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摘要：断桩的预防是钻孔灌注桩施工中的一个重要问题，本文针对这一问题，从发生断桩的现象、断桩的原因及如何预防断桩、发生断桩后如何处理等几方面进行探讨。
关键词：桥梁钻孔灌注桩断桩原因预防处治
钻孔灌注桩是我国桥梁基础中最常用的形式之一，钻孔灌注桩基础由于其施工设备简单、易于操作而被广泛应用于桥梁建设中，目前已形成了一套比较成熟的施工技术。经过几十年的发展，以其适应范围广、施工方便、经济、质量可靠，施工技术日趋成熟，因此在我国从桥梁工程到房建工程均得到了广泛的应用。
但是由于钻孔灌注桩的施工设备、供电等受多种因素影响，处理不好容易引起断桩，因此对断桩的预防是钻孔灌注桩施工中的一个重要问题，本文针对这一问题，从发生断桩的现象、断桩的原因及如何预防断桩、发生断桩后如何处理等几方面进行探讨。
一、常见的断桩形式
从目前情况看，常见的断桩形式一般有以四种：
1、混凝土桩体与基岩之间被不凝固。由于导管下孔距孔底过远或混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固而出现断桩现象。
2、桩身中段出现混凝土不凝体。受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入使局部混凝土水灰比增大，也能产生断桩现象。
3、桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开。在浇注混凝土时，导管提升过多，露出了混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，这些问题也是产生断桩现象的重要原因。
4、桩身出现空洞体。原因是未采用“回顶”法灌注，而是从孔口直接倾倒的办法灌注混凝土，产生离析，造成凝固后不密实，个别区段产生疏松、空洞现象。
二、产生断桩的原因分析
断桩作为产生严重质量事故的重要原因。对于诱发断桩的因素，我们必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生。一旦发生事故，就要及时采取补救措施。分析起来，断桩产生的原因有以下几个方面：
1、由于混凝土坍落度过小，或由于石料粒径过大、导管直径较小，在灌注过程中堵塞导管，且在混凝土初凝前无法疏通好，不得不提起导管，形成断桩。
2、由于运输或等待时间过长等原因使混凝土发生离析，又没有进行二次搅拌，灌注时大量骨料卡在导管内，不得不提出导管进行清理，引起断桩。
3、由于水泥结块或者在冬季施工时因集料含水量较大而冻结成块，搅拌时没有将结块打开，结块卡在导管内，而在混凝土初凝前不能疏通好，造成断桩。
4、混凝土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。
5、由于检测和计算错误，导管长度不够使底口与孔底距离过大，首批灌注的混凝土不能埋住导管底部，从而形成断桩。
6、在提拔导管时，盲目提拔，将导管提拔过量，使导管底口拔出混凝土面，或使导管口处于泥浆层，形成断桩。
7、在提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在混凝土初凝前无法提起，造成混凝土灌注中断，形成断桩。
8、导管接口渗漏，使泥浆进入导管，在混凝土内形成夹层，造成断桩。
9、处理堵管时，将导管提升到最小埋置深度，猛提猛插导管，使导管内混凝土连续下落與表面的浮浆、泥土相结合，形成夹泥缩孔。
10、导管埋置深度过深，无法提起导管或将导管拔断，造成断桩。
11、由于其他意外原因(如机械故障、停电、材料供应不足等)造成混凝土不能连续灌注，中断时间超过混凝土初凝时间，致使导管无法提起，形成断桩。
三、处理断桩的几种方法
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、接桩。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，降水一开挖一20#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。
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。
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荷载。
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。
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。
(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)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。
