樁基礎橋梁斷樁原因分析及預防措施

錢永

（江蘇嘉隆工程建設有限公司，江蘇 泗陽 223700）

橋梁在使用階段的破壞很多來自樁基礎的破壞，而樁基礎的破壞很大一部分是由于斷樁引起的。在施工中，保證施工過程的連續(xù)性。應排除一切可能產生斷樁的不利因素。本文結合工作實踐，根據從事灌注樁工程施工的經驗和體會對施工中的斷樁原因進行分析，并提出有效的預防措施，以期對今后預防斷樁具有施工參考及指導意義。

1 產生斷樁的原因分析

斷樁是指鉆孔灌注樁在灌注混凝土的過程中，泥漿或砂礫進入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔開并形成上下兩段，造成混凝土變質或截面積受損，從而使樁不能滿足受力要求。斷樁是嚴重的質量事故。對于誘發(fā)斷樁的因素,必須在施工初期就徹底清除其隱患,同時又必須準備相應的對策,預防事故的發(fā)生或一旦發(fā)生事故及時采取補救措施。斷樁產生的原因以下幾個方面:

1.1 樁身的截面強度不足引起的斷樁

在設計中忽略凍脹力對樁的破壞作用，尤其是對土層較厚入土較深的鋼筋長混凝土樁，只考慮樁身的整體凍拔而忽略了切向凍脹力與樁截面的強度關系，切向凍脹力大于樁截面的強度，將樁凍拔致斷。

灌注時測深不準或計算錯誤將導管提升過高，以至導管底部脫離砼層。

在施工中，水泥用量不足，混凝土配比不當不能滿足混凝土設計強度。

鋼筋混凝土樁的鋼筋未經力學實驗，品質低劣，鋼筋的焊接不夠規(guī)范達不到設計強度。

1.2 在混凝土施工過程中，混凝土施工灌注不連續(xù)，灌注時間持續(xù)長，是造成斷樁事故的最主要因素

導管拆卸過程時間過長，起重吊裝設備的作業(yè)能力小，導管內壁不夠光滑，塌落度過大，混凝土流動性差，碎石或卵石粒徑過大，沙子過粗或偏細，級配的細度膜數不好，拌和不均勻，混凝土產生離析現(xiàn)象，增大導管內混凝土下落阻力，而使混凝土在導管中下不去，造成卡管事故。

導管埋入混凝土中過深，導管外混凝土已初凝，導管與混凝土間的摩擦力過大，導管無法拔出或提升導管過猛，將導管拉斷，造成埋管事故。

首批已澆混凝土初凝，流動性降低，而續(xù)澆的混凝土沖破頂層上升，在混凝土中夾有泥渣土，形成斷樁。

1.3 導管或導管底口進水引起的斷樁

導管的水密性、承壓、抗拉性能不好，隔水設施差，而導致導管滲水，首批混凝土儲備量不足，使導管底口進水。

1.4 由于塌孔引起的斷樁

因為灌注施工的緊張連續(xù)，忽略了水頭高度，由于護筒底口漏水，孔內水位降低，使孔內水位差減小，不能保持原有靜水壓力。

1.5 接樁時沒有認真處理好多余的那部分樁頭從而引起的斷樁

混凝土澆筑近結束時，沒有考慮接樁時混凝土施工，接樁時處理不好或清理不好樁頭，導致樁頂混凝土達不到設計強度。

2 斷樁的預防措施

對斷樁事故關鍵在于預防。灌注前要對各個作業(yè)環(huán)節(jié)和崗位進行認真檢查，制訂有效的預防措施。灌注中嚴格遵守操作規(guī)程，保證灌注作業(yè)連續(xù)緊湊，有條不紊；反復細心探測砼面，并用理論方法計算出砼面高度，比較后取砼面低的作為拆卸導管的標準；導管提升應勻速、平穩(wěn)，慢慢起升；控制灌注時間在適當的范圍內。要保證設備的正常工作，并有備用設備；灌注前通知配電部門，保證灌注時供應用電；要注意天氣預報，合理安排灌注時間。本人結合工作實踐總結如下幾點，僅供同行參考。

