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摘要：结合桥梁钻孔灌注桩施工的工程实例，对发生灌注桩断桩的常见原因进行了分析，介绍了控制桥桩质量的技术措施及其发生断桩后的处理方法。
关键词：钻孔灌注桩；断桩；原因；对策
中图分类号：U443.15+4文献标识码： A 文章编号：
1 前言
随着我国交通基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点广泛地应用于公路桥梁工程。但灌注桩属于隐蔽工程，大部分是在水下进行的，影响灌注桩施工质量的因素很多，质量检查也比较困难，因此对其施工过程每一环节都必须严格要求，稍有不慎或措施不严就会在灌注中产生质量缺陷，断桩就是经常发生且难以处理的病害之一。本文就断桩事故的产生原因作一简要的分析，并介绍一些有关处理断桩的工艺方法及控制桥桩质量的技术措施。
2 断桩成因及常见的断桩形式
2．1 断桩的成因
断桩是由于泥浆浸入桩基混凝土的某一部分或全部端面，破坏了桩的整体性受力形态或是桩体混凝土自身强度不能满足设计强度要求，从而形成废桩。
2．2 常见的断桩形式
1)桩体混凝土自身强度不足。2)混凝土桩体与基岩之间不凝固。3)桩身中段出现混凝土不凝固。4)桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开。5)桩身出现空洞体。
3 断桩的成因分析
诱发断桩的因素有很多，分析起来，主要有以下几个方面。
3．1 混凝土强度
在施工中，水泥用量不足，混凝土配比不当不能满足设计强度要求从而造成断桩。
3．2 导管水密性及混凝土封底
导管水密性、承压、抗拉性能不好，隔水设施差，导致导管渗水进而造成断桩；首批混凝土储备量不足或导管底口距孔底间距过大，混凝土下落后不能埋住导管底口以致泥水从底口进入，造成封底失败而造成断桩。
3．3 灌注混凝土过程中的灌混凝土面标高测定及导管埋深
在灌注混凝土过程中由于测定已灌混凝土表面标高错误，导致导管埋深过小，出现拔脱现象，形成夹层断桩。导管埋深过大且灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，在提升导管时，因连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。
3．4 混凝土配合比及坍落度
由于人工配料的随意性较大，如果责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出的混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管致使灌注无法进行而导致断桩。
3．5 成孔井壁坍塌
由于工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，施工者没有经验，在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂等事故，造成泥砂性断桩。这类现象在断桩事故中占有相当大的比例。
3．6 特殊原因
由于混凝土外加剂、机械故障、停电或突降暴雨等造成施工不能连续进行，井中水位突然下降等因素，使灌注中途不得不将导管提离水下混凝土而形成断桩。因此，认真对待灌注前的准备工作，这对保证桩基的质量也是十分重要的。
4断桩的处理方法
(1)断桩的处理方法根据发现断桩的时间和混凝土的强度等级大小确定。如果在混凝土灌注过程中发现断桩，应立即将钢筋笼吊起 ，利用钻机清除已灌注混凝土，然后重新进行钢筋笼的吊放和混凝土的灌注。
(2)若断桩位置处于距地表10 m以下处，且混凝土已终凝，可使用直径略小于钢筋笼内径的冲击钻在原桩位进行冲击钻孔至钢筋笼底口以下1 m处，然后往孔内投放适量炸药，待钢筋笼松动后整体吊出。然后再进行二次扩孔至设计直径，清孔后重新灌注混凝土。
(3)若断桩位置处于距地表5 m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。
(4)若断桩位置处于地表5～10 m时，或虽距地表5 m以内但地质条件不良时，可将略大于桩径的混凝土管或钢管一节节接起来，直到沉到断桩位置以下0．5 m处，清除泥浆及掺杂泥浆的混凝土，露出良好的混凝土面并对其凿毛，清除钢筋上泥浆，然后以混凝土管或钢管为模板浇筑混凝土。
(5)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。
