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摘要:断桩现象是钻孔灌注桩施工过程中常见的质量通病，若没有得到有效的处理，很可能影响到桥梁工程的整体质量。为此，本文结合工程实例，分析了钻孔灌注桩施工断桩问题产生的原因，并根据施工现场提出了不同的解决方案和预防措施，供类似工程参考。
关键词:钻孔灌注桩；断桩问题；处置方法；预防措施
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
随着城市基础设施建设步伐的加快，公路、铁路桥梁建设工程数量日益增加，对桥梁的施工质量要求也越来越高。钻孔灌注桩作为基础工程中常见的一种桩基类型，具有结构简单、承载力高、适应性强、应用范围广和性价比高等优点，能够适用于填土、粉土、碎石和砂土等复杂地质条件中，目前在城市桥梁工程建设中得到广泛的应用。然而，由于钻孔灌注桩往往需在水下现浇成桩，在施工过程中容易出现钢筋笼上浮、桩身缩径、断桩等质量问题，其中断桩问题尤为突出，若没有得到有效的处理，不仅会影响到桥梁工程的质量，严重情况下很可能造成人员的伤亡和财产的损失。因此，本文通过分析钻孔灌注桩施工断桩问题产生的原因，提出相应的处置方法，以确保桥梁工程的整体质量。
1 工程概况
某工程1#、5#楼以钻孔灌注桩作为工程桩基础，工程桩数量分别为39、46根。工程地质土层分布情况:(1)杂填土:厚度2.7～4.1m，多数为粘土质填土；(2)淤泥:厚度1.9～3.1m，为深灰色，饱和流塑；(3)粉质粘土:厚度1.9～3.3m，呈浅灰色；(4)粘土质粉砂:厚度4.4～5.2m，湿度大，饱和状态；(5)弱风化石灰岩层:结构紧密，岩石硬度大，为本工程的桩持力层。设计要求桩入岩层500mm以上，标准孔底沉渣≤50mm，充盈系数为1.1～1.3，砼强度C35。
本工程施工出现断桩时，根据现场实际情况选择了下述不同的处置方法。
2 桩外钻孔压浆法
本工程G－11#钻孔灌注桩，桩径1500mm。混凝土灌注过程中渗水严重发生坍孔，无法及时清理，使灌注中断造成断桩，致使标高－9.5m至－11.6m处形成2.1m深的事故段，混凝土严重稀释，且混有泥浆。
针对上述情况，采用桩外钻孔压浆法进行断桩处理，以便在桩外围地层形成一个整体，阻止水和流沙进入桩孔，进而进行桩孔清理与砼的灌注。
钻孔:桩孔用黄泥填夯，在环绕桩外壁200～300mm的圆环位置均匀布置10～16个直径为110～120mm的钻孔(钻孔个数可视灌注桩桩径大小而增减，一般1500mm桩径的布置10个钻孔即可)，钻孔应深入断桩水平面1000mm以上。成孔清渣完毕放下压浆管后，随即用30～40mm的石子(宜加入适量的砂)填满钻孔(详见图1)。
图1 桩外钻孔压浆法
清孔:用木塞将钻孔口塞紧，从压浆管中注入清水进行清孔(泵压宜为0.4～0.5MPa)。
注浆:用木塞将钻孔口塞紧，注入水灰比0.45～0.5的纯水泥浆(泵压宜为0.4～0.5MPa)，直到返回水泥浆为止。
浇砼:注浆完毕，钻孔内的浆液凝结后，将桩孔内的黄土清除，露出良好的混凝土并凿毛，清洗干净后浇注灌注桩砼。
本桩经处理后，事故段内含泥量降至1%以下。注浆后20h扫孔取芯，芯样抗压强度达C20－C25，28d后抗压强度达C41，加固段与正常桩段胶结良好。交付使用后经2年沉降观测，情况正常。
3 桩内钻孔压浆法
本工程A－7#钻孔灌注桩，桩径2200mm。混凝土灌注過程中埋管太深提升困难，进行二次浇注砼时部分塌孔缩径造成断桩，致使－13.1m至－14.7m处发生达1.6m深的断桩，且－16.1m至－18.3m处有2.2m深的缩径，事故段均夹有粘土。