(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。
四、可采取的预防措施
1、成孔方面。桩孔成孔后，必须认真清孔。一般是采用冲洗液冲孔，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。
灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量。特别要注意到基岩中的孔径扩展情况，避免首次灌注量不足。
2、材料方面。集料的最大粒径应不大于导管内径的1，6～1／8以及钢筋最小净距的l／4，同时不大于40mm。在运输和灌注过程中，混凝土不应有离析、泌水现象。
3、混凝土灌注方面。
(1)制作钢筋笼时，为使焊口平顺，最好采用对焊的方法。若采用搭接焊法，要保证接头不在钢筋笼内形成错台，以防钢筋笼卡住导管。
(2)根据桩径和石料的最大粒径确定导管的直径，尽量采用大直径导管。导管的连接式最好采用丝扣式避免使用法兰盘式，如要使用法兰盘式要在法兰盘四周均匀布置斜向钢筋与导管焊接，减少提管后还应该建立复核和检验制度，尤其要记好每节导管的长度。
(3)若使用传统的运输车从拌合站运送混凝土，为保证首批混凝土灌注后导管的埋置深度，可在施工现场设置两条运输便道，前两辆运输车同时从两条便道运送混凝土，连续灌注。
(4)混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不能使用。
(5)下导管时，其底口距孔底的距离应不大于40 cm ～50cm(导管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中)。首批灌注混凝土的数量应满足导管首次埋置深度(不小于1m)和填充导管底部的需要。
(6)关键设备(如混凝土拌合设备、发电机、运输车辆等)要有备用，材料要准备充足，以保证混凝土能够连续灌注。
(7)首批混凝土拌合物下落后，应连续灌注混凝土。在随后的灌注过程中，一般控制导管的埋置深度在2m～6m范同内为宜，要适时提拔导管，不要使其埋置过深。
(8)采用泵送混凝土时，严格控制每一盘料的和易性及坍落度，不合时宜的坚决不用；严格控制外加剂掺量及搅拌时间，以使外加剂充分融合；夏季施工输送管采取必要的翻晒措施来降低温度。
五、结语
实践表明，混凝土灌注桩工程是一个系统工程，我们只要在设计、施工工艺、材料选择能够充分考虑的各种因素的影响，同时分工明确，密切配合，统一指挥，快速、连续地施工，还是完全可以避免钻孔灌注桩断桩的出现。
关键词：桥梁钻孔灌注桩断桩原因预防处治
钻孔灌注桩是我国桥梁基础中最常用的形式之一，钻孔灌注桩基础由于其施工设备简单、易于操作而被广泛应用于桥梁建设中，目前已形成了一套比较成熟的施工技术。经过几十年的发展，以其适应范围广、施工方便、经济、质量可靠，施工技术日趋成熟，因此在我国从桥梁工程到房建工程均得到了广泛的应用。
但是由于钻孔灌注桩的施工设备、供电等受多种因素影响，处理不好容易引起断桩，因此对断桩的预防是钻孔灌注桩施工中的一个重要问题，本文针对这一问题，从发生断桩的现象、断桩的原因及如何预防断桩、发生断桩后如何处理等几方面进行探讨。
一、常见的断桩形式
从目前情况看，常见的断桩形式一般有以四种：
1、混凝土桩体与基岩之间被不凝固。由于导管下孔距孔底过远或混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固而出现断桩现象。
2、桩身中段出现混凝土不凝体。受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入使局部混凝土水灰比增大，也能产生断桩现象。
3、桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开。在浇注混凝土时，导管提升过多，露出了混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，这些问题也是产生断桩现象的重要原因。
4、桩身出现空洞体。原因是未采用“回顶”法灌注，而是从孔口直接倾倒的办法灌注混凝土，产生离析，造成凝固后不密实，个别区段产生疏松、空洞现象。
二、产生断桩的原因分析
断桩作为产生严重质量事故的重要原因。对于诱发断桩的因素，我们必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生。一旦发生事故，就要及时采取补救措施。分析起来，断桩产生的原因有以下几个方面：
1、由于混凝土坍落度过小，或由于石料粒径过大、导管直径较小，在灌注过程中堵塞导管，且在混凝土初凝前无法疏通好，不得不提起导管，形成断桩。
2、由于运输或等待时间过长等原因使混凝土发生离析，又没有进行二次搅拌，灌注时大量骨料卡在导管内，不得不提出导管进行清理，引起断桩。