(6)所有断桩都可以采用机械将灌注混凝土桩的所有混凝土和钢筋全部清除，在原位置进行二次混凝土灌注。下面具体介绍一下此种处理方法。选用机械：由于断桩混凝土强度较高，无论混凝土断桩地质地基承载力大小，原灌注桩钻孔采用什么设备，故在进行断桩处理时采用机械设备多为冲击钻，冲击钻的型号根据断桩的直径、深度和混凝土强度大小确定。本次介绍断桩直径1．2 m、深度20 m、混凝土强度达到15 MPa的处理方法。护筒埋设：护简直径2．0～2．5 m(护筒直径大、渣时水位下降小，容易保证孔内水位，护筒最大半径不得超过钻头滑轮与桅杆支垫的水平投影距离)。护筒采用10 mm以上铁板制作，护筒埋设深度根据地下水位和地质情况确定，一般长度>1．5 m，护筒埋设底高程尽量在原地面以下。埋设时护筒周边用黏土夯实。如果断桩混凝土顶高程与自然地面高差<1 m，应先用人工清除部分混凝土，这样方便冲击钻头引钻。钻机就位：钻机就位前应先对钻机位置进行场地硬化处理，如地面条件不好，需在钻机施工位置铺设厚度15 mm以上的铁板。钻机就位时钻机底部应大致水平并用枕木垫实，控制钻头滑轮垂线位置与桩位偏差≤1 cm。开孔：开钻时先在孔内灌注泥浆，也可以存护筒内投入黏土，放水浸泡，利用钻头冲击来造浆，泥浆比重控制在1．2 g／cm 左右。钻进：由于混凝土当中有钢筋，所以先采取直徑0．8 m的十字型钻头进行钻进，在1．2 m混凝土桩内形成一个小孔。然后待小孔钻至设计孔深时，将钻头换成直径1．2 m的筒型钻头钻进，钻进时将钢筋平均套在简型钻头外部的扩圈内，并且将钢筋用副卷扬吊住，这样可以防止钢筋被钻头冲击时带入孔内，形成弹簧效应。当钻进至设计高程时，把钢筋全部抽 ，也就说明断桩重新成孔。成孔后就可以重新吊放钢筋笼、进行水下混凝土灌注。
5 断桩的防治措施
(1)成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。
(2)灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇筑过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。
(3)严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。
(4)在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。
(5)灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。绑水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。
(6)确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。
6 结语
断桩是桥梁施工中一种严重的质量事故，不仅给国家造成重大的经济损失，还会严重影响大桥的安全性。因此，必须充分重视施工过程的质量管理，彻底清除各种可能导致断桩事故的隐患，采取一切必要的质量控制手段和应对措施，预防和减少断桩事故的发生。一旦发生断桩事故时，也要及时采取有效的补救措施，将断桩对桥梁的不利影响降低到最小的程度。
关键词：钻孔灌注桩；断桩；原因；对策
中图分类号：U443.15+4文献标识码： A 文章编号：
1 前言
随着我国交通基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点广泛地应用于公路桥梁工程。但灌注桩属于隐蔽工程，大部分是在水下进行的，影响灌注桩施工质量的因素很多，质量检查也比较困难，因此对其施工过程每一环节都必须严格要求，稍有不慎或措施不严就会在灌注中产生质量缺陷，断桩就是经常发生且难以处理的病害之一。本文就断桩事故的产生原因作一简要的分析，并介绍一些有关处理断桩的工艺方法及控制桥桩质量的技术措施。
2 断桩成因及常见的断桩形式
2．1 断桩的成因
断桩是由于泥浆浸入桩基混凝土的某一部分或全部端面，破坏了桩的整体性受力形态或是桩体混凝土自身强度不能满足设计强度要求，从而形成废桩。
2．2 常见的断桩形式
1)桩体混凝土自身强度不足。2)混凝土桩体与基岩之间不凝固。3)桩身中段出现混凝土不凝固。4)桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开。5)桩身出现空洞体。
3 断桩的成因分析
诱发断桩的因素有很多，分析起来，主要有以下几个方面。
3．1 混凝土强度
在施工中，水泥用量不足，混凝土配比不当不能满足设计强度要求从而造成断桩。
3．2 导管水密性及混凝土封底
导管水密性、承压、抗拉性能不好，隔水设施差，导致导管渗水进而造成断桩；首批混凝土储备量不足或导管底口距孔底间距过大，混凝土下落后不能埋住导管底口以致泥水从底口进入，造成封底失败而造成断桩。
3．3 灌注混凝土过程中的灌混凝土面标高测定及导管埋深
在灌注混凝土过程中由于测定已灌混凝土表面标高错误，导致导管埋深过小，出现拔脱现象，形成夹层断桩。导管埋深过大且灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，在提升导管时，因连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。
3．4 混凝土配合比及坍落度
由于人工配料的随意性较大，如果责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出的混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管致使灌注无法进行而导致断桩。
