某码头工程桩断桩事故的检测与分析.pdf

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1、２０１４年第９期（总第１３８期）江西建材交通工程某码头工程桩断桩事故的检测与分析■卢善波■厦门市交通建设工程检测有限公司，福建厦门３６１００６摘要：本文通过对某工程试桩不同检测方法所取得的数据进行联合分析，对桩身缺陷的情况和试桩承载力进行评估，并指出造成质量事故的主要原因。关键词：预应力管桩断桩锤击桩高应变检测抗拔承载力检测ＰＨＣ预应力管桩以其桩身抗压强度高，承载力高，施工方便快捷，［１］工效高、工期短等优点，已被广泛应用于东南沿海地区。但由于多种影响因素的作用，特别是场地地质条件的特殊性，以及场地周边附加应力难以控制，常常造成偏桩、断桩

2、的质量事故。本文通过对某工程试桩不同检测方法所取得的数据进行联合分析，对桩身缺陷的情况和试桩承载力进行评估，并指出造成质量事故的主要原因。１工程概况图２５７＃桩高应变实测曲某港区二期岸壁工程Ａ标段为新建的１０万吨级集装箱泊位，码头高应变检测数据表明，本检测批桩身总体嵌固情况较好，但试桩＃主体结构由南岸线和北岸线及一期３＃泊位东护岸所围成，码头总长５７桩在９．０ｍ处存在一定的缺陷，其ＣＡＳＥ法拟合承载力和完整性情５５７．２５ｍ。本工程场地为填海区，其地质情况及主要指标如表１：况见表３：表１场地工程地质指标表３高应变ＣＡＳＥ拟合法分析结果汇总

3、表状态／岩体承载力特桩号入土深度（ｍ）波速（ｍ／ｓ）完整性极限承载力（ｋＮ）土层编号土层名称厚度（ｍ）质量等级征值（ｋＰａ）３２＃２９．５４２００基本完整６２３０①中粗砂１．２～３．５松散６０５７＃３１．５４２００９．０ｍ处轻微缺陷５７００②含碎石中粗砂２．２～４．４中密８０在高应变检测完成约一周后，对该检测批试桩进行了低应变检测，③中粗砂２．８～５．７中密９０检测表明本次检验批的两根试桩在接桩处都存在缺陷。其检测曲线及结果汇总如图４、表４所示。④含淤泥中粗砂３．６～１４．９松散７０表４低应变检测结果汇总表⑤全风化凝灰岩０．６～６．５Ⅴ级

4、４５０桩号波速（ｍ／ｓ）桩身完整性类别⑥强风化凝灰岩７．４～１４．９砂土状／Ⅴ级３５００３２＃４２００桩身７．０ｍ处轻微缺陷Ⅱ⑦中风化凝灰岩＞４．２Ⅲ级６５００５７＃４２００桩身９．０ｍ处明显缺陷Ⅲ二期岸壁工程Ａ标码头后轨基础采用ＰＨＣ桩，受检桩混凝土设计强度等级为Ｃ８０，桩径为Ф６００ｍｍ（壁厚１３０ｍｍ），焊接接桩，承载力特征值为３５５０ｋＮ，持力层为⑥强风化凝灰岩，根据桩顶标高和锤击贯入度联合控制，桩长约３０ｍ。２施工及动力检测情况本工程ＰＨＣ桩采用锤击方式打入。本次检验批共２根桩，编号分＃＃别为３２、５７，受检桩规格及主要参数见表

5、２：表２受检桩规格及主要参数桩号配桩情况桩长（ｍ）桩顶标高（ｍ）桩尖标高（ｍ）３２＃７＋１２＋１２３１．０７．５１－２４．４９５７＃９＋１２＋１２３３．０８．４２－２４．５８为了确定打桩过程中的桩身应力及承载力，在达到指定标高或贯入度达到设计要求时安装传感器，进行高应变数据采集。实测曲线如图１、图２、：图４受检桩低应变检测曲线３断桩验证低应变及高应变检测数据表明，该检测批试桩并不能满足设计所要求的７１００ｋＮ的极限承载力情况，且桩身接头处存在一定的缺陷。为了验证该检测结果并对该检测批基桩的实际使用性能进行评估，对两根试桩分别进行了竖向抗压

6、及抗拔试验。在与相关方面进行沟通后，首先对该工程码头后轨基础ＰＨＣ桩进行竖向抗压静载荷试验，确定其竖向抗压承载力是否满足设计要求的４８００ｋＮ（试验荷载控制值）。各检测桩Ｑ－ｓ曲线如图５、图６所示。图１３２＃桩高应变实测曲线受检桩竖向抗压静载试验Ｑ－ｓ曲线表明，在控制的试验荷载·１５６·４原因分析针对检测情况及场地情况，分析事故发生的原因主要有以下几个方面：（１）由表１场地工程地质条件可知，本场地距离地表约６．２ｍ下伏有约３．６～１４．９ｍ的松散状态含淤泥中粗砂，该层土体强度低，含水量高。预应力管桩施工过程中，引起该含淤泥土层的扰动，受扰

7、动后的土［２］层其对基桩产生的摩阻力明显下降；同时由于含淤泥中粗砂本身有一定的流动性，加上土体中积聚的打桩挤压力，上覆①～③层中粗砂向周边产生较大的推挤作用；预应力管桩接头处连接处强度较弱，在较大的水平荷载作用下，管桩上段产生一定侧向位移，从而引起断桩事故。＃本次检测的５７桩，在高应变检测中仅仅定性为轻微缺陷，而约一周后进行的低应变检测中，却判别为Ⅲ类桩，并判定该位置为明显缺陷；同＃时３２的接头处也出现了轻微缺陷，表明挤土效应产生的水平荷载对管桩产生了明显的影响。图５３２＃桩Ｑ－ｓ曲线（２）场地内表层土层为新近堆填的松散中粗砂土层，在竖向

8、抗压静载试验中堆载设备的自身重量大于表层地基土的承载力，相当于在地基土表层中施加了一个重量约为５０００ｋＮ的附加应力，一定程度上影响了周边的管桩。（３）为了更加准确的验证本工程基桩的使用性能，