管樁斷裂原因分析及處理方法

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1.5進行自然放坡。超過5層的建筑物，其基礎(chǔ)形式基本上都是采用高強混凝土預(yù)應(yīng)力空心管樁（phc），有效樁長一般則在12～18m之間（太和小區(qū)、歡心小區(qū)），局部地區(qū)有效樁長能達到30m（營東大廈）。

高強混凝土預(yù)應(yīng)力空心管樁（phc）靜壓施工完成后，須進行低應(yīng)變動測檢驗其樁身完整性；檢測合格時，始準施工進行下一道工序。通常情況下，在低應(yīng)變動測檢驗時其樁身接樁部位能測出存在質(zhì)量缺陷，這一表象無妨。用肉眼尚不能識別的微裂縫在低應(yīng)變動測時亦能測出缺陷存在，但裂縫寬度小于0.2mm的裂縫不會影響到樁體質(zhì)量及結(jié)構(gòu)安全。這種裂縫一般都分布在樁長中間1/3區(qū)段；這是由于樁節(jié)過長，若吊點選擇不當(dāng)或運輸過程中受到較大震動而因自身重量過大導(dǎo)致的?，F(xiàn)就我單位在施的部分工程管樁經(jīng)低應(yīng)變動測時檢查出的質(zhì)量問題及處理思路作以簡要總結(jié)：

一、管樁斷裂的原因分析及預(yù)防措施

1、預(yù)制管樁斷裂的原因分析（1）、堆放方式不合理導(dǎo)致斷樁

在預(yù)制廠，從蒸養(yǎng)室出來的管樁需在堆放區(qū)實施分類堆放，若堆放支承點選擇的不合理就極易導(dǎo)致管樁的樁身出現(xiàn)微裂縫。（2）、出廠強度不足造成的斷裂

高強預(yù)應(yīng)力混凝土空心管樁（phc）的混凝土設(shè)計強度為c80，管樁混凝土養(yǎng)護一般均采取蒸養(yǎng)方式進行。有時候，管樁出廠時的混凝土強度會與設(shè)計強度存在些許偏差，在場內(nèi)堆放、出廠運輸過程中可能會因存在的震動而導(dǎo)致管樁樁身出現(xiàn)微裂縫。（3）、吊裝過程中發(fā)生斷裂

管樁在裝卸車時需采取“二點吊法”，要求吊點距離樁端0.207l位置且吊繩與樁體的夾角不得小于45度。為節(jié)省運輸成本，雖然裝卸車時采取的也是二點吊法，但吊點是選在了樁端；當(dāng)單根管樁較長時，受自重較大的影響就有可能在管樁樁身的中部產(chǎn)生微裂縫。

（4）、施工方法選擇不當(dāng)造成斷裂當(dāng)?shù)鼗砻孑^薄的硬土層（山皮石）下有較厚的軟土層時，若打樁時不采取相應(yīng)技術(shù)措施，樁基支腳直接站壓在樁頂或樁頂土層上，形成對地表土層的擠壓作用，會硬將管樁推擠傾斜。

（5）、基坑土方開挖方法不當(dāng)導(dǎo)致的斷裂

因基坑土方的開挖方法不當(dāng)而引起土體位移，造成預(yù)制管樁傾斜斷裂的現(xiàn)象比較普遍，原因也較復(fù)雜：①土質(zhì)軟，土體中富含地下水，抗剪強度低；②一次性挖土深度過大，放坡不夠，引起土體滑動等；③自卸汽車等重型運輸機械在基坑邊坡的行走對邊坡軟土帶來破壞荷載而導(dǎo)致邊坡土體失穩(wěn)，從而對管樁產(chǎn)生較大水平推力而致管樁斷裂。（6）、接樁不良產(chǎn)生的斷裂