2.1 對樁截面抗拉強度進行驗算，保證材料質量及用量，保證截面設計強度

由于并不是所有的橋涵設計都經專門的設計單位進行設計。尤其地方道路工程中的中、小橋，在設計過程中很少考慮甚至不考慮凍脹力對樁身的危害作用，這就要求在設計中必須保證樁身強度，即按地基規(guī)范：

Q=（kt-p-g-f）/A≤[Q]

式中：Q為驗算截面應力，kPa；k為結構安全系數，對于靜定結構為1.2，超靜定結構為1.3；T為總切向凍脹力，kV；P為作用于單樁上的恒載，kN；G為驗算截面以上樁自重，；kN；F為驗算截面以上暖土層對樁周的錨固力，kN；A為驗算截面面積，鋼筋混凝土為受拉鋼筋截面積m2；[Q]為材料允許應力kPa。

每m3混凝土用量一般不低于350kg，配比實際標號一般應超出設計標號10%～15%。

對于所用鋼筋，使用之前一定要做力學性能實驗，嚴把質量關，質量不合格的鋼筋嚴禁使用，對于鋼筋的焊接工藝，需要焊條級別，一定要堅持標準，按規(guī)范去實施。

2.2 嚴密施工組織設計，在施工前，把一切灌孔的設備工具都準備齊全，保證混凝土施工的連續(xù)性，盡量縮短澆筑時間

導管的分解長度應便于拆裝搬運，并小于導管提升設備的提升高度，中節(jié)一般為2m左右，下端可加長至4～6m。

導管內壁光滑、順直、無局部凸凹，各節(jié)內徑應大小一致，偏差不大于±2mm，應嚴格控制撥導管、拆卸導管時間，拆卸導管時間不應大于15min，能縮短盡量縮短時間，一旦開始灌注，決不能中途停止。

為保證混凝土的流動性，嚴格控制塌落度，應保證在18～22cm之間，骨料盡可能選用卵石適宜粒徑為0.5～3.0cm，使最大粒徑不大于4.0cm,混凝土初凝時間不早于5h，如果必要，需加入一些外加劑，以延長初凝時間。

導管在混凝土中的埋置一般應小于2m，最少也不應小于lm，最大不應超過6m，埋深太大將不利于導管的提升，也給導管內混凝土的下降增加阻力，拔導過猛容易將導管拉斷，另外，還會使導管在混凝土中埋深過小，易使泥漿涌入底口。

2.3 防止導管或底口進水，加強隔水設施

導管在灌注混凝土前應進行必要的水密承壓實驗和接頭抗拉實驗，嚴格檢查接頭是否嚴密，焊縫是否破裂，及時及早的進行修補。

應計算好首批混凝土的用量。既滿足足夠的埋深，同時又要充滿導管，以保證混凝土施工連續(xù)性。

2.4 防止坍孔

在施工中，應有專人負責觀察施工水位，觀察護筒四周是否滲水，在水中鉆孔樁施工中，因河流汛期，注意測量河流水位，如發(fā)現(xiàn)水位差降低，應及時采取措施，保證孔內水頭高度，要注意不要讓孔口震動過大并盡量減輕孔附近重量。

2.5 多余澆灌及接樁

為保證樁頂質量，在樁頂設計標高上應多灌一定高度，一般為0.5～1m，在初凝后終凝前挖除。但還應保留30cm以上，以待接樁或承臺施工前鑿除。接樁時，將多余部分混凝土鑿除后用清水沖洗干凈，然后方可接樁。

3 結束語

橋梁基礎鉆孔灌注樁質量事故引發(fā)的后果相當嚴重，因此施工單位在施工過程中應加強管理，采用科學的施工方案和切實可行的備用方案。只有嚴格按照規(guī)范、規(guī)程操作，加強監(jiān)督檢測，才能避免質量事故或把質量事故降低到最小限度。對已出現(xiàn)問題的樁基、斷樁查找原因分析準確后，應掌握詳盡而準確的現(xiàn)場資料，及時組織專家會診，制定安全可靠而又經濟的處理方案。嚴把鋼筋材料的進料關，嚴格焊接工藝要求，嚴格按照科學的操作規(guī)程施工，斷樁因素是可以預防的。

[1]中國交通部《公路工程質量檢驗評定標準》[M].JTJ071人民交通出版社.1998.7

[2]交通部第一公路工程總公司《公路橋涵施工技術規(guī)范》[M].JTJ041.人民交通出版社.2001.6