錘擊管樁斷樁問題的分析與處理

呂成煒 （安徽省城建設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230051）

近幾年，我國建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，既引進國外先進的建筑行業(yè)先進技術，又創(chuàng)新發(fā)展我國自主研發(fā)的機械設備。早在上世紀三十年代我國就從國外引進生產(chǎn)混凝土離心管樁的技術并應用于建筑行業(yè)。近幾年網(wǎng)上的統(tǒng)計資料顯示，目前國內擁有從業(yè)資格證的管樁生產(chǎn)廠家就有900多家，總產(chǎn)值超過500多億。

1 錘擊管樁的概況分析

錘擊管作為建筑領域在建設高層建筑經(jīng)常使用的機械設備，對于工程質量和工期有著重要的影響。錘擊管目前多數(shù)使用鋼筋混凝土管樁、鋼管樁、H型鋼樁、PHC管樁等，相較于過去所使用的鋼筋混凝土實心樁具有降低噪音、降低施工振動、單樁承受壓力高、建筑施工速度快、工程造價相對便宜、建筑施工機械化程度高、施工環(huán)境破壞小等優(yōu)勢。錘擊管通過自身的重力，在柴油機驅動下可以具有跳動沖擊力，將管樁送至計劃深度，以達到建筑工程要求。在施工過程中難免因為操作問題或者自然原因出現(xiàn)錘擊管斷裂的情況。

2 錘擊管樁斷樁原因分析

錘擊管樁的斷樁是由于管樁的局部位置遭受下剪力、折彎曲力或二力的共同作用，使得力的范圍超出了錘擊管樁在生產(chǎn)時所設定的抗剪力最大值以及抗彎曲力最大值，而這樣的力有可能來自于一股強力，或者多股強力的共同作用。由于錘擊管樁在建筑施工過程中承受主要的壓力，其事故頻率也是施工過程中最高的，斷樁原因的多樣性導致建筑施工過程中，事故責任、問題處理等方面出現(xiàn)糾紛。這就要求事故勘察工程師和工程管理維護人員要盡快分析出事故原因，快速做出判斷，將事故妥善處理，從而不影響建筑工期。接下來筆者從錘擊管樁質量、錘擊管樁運輸、錘擊管樁使用、錘擊管樁斷樁位置、建筑施工環(huán)境、施工質量等多個方面分析斷樁產(chǎn)生的原因。

2.1 建筑施工前斷樁

如圖1所示，其為地基盆式沉降示意圖。管樁的質量作為是否發(fā)生斷樁的重要評判標準，管樁在施工前的裝載、運輸、卸載、存儲、安裝等過程中發(fā)生的斷樁問題絕大多數(shù)是由于質量不合格而引起的，少數(shù)情況是由于人為的操作引起。在施工前對于管樁的外部進行現(xiàn)場檢查可以在一定程度上降低斷樁發(fā)生的頻率，但是不能夠對管樁內部存在的質量問題做出分析。

圖1 地基的盆式沉降示意圖

2.2 錘擊管樁頂部發(fā)生斷樁

樁頂位置發(fā)生斷樁，可能由于錘擊過程中發(fā)生偏心錘擊。另外樁帽、樁墊等組成部件出現(xiàn)的移位也是導致頂部斷樁的原因。在向下錘擊的過程中，可能由于失去緩沖作用而產(chǎn)生頂部斷樁。而錘擊過程管樁不處于垂直狀態(tài)，存在傾斜角度同樣會導致頂部發(fā)生斷樁。

2.3 錘擊管樁中部發(fā)生斷樁

對錘擊樁中部發(fā)生斷樁來說，錘擊樁在錘擊過程中與垂直角度發(fā)生偏離是導致中部斷樁的重要原因。錘擊樁中部經(jīng)常存在焊接點，由于焊接點彌補了過去存在過的管樁問題，但無法保證管樁整體的質量，在錘擊過程中，焊接位置的問題再次暴露，發(fā)生斷樁。

2.4 錘擊管底部發(fā)生斷樁

錘擊管樁底端發(fā)生斷樁，在施工過程中由于不能夠探測施工位置底下的環(huán)境情況，造成錘擊管遭受硬度高的巖石或者異物的阻擋，同時錘擊力度沒有進行相應的改變，導致底部發(fā)生斷樁。在施工過程中，錘擊樁底部發(fā)生錘擊側滑同樣是導致斷樁的原因。

3 錘擊管樁斷樁預防措施

3.1 施工前質量檢測

在施工前，應當對所有的錘擊管進行質量檢測，首先檢查是否有生產(chǎn)合格書，同時對錘擊管的外觀進行檢查，防止由于外部破碎而產(chǎn)生施工問題；對如何保證內部質量，建筑公司要成立相應的技術小組，對于錘擊管樁的管樁厚度、內部組成鋼筋的質量以及骨料密度等進行檢查，保證錘擊管的質量。

