断桩处理方法分析与研究

断桩处理方法分析与研究

赵俊刚

（山西省交通规划勘察设计院　山西太原　030012）

【摘　要】桥梁钻孔灌注桩，施工过程中由于各种因素的影响，有时会产生断桩。对断桩处理方法及适用条件、优缺点进行了综述。并对某公路桥梁断桩事故处理实例作了详细介绍。

【关键词】断桩；异型承台；补桩

【中图分类号】U443.15+4 【文献标识码】A

0　引　言

桥梁钻孔灌注桩，承载力大、适应性广，得到广泛应用，为桥梁建筑的主要施工环节，桩基工程对桥梁质量评价和施工进度控制有很重要的影响。

桥梁钻孔灌注桩的施工受天气、温度等自然因素的影响，同时也受施工条件和人为因素的影响，如便道、泥浆浓度、混凝土拌合、混凝土运输、外界震动冲击等，任一环节处理不好都可能引起断桩。断桩所采取的处理方法，应根据实际地形、荷载状况、施工条件、周围地质状况、断桩所处的位置等，选择经济、合理、有效的处理方法。

程没有搅拌彻底，混凝土在运输和灌注过程中会出现明显离析，流动性减弱，造成卡管，从而引起断桩。1.3　外界因素引起的断桩

桩基在施工灌注过程中，因外界因素如暴雨造成孔内严重塌方，无法正常浇注，导致导管无法拔出从而形成断桩。

2　断桩的处理办法

2.1　钻孔补强法

当桩身混凝土有蜂窝、离析、松散等情况，造成强度不够时，可用钻孔高压注浆法处理。2.2　导管灌注的处理

（1）导管在连接时应采用丝扣式连接式，其密封性能比法兰盘好些。

（2）混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等。

（3）下导管时，其底口距孔底的距离应不大于40cm~50cm。

（4）首批混凝土灌注时，导管应满足不小于1m的首次埋置深度，保证填充至导管底部，应连续灌注混凝土。

（5）输送管在夏季施工时，应多翻晒来降低温度。

2.3　二次成孔法

1　断桩的原因

1.1　导管原因引起的断桩

（1）混凝土在浇筑中，因各种因素引起导管接头断裂，造成脱离浇筑混凝土面而引起断桩。

（2）灌注中，导管内存储的空气在施工前没有排出，管中气压过大，引起导管压扁漏气，造成断桩。

（3）灌注当中，若提管不及时，致导管埋深较深、可能造成折管，提拔时可能引起拔断导管。从而造成断桩。

1.2　混凝土质量引起的断桩

若混凝土配合比、掺合物达不到要求，且运输过

【收稿日期】2017-07-07

【作者简介】赵俊刚（1980- ），男，山西清徐人，高级工程师，主要从事桥梁设计工作。

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赵俊刚：断桩处理方法分析与研究

灌注过程中出现断桩，当断桩深度不大时，可采用冲击钻重新钻孔补桩；当断桩深度较大时，或因中断时间较长，造成混凝土已初凝，应先加固孔口，然后布设钢圈梁在孔口四周，再把灌注桩钢筋接长，与钢圈梁焊接，用冲击钻从钢筋笼的内部钻进补桩，将钢筋和已灌注的混凝土完全分离，重新灌注成孔。2.4　接桩法

当桩基浇筑完成，桩顶标高不够，剩余顶面桩长不大时，桩基位置处地质条件又较好，适合开挖，可采用挖孔接桩。挖开桩头一定深度，凿除顶面松散浮层和混凝土浮浆，经处理干净后，再浇注混凝土至设计桩顶标高。

灌混凝土还未初凝时，将导管下沉开始浇灌，灌至漏斗内混凝土填满导管的瞬间，将导管压入已灌混凝土顶面以下，即完成接桩。在灌注过程中，混凝土已经初凝而造成半截桩，根据混凝土面所处的位置采用不同的方法。在地下水位以上时，应采取挖孔处理的方法，挖至混凝土面，凿毛清洗浮土浮浆后直接灌注；在地下水位以下时，且断面位置离孔口不太深，宜采用挖孔与井点降水结合的方法；在地下水位以下时，且断面位置离孔口较深，孔径较大时，宜采用桩芯凿井来处理[1]

