某大廈鉆孔灌注樁斷裂事故的檢測鑒定

【摘要】基于采用鉆芯法得到的工程樁斷裂特征，分析了在深厚淤泥質軟土地質條件下基樁施工出現質量事故的主要原因，為類似工程質量事故的檢測鑒定提供借鑒。

【關鍵詞】 鉆孔灌注樁；軟弱淤泥層；質量事故；鑒定

1. 引言

樁基礎屬于地下隱蔽工程，施工技術要求高，施工難度大，較易出現質量問題。在表面覆有深厚軟弱土的軟弱地基中，樁施工過程中的擠土效應、重型施工機械的行走碾壓和基坑開挖不當等原因，可能使樁出現傾斜甚至斷裂的情況。此類質量問題輕則延誤工期、增加工程造價，重則會引起重大工程事故。本文以某大廈鉆孔灌注樁斷裂事故的檢測鑒定為例，簡要分析其斷樁的原因，以期在與同行們的交流中得到指正和幫助。

2. 工程概況

擬建某大廈位于佛山市某區，為框剪結構的商住樓，地下室1層，地面以上22層；基礎采用鉆孔灌注樁，樁徑800～1400mm，樁長15～20米，設計樁身混凝土強度等級為C25，持力層為中風化粉砂巖，總樁數133根。

2.1工程地質情況。該場地位于西江邊沿地帶，地貌上屬于珠三角沖淤積平原，勘探揭示出來的巖土層厚度自上而下分布為：

①素填土層，層厚0.3～1.9m；

②淤泥、淤泥質土層，飽和，軟塑，層厚5.1～15.5m，N=0.8～5.0擊；

③粉質粘土層，硬塑，層厚2.3～7.8m，N=15.7～37.4擊；

④強風化粉砂泥巖，半巖半土狀，層厚3.4～19.3m；

⑤中風化粉砂泥巖，層厚0.5m以上。

地下水位在0.4～1.6m之間。

2.2樁基的檢測情況。在樁身混凝土達到齡期后進行靜載試驗，靜載試驗結果均為合格。靜載試驗后進行基坑開挖，開挖完畢后進行樁基低應變檢測，發現有部分樁存在樁身缺陷，其中Ⅲ類樁40根（占總樁數30.1%），Ⅳ類樁29根（占總樁數21.8%）。經當地質監站對所有的Ⅲ、Ⅳ類樁進行鉆孔抽芯檢測，發現有49根樁（占總樁數36.8%）在不同深度處斷裂。

3. 斷樁樁身質量抽檢情況

為分析樁基斷裂質量事故原因，理清質量事故所涉及的各方責任，在當地質監站的《基樁鉆孔抽芯檢測報告》的基礎上，用基樁鉆芯法隨機抽檢9根斷裂基樁，每樁各鉆一孔，鉆孔深度不小于斷樁截面以下1米，以了解樁身質量和斷樁截面處的情況。各檢測樁號及觀察到各斷樁的特征見表1。

表1抽檢基樁芯樣特征匯總表樁號#1斷樁截面位置（m）1芯樣特征4-531無1在6.25m處局部夾泥。其余部分芯樣連續、完整，砼膠結良好，粗細骨料分布均勻4-10214.731斷口吻合較差，局部見少量蜂窩，斷口截面傾角較大。其余部分芯樣連續、完整，砼膠結良好，粗細骨料分布均勻4-1218.051斷口不吻合，斷口截面呈水平，4.30m～6.50m局部見少量蜂窩。其余部分芯樣連續、完整，砼膠結良好，粗細骨料分布均勻4-13315.834-11015.754-9113.501斷口吻合較差，斷口截面呈水平。其余部分芯樣連續、完整，砼膠結良好，粗細骨料分布均勻4-2014.574-6414.604-11912.601斷口吻合較好，缺損程度小，斷口截面呈水平。其余部分芯樣連續、完整，砼膠結良好，粗細骨料分布均勻注：各抽檢基樁的樁頂相對標高為-3.75～-5.2m。

