桥梁断桩的防治措施
2017-06-05
目前，桥梁工程的设计、施工中经常采用灌注桩基础，因为它的优点很多：承载力好，简化施工，缩短工期，降低了工程造价，所需设备简单，操作方便。但施工过程中断桩问题一直是困扰施工单位的难题。下面就灌注桩断桩产生的原因及解决方法作以下几点论述。
1 断桩产生的原因
所谓断桩是指泥浆与水泥砂浆混合物把灌注桩的上下段混凝土隔开，使混凝土变质或截面受损，成为断桩。断桩是施工过程中严重的质量问题，如不作妥善处理，桩不能使用。因此灌注时要十分注意防止断桩。断桩的常见原因有以下几种：
1.1 灌注时间长，表面混凝土流动性差，导管埋深浅，继续灌注的混凝土冲破表面层而上升，将混有泥浆的表层覆盖、包裹，就会造成断桩或桩身夹泥。
1.2 导管提升过猛使混凝土卡管时，往往采用抖动导管的办法来迫使导管内混凝土下降，此时导管没有提离混凝土表面（只是埋深变浅），则可能有泥浆混入，形成桩身夹泥。如导管提离混凝土面太大，就成为断桩。
1.3 测深不准，由于把沉积在混凝土面上浓泥浆中可能含有的泥块误认为混凝土，错误地判断混凝土表面高度，使导管提离混凝土面成为断桩。由于拆除导管的尺度时的统计错误，也会发生这种事故。
1.4 灌注中途，混凝土卡管或导管严重漏水，需拔出导管才能处理，也将形成断桩。
1.5 突然停电，现场没有配备发电机或发电机也突然发生故障，搅拌设备或吊机突然损坏，浇灌过程中突然暴雨无法继续浇灌等等，使中途停顿时间太长，不得不将导管提离混凝土面形成断桩。
1.6 混凝土灌注过程中孔壁发生坍塌。
1.7 混凝土灌注前泥浆比重、含砂率过大或泥浆的粘度过小，在灌注过程中泥浆或砂发生大量沉降，致使导管在混凝土中的埋置深度过小。
1.8 混凝土的离析导致混凝土的强度降低，严重的也会引起断桩。混凝土离析产生的原因：灌桩用混凝土灌注前本身就发生了离析。混凝土灌注过程中导管内进水，使水泥和骨料之间发生了分离。灌注过程中导管在混凝土中的埋置深度过小，首批混凝土中已被泥浆离析的部分混凝土没有上翻而留在桩的内部。
2 常用处治方法
2.1 原位复桩。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。
2.2 接桩。为确保工程质量，停止混凝土的浇筑并提前拔出导管。确定接桩方案，首先，对桩进行声测确定好混凝土的部位；其次，根据设计提供的地质资料确定井点降水-开挖-20#素混凝土进行护壁，护壁内用钢筋箍圈进行加固。第三，挖至合格数处利用人工凿毛，按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。
2.3 桩芯凿井法。这种方法说起来容易做起来难，即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙，放置钢筋笼，用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。此方法日进度缓慢，如果遇到个别桩水处理不好、降不下去，更是困难重重，导致质量、工期和经济上的重大损失。
2.4 补送结合法。当打入桩采用分节连接，逐根沉人时，差的接桩可能发生连接节点脱开的情况，此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打，使其下沉，把松开的接头再顶紧，使之具有一定的竖向承载力；其次，适当补些全长完整的桩，一方面补足整个基础竖向承载力的不足，另一方面补打的整桩可承受地震荷载。
2.5 纠偏法。桩身倾斜，但未断裂，且桩长较短，或因基坑开挖造成桩身倾斜，而未断裂，可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。
2.6 扩大承台法。由于以下三种原因，原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求，而需要扩大桩基承台的面积。
2.6.1 桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求，可用扩大承台法处理。
2.6.2 考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求，需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载。
2.6.3 桩基质量不均匀，防止独立承台出现不均匀沉降，或为提高抗震能力，可采用把独立的桩基承台连成整块，提高基础整体性，或设抗震地梁。
3 断桩的预防措施
3.1 对桩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
3.1.1 由于并不是所有的桥涵设计都经专门的设计单位进行设计。尤其地方道路工程中的中、小桥，在设计过程中很少考虑甚至不考虑冻胀力对桩身的危害作用，这就要求在设计中必须保证桩身强度。
3.1.2 每m3混凝土用量一般不低于350kg，配比实际标号一般应超出设计标号10%～15%。
3.1.3 对于所用钢筋，使用之前一定要做力学性能实验，严把质量关，质量不合格的钢筋严禁使用，对于钢筋的焊接工艺，需要焊条级别，一定要坚持标准，按规范去实施。
3.2 严密施工组织设计，在施工前，把一切灌孔的设备工具都准备齐全，保证混凝土施工的连续性，尽量缩短浇筑时间
3.2.1 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。
导管内壁光滑、顺直、无局部凸凹，各节内径应大小一致，偏差不大于±2mm，应严格控制拨导管、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。
3.2.2 为保证混凝土的流动性，严格控制塌落度，应保证在18～22cm之间，骨料尽可能选用卵石适宜粒径为0.5～3.0cm，使最大粒径不大于4.0cm，混凝土初凝时间不早于5h，如果必要，需加入一些外加剂，以延长初凝时间。
3.2.3 导管在混凝土中的埋置一般应小于2m，最少也不应小于lm，最大不应超过6m，埋深太大将不利于导管的提升，也给导管内混凝土的下降增加阻力，拔导过猛容易将导管拉断，另外，还会使导管在混凝土中埋深过小，易使泥浆涌入底口。
3.3 防止导管或底口进水，加强隔水设施
3.3.1 导管在灌注混凝土前应进行必要的水密承压实验和接头抗拉实验，严格检查接头是否严密，焊缝是否破裂，及时及早的进行修补。
3.3.2 应计算好首批混凝土的用量。既满足足够的埋深，同时又要充满导管，以保证混凝土施工连续性。
3.4 防止坍孔
在施工中，应有专人负责观察施工水位，观察护筒四周是否渗水，在水中钻孔桩施工中，因河流汛期，注意测量河流水位，如发现水位差降低，应及时采取措施，保证孔内水头高度，要注意不要让孔口震动过大并尽量减轻孔附近重量。
3.5 多余浇灌及接桩
为保证桩顶质量，在桩顶设计标高上应多灌一定高度，一般为0.5～1m，在初凝后终凝前挖除。但还应保留30cm以上，以待接桩或承台施工前凿除。接桩时，将多余部分混凝土凿除后用清水冲洗干净，然后方可接桩。
4 结语
桥梁基础钻孔灌注桩质量事故引发的后果相当严重，因此施工单位在施工过程中应加强管理，采用科学的施工方案和切实可行的备用方案。只有严格按照规范、规程操作，加强监督检测，才能避免质量事故或把质量事故降低到最小限度。对已出现问题的桩基、断桩查找原因分析准确后，应掌握详尽而准确的现场资料，及时组织专家会诊，制定安全可靠而又的经济处理方案。严把钢筋材料的进料关，严格焊接工艺要求，严格按照科学的操作规程施工，断桩因素是可以预防的。
参考文献
[1]黄绳开.桥梁施工及组织管理[M].人民交通出版社，2000.8.