针对上述情况，采用桩内钻孔压浆法进行断桩处理。
钻孔:先在桩顶布置直径为90－110mm的钻孔5个或7个，其中一个孔位于桩中心，其余4个(或6个)个孔等分均布四周，钻孔时应穿过断桩处并深入到断桩之下的桩身。钻孔完毕后，及时为钻孔预埋深为500mm的孔口导管，导管四周用水泥砂浆封闭严密(详见图2)。
图2 桩外钻孔压浆法
洗孔:下放旋喷器到断层部位进行高压冲刷，直到返回清水为止。
清渣:下放风包至断桩处，用空压机送风吹孔，吹孔清渣可2孔同时进行，其余孔利用水泵吹水，始终保持孔内有水，当返回的水中不含渣后，再清其余孔。
压浆:清渣完毕，将旋喷器，压浆管下入两相邻钻孔内，其余孔填入30－40mm的石子。进行不小少于20分钟的压水实验后，在孔中注入水灰比为0.60～0.65的稀水泥浆(泵压大于5MPa)，待其他3个(或5个)孔均泛出稀浆时，再注入水灰比为0.4的浓水泥浆，直至各孔均冒出浓浆为止。
本桩经处理后，事故段内含泥量降至1%以下。注浆后20h扫孔取芯，芯样抗压强度达C25－C30、28d后抗压强度达C44，加固段与正常桩段胶结良好。交付使用后经2年沉降观测，情况正常。
4 导管计量湿接法
本工程D－10#钻孔灌注桩，桩径1500mm。混凝土灌注过程中发生严重堵管，引起砼灌注中断造成断桩，致使标高－8.0m至－10.7m处形成2.7m厚的事故段，事故发生时混凝土浇注时间不长，混凝土还未初凝。
针对上述情况，采用导管计量湿接法进行断桩处理。
测量:在提出导管并对其进行必要的清理后，使用测锤测量出已灌混凝土顶面标高，测量应准确，以便能顺利准确完成接桩。
计量:计算导管和漏斗的容积，计算出混凝土刚好将导管填满时，漏斗中混凝土顶面的位置，并在漏斗相应位置上做标记。
下管:根据测锤测量结果和导管长度，将导管下放，在导管底离已灌混凝土顶面只有80－120mm时停止下放，加球胆。
湿接:继续对灌注桩进行灌注，注意观察漏斗内混凝土顶面位置，当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间(即混凝土面刚好到达事先做好的标记位置时)，将导管快速压入已灌混凝土顶面以下，完成湿接桩。
本桩经处理后，注浆后20h扫孔取芯，芯样抗压强度达C20－C25、28d后抗压强度达C42，加固段与正常桩段胶结良好。交付使用后经2年沉降观测，结果情况正常。
除上述几种方法外，还可根据现场情况灵活进行断桩的处理。
当断桩位置位于地表15m以内，且地质条件良好时，可开挖至断桩位置，将泥浆或掺杂泥浆的混凝土清除，露出良好的混凝土并凿毛，将钢筋上的泥浆清除干净后，支模浇筑混凝土。拆模后及时回填并夯实。
当断桩位置位于地表15m以外时，对于计划重做的桩，要立即拔出钢筋笼子，提出导管，进行二次扩孔至设计直径，清孔后重新灌注混凝土。
若因坍孔、导管无法拔出等造成断桩而无法处理时，可由设计单位结合质量事故报告提出补桩方案，在原桩两侧进行补桩。
5 断桩常见成因与预防
5.1 断桩成因
断桩最常见的原因是桩在灌注混凝土过程中，泥浆或砂砾进入混凝土，把灌注的混凝土隔开，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。断桩主要分为完全式断桩、夹层式断桩，常见的断桩原因有以下几种:
(1)堵管:造成堵管的原因主要有，混凝土坍落度过小，或石料粒径过大；运输或等待时间过长导致混凝土离析后没二次搅拌导致骨料卡管；水泥结块或冬季施工时因集料含水量较大而冻结成块导致堵管等；
(2)坍孔:护壁质量、水头等原因导致混凝土在灌注过程中发生坍孔，无法清理，或使用吸泥机清理不彻底，使灌注中断造成断桩；
(3)封底问题:检测、计算错误导致导管长度不够，底口与孔底距离过大使得混凝土不能埋住导管底部，或由于导管提拔过量，将导管底口处于泥浆层甚至拔出混凝土面而形成断桩；
(4)导管断裂:钢筋笼卡住导管后强力提升导致导管脱节、断裂；导管埋置过深，无法提管或提出导管后发生管裂；或导管接口渗漏，泥浆进入导管形成夹层而导致断桩；或虽未导致管裂，但由于提管过程中用力过猛，导致混凝土连续下落与泥土形成夹泥缩孔；
(5)其他原因:机械故障、停电、混凝土供应不足等造成混凝土灌注中断时间过长，致使导管无法提起，形成断桩。
5.2 断桩预防
施工过程中，可针对上述断桩成因在人员、材料、机械、施工方法、现场管理等方面进行有针对性地预防。搅拌机、水泥、砂石等机械材料应准备充分，保证灌注的连续性；钢筋笼搭接__焊时，应避免焊缝形成错台导致卡管；控制好混凝土的坍落度；尽量采用大直径导管，作业前应对导管进行检漏和抗压试验；下导管时，控制好导管底与孔底的距离，以及导管埋置深度；拔导管时严禁盲目拔管；堵管时应拔插抖动导管，或用型钢插入导管进行导管疏通，避免断桩情况的发生。
6 结语
钻孔灌注桩质量事故引发的后果十分严重，特别是断桩事故的危害。因此，施工单位必须充分重视施工过程中的质量管理，采取合理的措施清除各种可能导致断桩事故的隐患。同时施工人员要严格按照相关规范的要求进行操作，提高安全防范意识，尽可能避免断桩质量事故或把质量事故降低到最低限度，确保桥梁工程的质量安全。
参考文献
[1] 朱汭.桥梁钻孔灌注桩断桩的预防措施及处理方法[J].建筑与文化.2012年第03期
[2] 刚绍壮；谭文平.浅析钻孔灌注桩断桩问题及防治措施[J].科技致富向导.2011年第33期
关键词:钻孔灌注桩；断桩问题；处置方法；预防措施
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
随着城市基础设施建设步伐的加快，公路、铁路桥梁建设工程数量日益增加，对桥梁的施工质量要求也越来越高。钻孔灌注桩作为基础工程中常见的一种桩基类型，具有结构简单、承载力高、适应性强、应用范围广和性价比高等优点，能够适用于填土、粉土、碎石和砂土等复杂地质条件中，目前在城市桥梁工程建设中得到广泛的应用。然而，由于钻孔灌注桩往往需在水下现浇成桩，在施工过程中容易出现钢筋笼上浮、桩身缩径、断桩等质量问题，其中断桩问题尤为突出，若没有得到有效的处理，不仅会影响到桥梁工程的质量，严重情况下很可能造成人员的伤亡和财产的损失。因此，本文通过分析钻孔灌注桩施工断桩问题产生的原因，提出相应的处置方法，以确保桥梁工程的整体质量。
1 工程概况
某工程1#、5#楼以钻孔灌注桩作为工程桩基础，工程桩数量分别为39、46根。工程地质土层分布情况:(1)杂填土:厚度2.7～4.1m，多数为粘土质填土；(2)淤泥:厚度1.9～3.1m，为深灰色，饱和流塑；(3)粉质粘土:厚度1.9～3.3m，呈浅灰色；(4)粘土质粉砂:厚度4.4～5.2m，湿度大，饱和状态；(5)弱风化石灰岩层:结构紧密，岩石硬度大，为本工程的桩持力层。设计要求桩入岩层500mm以上，标准孔底沉渣≤50mm，充盈系数为1.1～1.3，砼强度C35。
本工程施工出现断桩时，根据现场实际情况选择了下述不同的处置方法。