例如國內某食品公司在進行施工過程中，對于錘擊管做了相應的外部質量檢測，但疏于對內部的質檢，在PHC管樁調離地面后，在管樁頂部位置突發(fā)斷裂，經(jīng)事故勘驗后發(fā)現(xiàn)，內部鋼筋為7條，鋼筋的直徑為8mm，鋼筋斷裂處存在明顯的撕裂痕跡。內部鋼筋的生產(chǎn)不合格是造成此事故的主要原因。因此，施工前對錘擊管樁進行必要的質量檢測能夠保證施工的順利進行，避免出現(xiàn)施工事故或者人員傷亡。

3.2 規(guī)范施工人員操作

在施工前，要制定嚴格的施工手冊，同時對參與錘擊管樁施工的工作人員進行必要的施工安全培訓，保證施工過程中的操作規(guī)范，強化施工人員在突發(fā)情況下的處理操作，對于不同施工環(huán)境采用合理的動力范圍和數(shù)值。

例如在施工過程中，施工人員在管樁大部分處于地上時要控制壓力在1600kN附近，才可以使管樁進入地面，在錘擊樁工作的過程中，通過電子壓力記錄儀時刻關注錘擊樁底部的壓力傳輸值，若在打樁初期，壓力值突然從千數(shù)級降至百數(shù)級時，施工人員要立即停止設備運行，并對設備的運行狀況進行檢測，同時再次對施工地底進行相應的探測，查看是否存在未探測到的巖石。若在施工過程中，錘擊樁長時間未加深到達地底距離，應當及時停止，檢查是否存在機械故障或者遇到阻礙，適當調整錘擊樁壓力值。施工過程中如果壓力值反復出現(xiàn)“高低高”變換，也應迅速停止施工。

3.3 施工環(huán)境探測

在錘擊管樁錘擊施工前，要對施工工地的地下環(huán)境進行探測，查閱相關的地皮使用經(jīng)歷，對于施工工地地下情況作出良好的判斷，將地下巖層的深度進行標注，同時對于環(huán)境中存在的孤立巖石、混凝土廢渣等位置進行標注，盡可能全部清空。對于嚴重影響施工的障礙物，要進行徹底清理。

例如在進行施工環(huán)境的探測過程中要將耕土層、黏土層、粉質黏土層、圓礫層等進行探測，確定每一層的厚度，若圓礫層位于較深層中，一般厚度為8～15m左右，其中含有60%～70%的沙礫，在這一層中施工較為困難，施工隊要提前制定方案。粉質黏土層一般厚度在0.4～3.6m左右，這一層中濕度相對較大，同時收縮性較好，在施工過程中同樣難度較大，容易造成錘擊管樁難以施力的現(xiàn)象。施工過程中要進行合理的規(guī)劃。

3 錘擊管樁斷樁治理措施

3.1 錘擊管樁接樁

接樁是錘擊管樁出現(xiàn)斷樁后的一種補救措施，如果斷樁的位置距離頂部較近，一般在4米左右，可以采用接樁的方式。

例如斷樁后，采用人工鉆孔的方式，使得斷樁位置露出樁頸，使用良好的鋼材對其進行加固，防止出現(xiàn)破裂，利用機器將樁頭切平，利用鼓風機和水槍清理干凈，加裝質地良好的鋼筋網(wǎng)片，再使用混凝土進行固定。通過接樁使得錘擊管樁能夠再次使用，降低工程造價。

3.2 錘擊管樁補樁

如果斷樁位置距離錘擊樁頂部大于5m，一般采用補樁的方式，相較于接樁，補樁需要的操作更加復雜，在施工過程中如果斷裂位置較遠并且錘擊樁管自身已經(jīng)出現(xiàn)質量問題，難以進行補樁。

3.3 斷樁處理

在施工過程中很容易出現(xiàn)斷樁在地下影響施工等現(xiàn)象，這時需要將斷樁挖掘出來。例如在施工過程中由于地下巖石的阻礙，使得錘擊樁在中部位置斷裂，施工人員要從錘擊管樁邊緣位置深挖至斷樁位置，在周圍清理出適當距離，讓施工人員能夠錨定斷樁，將其吊離施工點，在樁頸處加裝鋼筋網(wǎng)片，進行后期的接樁、補樁操作。

4 總結

錘擊管樁是目前建筑行業(yè)采用最廣泛的一種施工器材，錘擊管樁的使用使得建筑更加穩(wěn)固，使得建筑工期有效縮短，同時管樁的使用降低了對于施工環(huán)境的破壞，也降低了工程造價，但施工過程中存在斷樁現(xiàn)象，希望通過本文的介紹與措施能夠對目前行業(yè)內的狀況起到一定改變作用。