預(yù)應(yīng)力管樁接樁采用的是焊接，由于焊接時操作方法不當(dāng)，使得焊縫不飽滿，不連續(xù)、不均勻。特別值得注意的是，由于本工程地下水位較淺，若冷卻時間不夠，焊接后就開始沉樁，則相當(dāng)于對接樁位置的焊縫淬火，就會極易發(fā)生焊口裂縫。

2、預(yù)制管樁斷樁預(yù)防措施（1）、出廠前的質(zhì)量控制

檢查管樁的出廠檢測報告，檢查管樁在廠家的堆放、吊裝等方式是否符合規(guī)范要求，必要時在預(yù)制廠進行抽樣強度檢測，確保不合格管樁不會進入施工現(xiàn)場。（2）、管樁的吊裝質(zhì)量控制

監(jiān)控管樁的吊裝、碼放、運輸?shù)瘸绦蚍弦?guī)范要求，避免在這些環(huán)節(jié)出現(xiàn)管理真空。（3）、合理選擇基坑開挖方法

①、深基坑一定要分層開挖，每層挖土的厚度不應(yīng)超過1.5米，層與層之間留出一定寬

度的工作面；并根據(jù)土質(zhì)情況合理放坡，嚴禁臨時邊坡的土體滑動。

②、深基坑在接近坑底時采取接力的方式開挖，前邊（接近坑底層土）用小挖掘機，后

邊用大挖掘機，這樣可減小挖土機械對樁頂土層的擠壓作用。

③、運輸車應(yīng)盡量避開開挖的臨時邊坡。實在無法避開時，挖掘機和運輸車輛距樁位較

近時應(yīng)加墊路基板。

④、基坑采取的是無支護放坡，基坑邊上不應(yīng)有重車行走或堆載過大。（4）、接樁的質(zhì)量控制

確保接樁焊縫焊接人員的素質(zhì)及人員穩(wěn)定，做好焊縫的探傷檢驗，嚴格把控接樁焊縫的焊接質(zhì)量。焊縫足夠冷卻后再繼續(xù)壓樁，以免焊縫與溫度較低的土體、地下水等接觸后淬火而導(dǎo)致焊縫開裂。（5）、合理選擇基坑支護措施

基坑支護方法的選擇應(yīng)注意基坑外地下水位及是否存在給排水管道，往往由于管道年久失修滲漏，基坑外土體富含地下水或因基坑邊滲流水而引起基坑坍塌等。

二、預(yù)制管樁斷裂處理的思路

1、對樁的斷裂狀態(tài)進行分析及基本處理思路

經(jīng)低應(yīng)變檢測手段檢測、判斷，斷樁會有如下幾種狀態(tài)：

（1）、接樁不良而引起管樁在沉樁過程中發(fā)生斷裂。一般樁不發(fā)生傾斜或雖有傾斜但在

低應(yīng)變檢測時，斷樁位置在接樁位置。此種情況的斷樁需采取接樁處理。（2）、樁傾斜斷裂的位置較淺，有的深度只有3m左右。此類樁可采取樁周圍土方的大開

挖或采用護筒支護的方法進行開挖，然后實施接樁處理。

（3）、傾斜斷裂樁糾偏扶正過程中，因樁傾斜量過大等原因會在糾偏扶正后發(fā)生斷裂處

錯位現(xiàn)象。此種斷樁可采用補樁或其它方法處理。

（4）、管樁一般傾斜斷樁處存在的裂縫可能不是一道裂縫，在主裂縫的上下位置會伴隨

有其它裂縫；因此，接樁時采用樁頂接樁的常識深度1.5m不可取，應(yīng)經(jīng)計算確定。（5）、對本單位工程的基礎(chǔ)承載力重新驗算，看個別斷樁對結(jié)構(gòu)安全的影響有多大，驗

算一下斷樁不經(jīng)處理可否保證結(jié)構(gòu)安全等。

2、斷樁處理方法

預(yù)應(yīng)力管樁的斷樁可分為折裂斷樁和錯位斷樁，通過處理可重新利用的大多為折裂樁斷柱；錯位斷樁基本上就沒辦法處理，一般都是采取補樁措施進行處理或經(jīng)結(jié)構(gòu)驗算可不處理等。