2 桩外钻孔压浆法
本工程G－11#钻孔灌注桩，桩径1500mm。混凝土灌注过程中渗水严重发生坍孔，无法及时清理，使灌注中断造成断桩，致使标高－9.5m至－11.6m处形成2.1m深的事故段，混凝土严重稀释，且混有泥浆。
针对上述情况，采用桩外钻孔压浆法进行断桩处理，以便在桩外围地层形成一个整体，阻止水和流沙进入桩孔，进而进行桩孔清理与砼的灌注。
钻孔:桩孔用黄泥填夯，在环绕桩外壁200～300mm的圆环位置均匀布置10～16个直径为110～120mm的钻孔(钻孔个数可视灌注桩桩径大小而增减，一般1500mm桩径的布置10个钻孔即可)，钻孔应深入断桩水平面1000mm以上。成孔清渣完毕放下压浆管后，随即用30～40mm的石子(宜加入适量的砂)填满钻孔(详见图1)。
图1 桩外钻孔压浆法
清孔:用木塞将钻孔口塞紧，从压浆管中注入清水进行清孔(泵压宜为0.4～0.5MPa)。
注浆:用木塞将钻孔口塞紧，注入水灰比0.45～0.5的纯水泥浆(泵压宜为0.4～0.5MPa)，直到返回水泥浆为止。
浇砼:注浆完毕，钻孔内的浆液凝结后，将桩孔内的黄土清除，露出良好的混凝土并凿毛，清洗干净后浇注灌注桩砼。
本桩经处理后，事故段内含泥量降至1%以下。注浆后20h扫孔取芯，芯样抗压强度达C20－C25，28d后抗压强度达C41，加固段与正常桩段胶结良好。交付使用后经2年沉降观测，情况正常。
3 桩内钻孔压浆法
本工程A－7#钻孔灌注桩，桩径2200mm。混凝土灌注過程中埋管太深提升困难，进行二次浇注砼时部分塌孔缩径造成断桩，致使－13.1m至－14.7m处发生达1.6m深的断桩，且－16.1m至－18.3m处有2.2m深的缩径，事故段均夹有粘土。
针对上述情况，采用桩内钻孔压浆法进行断桩处理。
钻孔:先在桩顶布置直径为90－110mm的钻孔5个或7个，其中一个孔位于桩中心，其余4个(或6个)个孔等分均布四周，钻孔时应穿过断桩处并深入到断桩之下的桩身。钻孔完毕后，及时为钻孔预埋深为500mm的孔口导管，导管四周用水泥砂浆封闭严密(详见图2)。
图2 桩外钻孔压浆法
洗孔:下放旋喷器到断层部位进行高压冲刷，直到返回清水为止。
清渣:下放风包至断桩处，用空压机送风吹孔，吹孔清渣可2孔同时进行，其余孔利用水泵吹水，始终保持孔内有水，当返回的水中不含渣后，再清其余孔。
压浆:清渣完毕，将旋喷器，压浆管下入两相邻钻孔内，其余孔填入30－40mm的石子。进行不小少于20分钟的压水实验后，在孔中注入水灰比为0.60～0.65的稀水泥浆(泵压大于5MPa)，待其他3个(或5个)孔均泛出稀浆时，再注入水灰比为0.4的浓水泥浆，直至各孔均冒出浓浆为止。
本桩经处理后，事故段内含泥量降至1%以下。注浆后20h扫孔取芯，芯样抗压强度达C25－C30、28d后抗压强度达C44，加固段与正常桩段胶结良好。交付使用后经2年沉降观测，情况正常。
4 导管计量湿接法
本工程D－10#钻孔灌注桩，桩径1500mm。混凝土灌注过程中发生严重堵管，引起砼灌注中断造成断桩，致使标高－8.0m至－10.7m处形成2.7m厚的事故段，事故发生时混凝土浇注时间不长，混凝土还未初凝。
针对上述情况，采用导管计量湿接法进行断桩处理。
测量:在提出导管并对其进行必要的清理后，使用测锤测量出已灌混凝土顶面标高，测量应准确，以便能顺利准确完成接桩。
计量:计算导管和漏斗的容积，计算出混凝土刚好将导管填满时，漏斗中混凝土顶面的位置，并在漏斗相应位置上做标记。
下管:根据测锤测量结果和导管长度，将导管下放，在导管底离已灌混凝土顶面只有80－120mm时停止下放，加球胆。