4. 事故原因分析

因各方對當地質監站的《基樁鉆孔抽芯檢測報告》中的基樁混凝土強度沒有異議，與委托單位商定一致后，本次檢測不再對樁身混凝土強度取樣試驗。從《基樁鉆孔抽芯檢測報告》可知，檢測基樁的混凝土強度為25.2MPa～40.4MPa，均符合設計圖紙C25的要求，排除了因樁身混凝土強度不足而導致斷樁的可能性。除53號樁在樁頂下6.25米處局部夾泥塊，沒有發現斷樁外，其他8根樁在不同深度存在斷樁。觀察各斷樁處芯樣的斷口特征發現：

4.1除102號樁在斷口位置有中度蜂窩、斷口截面傾角較大外（見圖1），其他7根樁在斷口位置芯樣連續、完整、混凝土膠結良好、粗細骨料分布均勻，且斷口截面均呈水平，具有相同特征。由此可知，除小部分樁的樁身存在局部蜂窩和夾泥現象外，抽檢的大部分樁在斷口處混凝土澆搗質量良好，樁身混凝土澆搗質量的好壞與是否斷樁沒有直接關系，但不排除部分樁因樁身質量差而加大發生斷樁的可能。

圖4斷樁位置與土層關系示意圖圖54.220號、64號及119號樁斷樁處芯樣的斷口吻合較好，缺損程度小，可看到混凝土中的石子裂斷且斷痕新（見圖2、3）；其他5根樁的斷口因本次鉆芯過程中磨損造成不同程度缺損，無法判斷斷口位置混凝土中的石子有無裂斷。從20號、64號及119號樁斷口處混凝土中的石子裂斷分析，斷樁應是發生在混凝土到達設計強度之后，為外力所致。

（1）從鉆孔樁施工方案分析，該方案樁機施工路線安排合理，沒有影響斷樁的因素。且樁機施工時間在混凝土到達設計強度之前，與樁斷裂時間不符，基本排除了因樁機施工不當而導致斷樁的可能性。

圖3（2）從《基坑開挖支護方案》了解到，基坑開挖采用2臺反鏟挖掘機配合人工進行，基坑底承臺、地梁模以人工鏟進行開挖修整。該方案中無開挖時對工程樁的保護措施，沒有對分層開挖的厚度進行控制。據現場監理人員反映，運輸土方的重型運輸車輛沒有按照安排的行走路線行駛，挖掘機進行基坑開挖土方作業時經常以樁身為支點進行移位，不符合《建筑樁基技術規范》（JGJ94-94）第8.2.6條“機械挖土必須確保基坑內的樁體不受損壞”的規定。在飽和的淤泥土層中采用挖掘機進行基坑開挖土方作業，施工機具稍不注意就會對樁身造成擠壓、碰撞，使樁出現傾斜甚至斷裂。

（3）依據《巖土工程勘察報告》和本次鉆孔抽芯結果，繪制出接近地質鉆孔的3根樁斷樁位置與鉆孔土層關系圖（見圖4）。

（4）由圖4可知，20號、64號和110號樁的斷樁位置均在軟弱的淤泥質土層與較硬的粉質粘土層的交界面以下不到1米處。該場地地表以下7～8米均為高壓縮性的淤泥質軟土層，樁周上半部分的軟土層對樁側向約束較弱，而下半部分較硬的粉質粘土層對樁側向約束較強，因施工機具的碰撞、擠壓，基樁在樁頂位置受到水平外力作用而產生位移，工程樁的受力模擬簡圖如圖5。水平外力導致樁身產生撓曲和彎矩，當彎矩大于樁身的受彎承載能力時，樁身就在軟弱的淤泥質土層與較硬的粉質粘土層的交界面附近開裂甚至折斷。

5. 鑒定結論

（1）由上述分析可知，發生斷樁的時間是在混凝土到達設計強度之后，為外力所致。斷樁原因是在飽和的淤泥土層進行基坑開挖土方作業，施工機具在施工過程中對樁體擠壓、碰撞造成的。開挖基坑的施工單位應對本工程的斷樁事故負有主要責任。