軌道梁沉樁斷樁原因分析以及解決方案

一、工程概況

某船塢軌道梁工程分為45t門機軌道梁、160t門機軌道梁、400t龍門吊軌道梁。該工程基礎持力層為中風化泥灰巖及中風化石灰巖，45t門機軌道梁原設計單軌長為646.25m，160t門機軌道梁、400t龍門吊軌道梁原設計單軌長為645.25m。

軌道除利用塢墻、泵房、塢門墩作為基礎外，一般軌道梁采用樁基形式，其中45t門機軌道梁采用D600預應力方樁樁和Ф800灌注樁，160t門機軌道梁及400t龍門吊軌道梁采用D800預應力方樁及Ф800灌注樁。軌道梁頂高程為+5.2m,梁寬基本為1.0m,梁高1.5m。上部為現澆鋼筋砼軌道梁，安裝QU120型鋼軌。

二、工程地質

1、地形地貌
場區原始地貌為低山丘陵、海蝕崖、水下岸坡，現部分鉆孔在海里外，其余地段已回填成陸域，地勢平坦，場地陸域標高4.49～5.41m，海域標高-9.86～-0.8m。

2、地層結構
場區上部第四系覆蓋層為碎石素填土、淤泥、淤泥質粉質粘土、粉質粘土、紅粘土等，下部基巖為震旦系甘井子組泥灰巖、石灰巖。海域部分第四系覆蓋層多被挖除或擾動，各巖土層特征分述如下：

碎石素填土（Q4ml）：深灰-灰黑-黃褐色，松散-稍密，稍濕-飽和。回填成分極不均勻，主要由石灰巖碎塊石、角礫及粘性土組成。碎塊石、角礫呈不規則棱角-亞角狀。一般粒徑2-350mm，含量50-90%，鉆探揭露最大粒徑超過1300mm，受塊石影響，沖擊鉆進時部分鉆孔進尺困難。局部地段含少量建筑垃圾，充填粘性土，可塑；場地少量鉆孔回填粘性土含量50-80%。該層在場區陸域分布連續。

淤泥（Q4m）：黑灰色，流塑，有腥臭味，含貝殼碎片，層頂多混入10-40%石灰巖碎石、角礫。層厚0.6～5.1m，平均厚度2.00m，場區海域分布基本連續。

淤泥質粉質粘土（Q4m）：深灰-黑灰色，軟塑，有腥臭味，含貝殼碎片，層頂多混入10-40%石灰巖碎石、角礫。層厚0.4～5.3m，平均厚度1.54m。

粉質粘土（Q4mc）：灰黃～黃褐色，軟塑～可塑，韌性中等，切面光滑。層厚1.4～1.9m，平均厚度1.57m，層頂標高-5.90～-5.56m，層底標高-7.76～-6.96m。

紅粘土（Q3el）:棕黃～紅褐色，軟塑～硬塑。稍有光澤，干強度、韌性中等-高，切面光滑。局部混入10%左右的灰巖角礫、碎石及少量溶蝕骨架，粒徑20～40mm。

全風化泥灰巖（Zg）：灰黃～黃褐色，巖石風化強烈，巖芯多呈土狀，遇水有粘性，沖擊可進尺。層厚0.3～1.1m，平均厚度0.68m。

三、施工情況

本工程開始根據設計要求,D600方樁選擇1根試樁、D800方樁選擇1根試樁。為更好地反應沉樁情況，在主地質勘探孔位置選擇試樁樁位，根據地質剖面情況，擬在45tA軸K21主勘探孔45A-10-12樁位，設計嵌巖0.8m，設計樁尖標高-7.10m；在400tE軸K97主勘探孔400E-4-7樁位，設計嵌巖0.9m，設計樁尖標高-7.97m（樁尖不作有效樁長）。

在第一根D600方樁施工中沉樁不久方樁發生橫截面斷裂，斷裂位置大約在方樁中間部位，即入土約7-8m左右。

四、斷樁原因分析

砼強度不足
第一根樁斷裂后立即對方樁砼強度進行測定，經測定砼強度達到設計要求，我方立即從其他工地調運一根齡期在45天的方樁，又試驗了一根，重復上一根樁施工流程，而且本次調整落錘高度，重錘輕打，本樁同樣斷裂。排除了是砼強度不導致斷樁的原因。

地質原因
本施工區域為原海邊灘涂采用開山石渣回填，后期進行強夯的區域，分析可能在前期回填過程中有大石塊影響沉樁，從而導致斷樁，但在斷樁拔出過程中采用挖掘機進行開挖，未發現大石頭，此原因排除。

錘型配置不合理
樁錘選擇不當會引起錘擊數過多或錘擊力太大，從而引起樁頂混凝土破碎，錘擊過多還會使樁身產生的瞬間拉應力超過混凝土抗拉強度引起樁身橫向裂縫，嚴重的使樁發生斷裂，選擇D80筒式柴油打樁錘，其特點是每分鐘打擊次數在36-45次，每次打擊能量在266830-171085之間，沖擊能量大不隨著地質軟硬變化，致使在軟土層沉樁中樁的下行力大于樁身的拉應力從而導致斷樁，此種原因即是導致斷樁發生的原因。

五、處理措施

根據以上分析我方將D80筒式柴油打樁錘更換成D80柴油導桿錘，導桿錘其特點是可以隨土層的軟硬程度調整錘的沖擊力。同時在樁頂安放緩沖墊，減緩錘擊力對樁身產生不合理的應力。通過檢驗，樁沒有發生斷裂的情況發生，證明找到了問題所在。

六、建議

根據沉樁及環境特點,合理選擇打樁機械及樁錘，并合理安排打樁流水作業線，原則上宜離保護對象由近向遠處打樁。樁機就位后，應檢查樁機平整度,并對準樁位。沉樁過程中打樁機要安放平穩，并保證樁架與地面垂直，確保樁錘、樁帽、樁身的中心線重合，避免產生錘擊偏心。

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