。2.5　注浆法

注浆法可分为桩内注浆和桩外注浆。该方法虽然简单、经济、使用快捷，但不能确保每根断桩的质量都能达到要求。注浆前，首先要查明断桩所处的确切位置，根据断桩的位置，再确定是采用桩内注浆法还是桩外注浆法。2.6　增桩法

若因坍孔等因素造成的断桩深度较深，浇筑导管又无法拔出时，可在原桩两侧进行补桩。一般情况下，断一根桩应至少补2根桩，同时承台加大。补桩时按设计的桩心距离在断桩两侧对称布置。

3　断桩处理方法的适用条件及优缺点

钻孔补强法，当桩身混凝土强度不够时，可用钻孔高压注浆法处理。该方法简单、实用、经济。

导管灌注的处理，当水下桩基出现断桩的情况下，混凝土还没有初凝时，可采用下导管灌注处理。该方法简单、实用，但施工条件要求严格。

二次成孔法，灌注过程中出现断桩，当断桩深度不大时，可采用冲击钻重新钻孔补桩；当断桩深度较大时，用冲击钻从钢筋笼的内部钻进补桩，将钢筋和已灌注的混凝土完全分离，重新灌注成孔。适用于出现断桩时混凝土的强度还较低，可进行复钻。该方法可降低施工的难度，桩基位置不发生变化。

接桩法,当桩基剩余桩长不大时，桩基位置处地质条件又较好，适合开挖，可采用挖孔接桩，当持力土层埋藏较浅，且有开挖条件，开挖施工较方便，或断桩处无水或浅水等，可采用挖孔接桩。这种方法处理的结果，改变了基础形式，仅适用于地质条件较好的情况。

注浆法，该方法虽然简单、经济、实用、快捷，但不能确保每根断桩的质量都能达到要求。

增桩法，适用于断桩深度较深时，采用这种方法处理断桩，应根据新桩位的地质情况来确定桩基础的桩长，保留原桩，充分利用断桩的剩余承载力和稳定性，在断桩内侧增加桩，可以减少不必要的浪费。从基础、下部构造看，美观性较差。

4　断桩事故处理

4.1　断桩处理的几何模型

某公路有一中桥，桥台为肋板台，框架式承台，四根桩，桩径1.2m，桩长30m。施工完成后采用工程基桩声波透射法检测，其中有一根桩基检测结果为Ⅳ类桩，其余三根桩基检测结果正常，该桩在22.5m到23m范围内AB剖面存在1处缺陷，该桩在26.75m到30m范围内AB、AC、BC剖面存在三处缺陷，如图1所示。

基桩编号4-3桩径1200mm测试日期2016-08-03设计标号C25桩长30.00米灌注日期2016-07-15图1　工程基桩声波透射法检测

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西南公路

工程质量出现问题后，原设计桩长30m，断桩所处位置的深度22.5m到23m之间和26m到30m之间，断桩深度较大，采用开挖的形式进行补救不太现实，可以在断桩位置周围新增一根钢筋混凝土柱桩，也可以在断桩两侧新增两根柱桩，代替和增强原混凝土断桩承载力。考虑增加两根桩比一根桩费用高，同时施工扰动原桩也比增加一根桩大，决定在断桩外侧只增加一根桩基。经计算分析，在断桩同侧顺桥向方向，增加一桩基，承台也相应增加，虚线部分所示，如图2所示。