折裂斷樁中對經(jīng)檢查確認是傾斜的，要先進行糾偏扶正；經(jīng)糾偏扶正的斷樁若在斷裂處未發(fā)生中錯位現(xiàn)象則可采取接樁處理，少數(shù)樁因荷載值較大或嚴重斷裂等原因則不能采用接樁法進行處理。不能采用接樁處理的管樁，只能采用將樁體斷裂位置以上的部分敲除，然后用框架柱代替原來的管樁。一般采取的接樁方法如下：

①、將糾偏扶正的管樁中間空心部分清理干凈，把綁扎好使其造成芯樁，并且焊有托板的鋼筋籠放入管樁空心內(nèi)，澆筑砼，養(yǎng)護28天后做載荷試驗，如符合承載要求，則可進行下一步施工。

②、淺層斷樁可采用補樁。對已發(fā)現(xiàn)的淺層斷樁采用人工開挖，挖至樁體斷樁位置，剔掉斷裂樁體上部的部分，再進行原位框架柱補樁。③、淺層樁接頭位置焊接由于傾斜出現(xiàn)掉焊的，通過人工開挖至管樁接頭處，認真清理管樁接頭位置，清理完畢將管樁扶正后，由電焊工按照管樁施工規(guī)范要求重新認真焊接牢固。

三、施工注意事項

1、傾斜樁糾偏扶正后應(yīng)認真檢查管樁在斷裂處是否發(fā)生錯位，核查可采用光照檢查、鋼筋探查、線錘檢查等方法實施。

2、管樁接樁時，在下鋼筋籠前，應(yīng)認真清洗管樁內(nèi)壁，去掉粘在管樁內(nèi)壁上的泥土等雜物；并將接樁深度范圍內(nèi)的泥水排除干凈。管樁內(nèi)壁清洗可采用高壓水槍實施沖洗。

3、芯樁在斷裂縫處上下各1.5～2m范圍內(nèi)的箍筋予以加密，在斷裂縫1.5m以上的芯樁縱筋可適當(dāng)減少。

4、在芯樁灌注砼前，糾偏扶正的鋼絲繩拉力不應(yīng)放松，芯樁灌筑砼24小時后，再放松張拉設(shè)備，放松時注意觀察樁是否反彈，若有反彈應(yīng)適當(dāng)延長放松時間。實際操作時灌筑砼前是否可放松，或灌筑砼后何時放松可根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。

5、經(jīng)糾偏扶正或接樁處理后的樁應(yīng)做靜載荷試驗，確認無疑后方可進行下步工作。

第二篇：預(yù)應(yīng)力管樁斷樁原因分析管樁斷樁原因分析

一、管樁的產(chǎn)品質(zhì)量問題

為敘述方便，將管樁在吊裝、運輸、堆放中出現(xiàn)的問題歸入產(chǎn)品質(zhì)量之中，同時也將樁尖質(zhì)量問題一并列出：

（1）端頭板的設(shè)計寬度小于管樁設(shè)計壁厚。如曾有Ф550—100管樁，端板實用寬度只有70mm。

原因。設(shè)計錯誤，偷工減料。

危害。無端板處的混凝土高出端板2—3mm，很難接駁，若要接駁，只能將高出部分的混凝土敲掉，不僅費時費工，而且往往將內(nèi)壁混凝土敲掉樁壁變薄，使樁的傳力性能減弱。（2）端板四周的坡口不按設(shè)計要求加工，誤差大，坡口尺寸偏小。