3．5 成孔井壁坍塌
由于工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，施工者没有经验，在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂等事故，造成泥砂性断桩。这类现象在断桩事故中占有相当大的比例。
3．6 特殊原因
由于混凝土外加剂、机械故障、停电或突降暴雨等造成施工不能连续进行，井中水位突然下降等因素，使灌注中途不得不将导管提离水下混凝土而形成断桩。因此，认真对待灌注前的准备工作，这对保证桩基的质量也是十分重要的。
4断桩的处理方法
(1)断桩的处理方法根据发现断桩的时间和混凝土的强度等级大小确定。如果在混凝土灌注过程中发现断桩，应立即将钢筋笼吊起 ，利用钻机清除已灌注混凝土，然后重新进行钢筋笼的吊放和混凝土的灌注。
(2)若断桩位置处于距地表10 m以下处，且混凝土已终凝，可使用直径略小于钢筋笼内径的冲击钻在原桩位进行冲击钻孔至钢筋笼底口以下1 m处，然后往孔内投放适量炸药，待钢筋笼松动后整体吊出。然后再进行二次扩孔至设计直径，清孔后重新灌注混凝土。
(3)若断桩位置处于距地表5 m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。
(4)若断桩位置处于地表5～10 m时，或虽距地表5 m以内但地质条件不良时，可将略大于桩径的混凝土管或钢管一节节接起来，直到沉到断桩位置以下0．5 m处，清除泥浆及掺杂泥浆的混凝土，露出良好的混凝土面并对其凿毛，清除钢筋上泥浆，然后以混凝土管或钢管为模板浇筑混凝土。
(5)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。
(6)所有断桩都可以采用机械将灌注混凝土桩的所有混凝土和钢筋全部清除，在原位置进行二次混凝土灌注。下面具体介绍一下此种处理方法。选用机械：由于断桩混凝土强度较高，无论混凝土断桩地质地基承载力大小，原灌注桩钻孔采用什么设备，故在进行断桩处理时采用机械设备多为冲击钻，冲击钻的型号根据断桩的直径、深度和混凝土强度大小确定。本次介绍断桩直径1．2 m、深度20 m、混凝土强度达到15 MPa的处理方法。护筒埋设：护简直径2．0～2．5 m(护筒直径大、渣时水位下降小，容易保证孔内水位，护筒最大半径不得超过钻头滑轮与桅杆支垫的水平投影距离)。护筒采用10 mm以上铁板制作，护筒埋设深度根据地下水位和地质情况确定，一般长度>1．5 m，护筒埋设底高程尽量在原地面以下。埋设时护筒周边用黏土夯实。如果断桩混凝土顶高程与自然地面高差<1 m，应先用人工清除部分混凝土，这样方便冲击钻头引钻。钻机就位：钻机就位前应先对钻机位置进行场地硬化处理，如地面条件不好，需在钻机施工位置铺设厚度15 mm以上的铁板。钻机就位时钻机底部应大致水平并用枕木垫实，控制钻头滑轮垂线位置与桩位偏差≤1 cm。开孔：开钻时先在孔内灌注泥浆，也可以存护筒内投入黏土，放水浸泡，利用钻头冲击来造浆，泥浆比重控制在1．2 g／cm 左右。钻进：由于混凝土当中有钢筋，所以先采取直徑0．8 m的十字型钻头进行钻进，在1．2 m混凝土桩内形成一个小孔。然后待小孔钻至设计孔深时，将钻头换成直径1．2 m的筒型钻头钻进，钻进时将钢筋平均套在简型钻头外部的扩圈内，并且将钢筋用副卷扬吊住，这样可以防止钢筋被钻头冲击时带入孔内，形成弹簧效应。当钻进至设计高程时，把钢筋全部抽 ，也就说明断桩重新成孔。成孔后就可以重新吊放钢筋笼、进行水下混凝土灌注。
5 断桩的防治措施
(1)成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。
(2)灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇筑过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。
(3)严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。
(4)在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。
(5)灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。绑水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。
(6)确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。
6 结语
断桩是桥梁施工中一种严重的质量事故，不仅给国家造成重大的经济损失，还会严重影响大桥的安全性。因此，必须充分重视施工过程的质量管理，彻底清除各种可能导致断桩事故的隐患，采取一切必要的质量控制手段和应对措施，预防和减少断桩事故的发生。一旦发生断桩事故时，也要及时采取有效的补救措施，将断桩对桥梁的不利影响降低到最小的程度。