可能出现的问题制定切实有效的防范措施，尽最大努力杜绝事故的发生。

桥梁在使用阶段的破坏很多来自桩基础的破坏，而桩基础的破坏很大一部分是由于断桩引起的。

在施工中，保证施工过程的连续性。

应排除一切可能产生断桩的不利因素。

桥梁钻孔灌注桩施工包括成孔和成桩两大过程，是一项工序环节较多，工艺比较复杂，技术要求较高，工作量较大，并需在一个较短时间内快速完成水下灌注混凝土的隐蔽工程。

施工过程控制受人为因素影响较大，稍有疏忽，就难免出现质量问题，造成病桩危及桩基工程的质量或断桩等重大质量事故，不能高标准的完成施工，为此，必须以系统工程的观点，推行全面质量管理，明确工序质量标准，建立严格的施工管理和工序质量检查制度，以工序过程控制，来保证成桩质量。

在完善施工工艺、提高操作技能的基础上，认真分析成孔、成桩过程中所产生的原因，总结研究其预防治理措施，以期将施工质量病害的影响减至最低限度，高标准、高质量地完成桩基施工任务。

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害非常严重的事故。

所谓断桩是指灌注完成后的桩身某一截面完全无连续性或出现蜂窝、局部夹泥、局部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程，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，施工单位必须要对钻孔灌注桩断桩原因进行分析并及时采取有效的防护措施，控制钻孔灌注桩断桩的产生和发展。

提高钻孔灌注桩的整体性和耐久性。

保证施工质量，对确保整个工程施工质量、节约施工成本、提高施工企业的经济性效益和社会效益。

促进经济建设的持续稳定发展都具有重要意义。

为国家铁路建设和中铁六局太原铁建创优质工程打开良好的局面。

也为保证国家人民生命和财产安全作出自己最大的力量。

2、钻孔灌注桩产生断桩的原因

本文以中铁六局太原铁建北通普项目部施工为例，该项目部承担了大同南至湖东区间DK12+696处铁路特大桥。

该桥位于大同市湖东区，采用61-32m双线预应力混凝土简支梁结构，与既有御河桥平行对应布置。

桥全长2010.2米，全桥位于0‰（0#台～55#墩）和3.8‰的坡道及直线上。

采用Φ1.0m钻孔桩基础，双线圆端形桥墩，双线T型桥台。

钻孔桩长度从23.5m～39m,钻孔总计19306延米。

桥下以河滩耕地为主，施工范围内主要地层有填筑土、粉土、粉质粘土、砂类土、圆砾土。

本桥主要跨越桑干河支流御河，日常水流主要在51#～53#墩间，该河流属暴雨型间歇来水，水面宽度约为30m，水深为0.5～1.0m，流速小于0.3m/s。

本桥钻孔桩施工采用旋挖钻机成孔,因此在施工过程中钻孔灌注桩可能会产生断桩，为了防控钻孔灌注桩断桩的产生，现根据施工特点及施工类型，我项目部组织专业技术人员从以下几个方面进行分析：

2.1清孔不彻底

清孔不彻底的原因：

一是因孔底沉渣过厚；二是因泥浆比重大、含砂量高，孔底沉渣过厚；清孔系数mo值大大降低，桩尖处的极限承载力降低，将形成废桩；泥浆比重大，含砂量高，在灌注水下混凝土时，易造成钢筋笼外部分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。

2.2灌注过程中坍孔和缩径

灌注过程中的坍孔：

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．孔内水流失后未及时补水，造成孔内水头高度不够孔壁坍塌。

孔壁失稳坍塌、掉块会造成断桩、夹层甚至埋管事故。

灌注过程中的缩径往往是因为钻孔穿过地层中的膨胀土（软弱土）层张益飞长时间浸水后膨胀．造成孔径缩小．产生部分断桩或夹层断桩。

2.3导管进水及埋深不合理

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埋深过小．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浆皮、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，管内混凝土不易流出。

容易造成堵塞，甚至埋管事故。

2.4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、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。

卡管处理时间过长将导致灌注时间过长，首批灌注混凝土已初凝，易形成断桩。

若卡管后，用吊绳拌动导管，导管上安装附着式振捣器．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。

2.5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溢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扰动，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，导致混凝土离析。

若进入的泥浆多，离析发生到一定程度，离析出的卵石易在管内出现“架桥”而堵管，以致无法继续灌注，从而造成断桩事故。

3、钻孔灌注桩断桩的防治措施”。

断桩会给项目部带来资金浪费,工程质量受损,工期延误等危害，为了提高工程质量和项目部的经营效益，我们必须采取有效的防治措施避免断桩的发生。

为此在施工前我认真分析编制行之有效的施工组织设计，在施工中严格要求、精心管理施工技术，确保施工质量。

3.1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1．05～120t／m，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17s～20s。

灌注前，必须对孔底沉淀层厚度再进行一次测定．清孔后孔内沉渣厚度．摩擦桩不大于0．44）,6d（d为设计桩径）．端承桩不大于50mm。

如厚度超过规定，需再次清孔．符合要求后立即灌注混凝土。

3.2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、移开重物或机械振动等．然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土。

如不继续坍孔，可恢复正常灌注。

如坍孔不停止．坍塌部位较深。

应将导管拔出．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。

3.3选择质量可靠的导管、导管埋深符合规范

为避免导管漏水．下导管前应仔细检查接头处橡胶密封垫圈和导管加工质量．以保证密封性能可靠。

不同施工条件下的导管及适用范围。

导管埋深不能小于2m。

最大埋深不能大于8m．一般控制在4—6m．。

埋深过小会使管外混凝土面上的泥浆卷入混凝土形成夹泥；过大则使混凝土不易流出顶升，还可造成桩外周的混凝土出现骨料离析和空洞，减小桩的有效直径；亦可