樁基礎橋梁斷樁的原因分析與預防措施

周東

（中鐵大橋局集團第四工程有限公司，江蘇 南京 210031）

目前，隨著施工機械的不斷改進和施工工藝的不斷進步，使樁基礎在橋梁建設中的運用越來越普及。鉆孔灌注樁應用十分廣泛，鉆孔灌注樁系地下隱蔽工程，影響其質量的因素較多，而且控制難度較大，若忽視就可能產生質量問題和事故，造成經濟損失和工期延誤。

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,預防事故的發生或一旦發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，灌注時間持續長，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，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環節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程，保證灌注作業連續緊湊，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，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1m，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，如發現水位差降低，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。只有嚴格按照規范、規程操作，加強監督檢測，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范》[M].JTJ041人民交通出版社，2001，6.