3、由于水泥结块或者在冬季施工时因集料含水量较大而冻结成块，搅拌时没有将结块打开，结块卡在导管内，而在混凝土初凝前不能疏通好，造成断桩。
4、混凝土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。
5、由于检测和计算错误，导管长度不够使底口与孔底距离过大，首批灌注的混凝土不能埋住导管底部，从而形成断桩。
6、在提拔导管时，盲目提拔，将导管提拔过量，使导管底口拔出混凝土面，或使导管口处于泥浆层，形成断桩。
7、在提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在混凝土初凝前无法提起，造成混凝土灌注中断，形成断桩。
8、导管接口渗漏，使泥浆进入导管，在混凝土内形成夹层，造成断桩。
9、处理堵管时，将导管提升到最小埋置深度，猛提猛插导管，使导管内混凝土连续下落與表面的浮浆、泥土相结合，形成夹泥缩孔。
10、导管埋置深度过深，无法提起导管或将导管拔断，造成断桩。
11、由于其他意外原因(如机械故障、停电、材料供应不足等)造成混凝土不能连续灌注，中断时间超过混凝土初凝时间，致使导管无法提起，形成断桩。
三、处理断桩的几种方法
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、接桩。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，降水一开挖一20#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。
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。
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荷载。
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。
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。
(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)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。
(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。
四、可采取的预防措施
1、成孔方面。桩孔成孔后，必须认真清孔。一般是采用冲洗液冲孔，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。
灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量。特别要注意到基岩中的孔径扩展情况，避免首次灌注量不足。
2、材料方面。集料的最大粒径应不大于导管内径的1，6～1／8以及钢筋最小净距的l／4，同时不大于40mm。在运输和灌注过程中，混凝土不应有离析、泌水现象。
3、混凝土灌注方面。
(1)制作钢筋笼时，为使焊口平顺，最好采用对焊的方法。若采用搭接焊法，要保证接头不在钢筋笼内形成错台，以防钢筋笼卡住导管。
(2)根据桩径和石料的最大粒径确定导管的直径，尽量采用大直径导管。导管的连接式最好采用丝扣式避免使用法兰盘式，如要使用法兰盘式要在法兰盘四周均匀布置斜向钢筋与导管焊接，减少提管后还应该建立复核和检验制度，尤其要记好每节导管的长度。
(3)若使用传统的运输车从拌合站运送混凝土，为保证首批混凝土灌注后导管的埋置深度，可在施工现场设置两条运输便道，前两辆运输车同时从两条便道运送混凝土，连续灌注。
(4)混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不能使用。
(5)下导管时，其底口距孔底的距离应不大于40 cm ～50cm(导管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中)。首批灌注混凝土的数量应满足导管首次埋置深度(不小于1m)和填充导管底部的需要。
(6)关键设备(如混凝土拌合设备、发电机、运输车辆等)要有备用，材料要准备充足，以保证混凝土能够连续灌注。
(7)首批混凝土拌合物下落后，应连续灌注混凝土。在随后的灌注过程中，一般控制导管的埋置深度在2m～6m范同内为宜，要适时提拔导管，不要使其埋置过深。
(8)采用泵送混凝土时，严格控制每一盘料的和易性及坍落度，不合时宜的坚决不用；严格控制外加剂掺量及搅拌时间，以使外加剂充分融合；夏季施工输送管采取必要的翻晒措施来降低温度。
五、结语
实践表明，混凝土灌注桩工程是一个系统工程，我们只要在设计、施工工艺、材料选择能够充分考虑的各种因素的影响，同时分工明确，密切配合，统一指挥，快速、连续地施工，还是完全可以避免钻孔灌注桩断桩的出现。