立面

侧面

路线中心线120120120平面图2　断桩处理几何外形图

4.2　异型承台的计算分析及配筋图

由于承台还没有施工，在垂直原排架方向再打入一根钢筋混凝土桥柱桩，相应一侧的框架承台增加尺寸，如图3所示异型承台。新增混凝土柱桩的

桩长计算，应按照原设计所需的承载力，即设计荷载，包括桩端承载力和桩周摩阻力，乘以1.3~1.5的安全系数，再减去断桩部分所产生的摩阻力，然后根据原计算方法，反推新混凝土桩的深度，孔径D与原孔径相同。新增排架的承台，其单侧框架承台增加长度L=2.5D，承台的宽度和厚度和原断面尺寸一致，承台配筋应按照实际荷载计算设计，承台浇注时应和新增的桥柱桩和断桩的料管连接在一126

起，使之浇注成整体，共同受力。计算桩长时也考虑了灌注桩与承台下的地基土，冲刷等综合因素。经计算，框架承台配筋图如图3所示。

BA-AB′CCBB′D-DC-C

EE

B-BAAB ′-B′AAD

E-E

0000000011111111NNNNNNNND

图3　异型承台的配筋

5　结语与建议

桩基工程（特别是钻孔灌注桩）的施工受内界和外界等各种因素影响，那一个环节处理不好都可

赵俊刚：断桩处理方法分析与研究

能引起断桩，因此解决断桩的合理处理方案是钻孔灌注桩施工中的一个重要问题。通过大量的工程实际经验和分析计算有以下几点体会：

（1）桩基工程施工过程中往往出现断桩缺陷、浇注不均匀等质量事故，解决这些事故的方法也比较多，但不管采用哪种方案，都需要根据所产生的原因和现场的实际情况进行合理全面的分析和研究，采取安全可靠、经济损失降至最低、技术可行的方法。

（2）对于钻孔灌注桩，要看断桩位置，如果收锤时桩头打爆，可不补桩。如果中途断桩，就要根据计算补桩，一般是在断桩旁2.5倍桩径距离补一

根，有的时候断一根要补两根。

（3）若断桩位置混凝土没有终凝，提出钢筋笼，然后用冲击钻重新钻孔。若因塌孔、导管无法拔出等造成断桩而无法处理时，则需要补桩。

（4）当基桩不能满足设计要求，原位又无法补桩，一般会在桩侧对称补两根桩，三根桩做成一承台，共同承受上部荷载，补桩时按设计的桩心距离在断桩两侧对称布置。

参 考 文 献

[1] 张琪,罗金权,岳百军,陈丽丽,钻孔灌注桩施工质量缺陷及处理方法[J],

西南公路,2015(2)p71-73

（上接第123页）

由表3可知：红粘土经过压实后，采用DCP测试的路基CBR值均较高，最小的CBR值为15%，最大的可以达到59%，高于规范规定的下路堤最小强度要求。从现场修筑的试验路来看，当天然含水率高于碾压含水率8%以内时，控制好松铺厚度，采用旋耕机进行翻晒，翻晒频率一天2~3次，两天之内含水率可以达到碾压含水率。通过压实后，路基能获得较高的强度。

合理的施工参数来提高红粘土路基整体质量和耐久性，很少考虑到红粘土路基的结构形式。本文提出了一种夹层型红粘土新型路基结构形式，该结构中的碎石夹层能起到排水、隔离、增强路堤结构强度的作用，能有效地解决红粘土路堤的变形、稳定、以及水分对路堤强度的影响。

参 考 文 献

[1] 张龙兴.湘南地区高速公路路基红粘土施工技术[J].公路交通科技应用

技术版.2006(7)

[2] 于自清.机场飞行区场道填筑红粘土施工技术[J].路基工程.2006(5)[3] 查旭东,王红详,万剑平.高液限红粘土路堤碾压工艺试验研究[J].交通

科学与工程,2001,27(1):1-6

[4] 张麒蛰.高液限红粘土路基修筑技术探讨[J].水利与建筑工程学报,

2007,5(1):83-85

[5] 龚先兵.湖南宁道高速公路红粘土路基填筑[J].道路工程,2010(3)：90-92

4　结　语

红粘土路基水稳定性较差，在反复的干湿作用下强度降低，易产生沉陷、滑塌等病害。目前，工程中主要采取改良红粘土、加强防排水措施、控制

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