浅谈钻孔灌注桩断桩原因及处理
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作者: 于福华
摘要：本文分析了钻孔灌注桩成孔和成桩两大工序施工中断桩的原因，并根据断桩的中断位置(深层断桩和浅层断桩)分别阐述了应采取的处理方法。
关键词：断桩 成孔 成桩 配合比 钻孔灌注桩 钢筋笼 混凝土 离析
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、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。钻孔灌注桩属于隐蔽工程，但由于影响灌注桩施工质量的因素很多，对其施工过程每一环节都必须要严格要求，对各种影响因素都必须有详细的考虑，如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严，就会在灌注中产生质量事故，小到塌孔松散、缩颈，大到断桩报废，给国家财产造成重大损失，直至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。所以，必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利于工程的顺利进展。
1、概述
钻孔灌注桩桩是在泥浆护壁条件下，利用机械钻进形成桩孔，采用导管法灌注水下混凝土的施工方法。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业及民用建筑之中。
断桩由于灌注中提升导管失误、混凝土供应中断(下雨、停电、机械故障等)或导管漏水等原因导致导管中已灌注的混凝土与导管的混凝土隔断，无法继续灌注的现象通称为断桩。
钻孔灌注桩施工中，由于各种原因，出现断桩，不仅给工程造成经济损失，而且影响工程进度。因而，施工中应如何针对其原因避免断桩的发生，以及如何采取相应的处理方法尤为重要。
2、断桩的原因
导致断桩的原因有很多，本文就钻孔灌注桩的施工过程进行分析，钻孔灌注桩施工过程可分为成孔和成桩两大工序。
2.1由于成孔质量缺陷导致断桩偏斜孔
由于钻机安装时，支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，从而出现偏孔，应根据原因分别采取以下处理方法：(1)因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，尔后，重新安装钻机恢复施工；钻孔壁随时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新开始钻孔。(2)因地质构造不均匀引起的，先分析清楚岩层的走向，尔后采用适当的回填材料(回填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物)将钻孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小20cm的，静置1～2h后可以继续钻孔。孔中心偏差大于20cm的，应根据情况静置2h甚至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层过程中，应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻，以慢速钻孔。
2.2护壁不牢
护壁是在钻孔时为了防止漏浆机塌孔而采用的填加粘土防止松散土壤塌落的措施。如果护壁不牢，灌注时间又较长，很容易在灌注时塌孔。因而在钻孔过程中，要适量增加粘土。钻孔在灌注前进行，不管采用何种方法，都要使清孔后的泥浆指标达到要求。
3、成桩过程中的断桩原因
石子径粒过大，配合比不适宜，施工机械出现故障，导管漏水或断裂及复杂的地质原因均可导致断桩。因而针对上述几种原因应采取如下的相应措施：
(1)石子粒径不得大于1/5导管直径。(2)配合比要经实验得出并严格执行。配合比不适宜，会引起混凝土离析或者过干，两者都会使混凝土流通不畅，引起断桩。(3)确保施工机械运行良好，避免人为因素。(4)针对复杂的地质状况制定科学合理的施工组织计划。
4、断桩的处理
断桩按其中断位置分为深层断桩和浅层断桩。中断灌注时，若混凝土面距孔口较远，称为深层断桩。据孔口较近，称为浅层断桩。
4.1深层断桩的处理
深层断桩发生在开始灌注桩不久，混凝土面距孔底较近，而钢筋笼又埋深不大。出现这种情况，应放弃灌装，提出钢筋架，重新钻孔至原孔底，进行二次灌注。如果断桩出现在灌注一段时间后，钢筋笼架埋深较大，不能提出。应当提出导管，弃掉废料，排除导致断桩故障的同时，将小于钢筋笼直径的滚筒钻下致断桩处，并将泥浆及混凝土完全取净，进行第二次灌桩。
4.2浅层断桩的处理
发生浅层的断桩，应采取沉井接桩法。首先用土填充钻孔，以不影响附近的施工，待混凝土完全凝结后进行处理。沉井是用混凝土或钢筋混凝土制成的井筒构造物。处理前，准备与桩径相同内径的混凝土管，移至桩的设计位置，然后在井内挖土，使井筒在自重作用下克服土的摩擦力，徐徐下沉，再接第二节井筒。节与节之间用钢筋绑扎，以免相错。直至下沉到断桩位置，对已经凝固的混凝土凿毛，清洗干净后进行接桩，连同混凝土管浇筑成一体。浇注混凝土时，混凝土标号可提高一个等级(如：原设计C25砼，现浇混凝土则应采用C30砼)，坍落度控制在15CM左右，并用串筒减速，配备振捣棒振捣。
4.3钻孔灌注桩的施工不仅要小心谨慎，还应注意以下问题
(1)钻孔灌注桩在施工过程中，发生断桩、短桩或其他质量缺陷是正常的，但处理一定要认真，尽量将事故消灭在萌芽状态。若发生了这类事故，要对桩底的断层位置、地质、钻孔成孔状况及当时原始记录加以认真分析，处理后必须要再进行验证。(2)为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，在灌注过程中必须每灌注2M3左右测一次混凝土面上升的高度，确保桩身混凝土的充盈系数符合施工要求。
5、结语
钻孔灌注桩打桩过程中，发现质量问题，施工单位切忌自行处理，必须报监理、业主，然后会同设计、勘察等相关部门分析、研究，作出正确处理方案。由设计部门出具修改设计通知。在灌注混凝土过程中，要定时测量导管内外混凝土的深度，并绘制曲线，以监视断桩是否出现。在正常情况下，导管内外混凝土界面的距离是开始大，然后逐渐缩小，最后重合。若发现管内外混凝土灌注曲线距离拉大，并且导管外混凝土曲线变平，而管内混凝土曲线变陡，则是断桩预兆，应查明原因，尽快处理。
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