湿接:继续对灌注桩进行灌注，注意观察漏斗内混凝土顶面位置，当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间(即混凝土面刚好到达事先做好的标记位置时)，将导管快速压入已灌混凝土顶面以下，完成湿接桩。
本桩经处理后，注浆后20h扫孔取芯，芯样抗压强度达C20－C25、28d后抗压强度达C42，加固段与正常桩段胶结良好。交付使用后经2年沉降观测，结果情况正常。
除上述几种方法外，还可根据现场情况灵活进行断桩的处理。
当断桩位置位于地表15m以内，且地质条件良好时，可开挖至断桩位置，将泥浆或掺杂泥浆的混凝土清除，露出良好的混凝土并凿毛，将钢筋上的泥浆清除干净后，支模浇筑混凝土。拆模后及时回填并夯实。
当断桩位置位于地表15m以外时，对于计划重做的桩，要立即拔出钢筋笼子，提出导管，进行二次扩孔至设计直径，清孔后重新灌注混凝土。
若因坍孔、导管无法拔出等造成断桩而无法处理时，可由设计单位结合质量事故报告提出补桩方案，在原桩两侧进行补桩。
5 断桩常见成因与预防
5.1 断桩成因
断桩最常见的原因是桩在灌注混凝土过程中，泥浆或砂砾进入混凝土，把灌注的混凝土隔开，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。断桩主要分为完全式断桩、夹层式断桩，常见的断桩原因有以下几种:
(1)堵管:造成堵管的原因主要有，混凝土坍落度过小，或石料粒径过大；运输或等待时间过长导致混凝土离析后没二次搅拌导致骨料卡管；水泥结块或冬季施工时因集料含水量较大而冻结成块导致堵管等；
(2)坍孔:护壁质量、水头等原因导致混凝土在灌注过程中发生坍孔，无法清理，或使用吸泥机清理不彻底，使灌注中断造成断桩；
(3)封底问题:检测、计算错误导致导管长度不够，底口与孔底距离过大使得混凝土不能埋住导管底部，或由于导管提拔过量，将导管底口处于泥浆层甚至拔出混凝土面而形成断桩；
(4)导管断裂:钢筋笼卡住导管后强力提升导致导管脱节、断裂；导管埋置过深，无法提管或提出导管后发生管裂；或导管接口渗漏，泥浆进入导管形成夹层而导致断桩；或虽未导致管裂，但由于提管过程中用力过猛，导致混凝土连续下落与泥土形成夹泥缩孔；
(5)其他原因:机械故障、停电、混凝土供应不足等造成混凝土灌注中断时间过长，致使导管无法提起，形成断桩。
5.2 断桩预防
施工过程中，可针对上述断桩成因在人员、材料、机械、施工方法、现场管理等方面进行有针对性地预防。搅拌机、水泥、砂石等机械材料应准备充分，保证灌注的连续性；钢筋笼搭接__焊时，应避免焊缝形成错台导致卡管；控制好混凝土的坍落度；尽量采用大直径导管，作业前应对导管进行检漏和抗压试验；下导管时，控制好导管底与孔底的距离，以及导管埋置深度；拔导管时严禁盲目拔管；堵管时应拔插抖动导管，或用型钢插入导管进行导管疏通，避免断桩情况的发生。
6 结语
钻孔灌注桩质量事故引发的后果十分严重，特别是断桩事故的危害。因此，施工单位必须充分重视施工过程中的质量管理，采取合理的措施清除各种可能导致断桩事故的隐患。同时施工人员要严格按照相关规范的要求进行操作，提高安全防范意识，尽可能避免断桩质量事故或把质量事故降低到最低限度，确保桥梁工程的质量安全。
参考文献
[1] 朱汭.桥梁钻孔灌注桩断桩的预防措施及处理方法[J].建筑与文化.2012年第03期
[2] 刚绍壮；谭文平.浅析钻孔灌注桩断桩问题及防治措施[J].科技致富向导.2011年第33期