原因。加工設(shè)備和工藝落后；加工質(zhì)量差；未認真檢查驗收；有些甚至是施工單位提出的加工要求。

危害。焊縫厚度得不到保證；有的坡口甚至塞不進焊條，接頭質(zhì)量差。（3）端頭板焊接性能差。

原因：不用a3或ay3鋼板，而用一些如舊船板等可焊性差的鋼板作端頭板。危害：焊接質(zhì)量難以保證；接頭極易開裂。（4）端頭板翹曲不平。

原因：加工不平整；加工好后被壓彎而仍然使用。危害：樁頭處易打碎；樁身無法接長或接頭質(zhì)量很差。（5）端頭板微凹成盆碟狀。

原因。主筋位于設(shè)計壁厚的中間或稍偏里，張拉時端板受力不勻，外側(cè)小內(nèi)側(cè)大；施加預(yù)應(yīng)力時樁身橫截面受力不勻，內(nèi)側(cè)壓縮量大于外側(cè)壓縮量，從而使端板內(nèi)側(cè)微凹成盆碟狀；端板厚度不符合規(guī)范要求。

危害。對接不平，傳力性能差；打樁時樁頂混凝土應(yīng)力集中易破碎。（6）端頭板與樁身軸線不垂直，即端部傾斜。

原因。預(yù)應(yīng)力鋼筋長短不一；張拉力偏心；樁模端部傾斜。

危害。打樁時樁頭受力不勻，應(yīng)力集中易破碎；樁身接長后不是一直線而是折線狀。（7）鐓頭凹出端板面。

原因。端板上的鐓頭孔太淺；鐓頭形狀不規(guī)則或異型。

危害。樁頭接長時端面不能吻合；打樁時應(yīng)力集中，樁頭或樁接頭很快破碎。（8）端頭板上手鐓頭孔底被拉脫。

原因。鐓頭孔鉆得太深，或端板太薄，以至孔底厚度太薄，張拉時鐓頭將孔底拉脫穿孔而出。

危害。無法張拉，成不了預(yù)應(yīng)力管樁。（9）鋼套箍凹陷。

原因：鋼套箍加工質(zhì)量差；成型后尚未入模時受外力撞磕而變形。危害：樁頭處易跑漿，外觀難看。（10）鋼套箍與端頭板連結(jié)質(zhì)量差。

原因。焊接馬虎，焊縫質(zhì)量差；有的廠家采用先將鋼筋穿入端板孔然后再鐓頭的落后工藝，于是，鋼套箍與端板的連結(jié)不能在內(nèi)側(cè)連續(xù)焊接而只能在外側(cè)用點焊連結(jié)，不僅連結(jié)力不足，而且將薄板燒壞。

危害。鋼套箍起不了圍護混凝土的作用；打樁時鋼套箍會整個脫落；燒焊時散熱作用差，易燒壞樁身混凝土。（11）鐓頭被拉脫。

原因。鋼筋材質(zhì)差；鐓頭形狀不規(guī)則，尺寸偏小；鐓頭工藝差，強度損失大。

危害。脫頭鋼筋無法張拉，其余鋼筋超張拉，易發(fā)生斷筋；預(yù)應(yīng)力不勻，樁身耐打性差。（12）斷筋。

危害。未斷鋼筋超張拉；預(yù)應(yīng)力不勻；樁身易成香蕉形；樁身耐打性差。（13）內(nèi)外表面露筋（包括主筋和箍筋）。

原因：鋼筋骨架成型時質(zhì)量差；混凝土拌和物質(zhì)差；樁身混凝土坍落。危害：打樁時樁身易破裂；樁基耐久性差。（14）預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)移。

原因：手工綁扎的鋼籠直徑偏小；滾焊機中的定位塊上的孔特別是銅圈磨損大而不及時修補或更換，故成型的骨架直徑偏小。危害：預(yù)應(yīng)力分布不勻；樁身抗彎強度減少。（15）樁身粘皮。

原因。樁模未涂脫模劑，或涂得不均勻，或脫模劑質(zhì)量不良，或脫模劑來不及成脫就灌混凝土；蒸養(yǎng)制度不合理。

危害。外觀難看；深度大或面積大的粘皮有損樁身質(zhì)量。（16）樁身麻面。

原因：樁模內(nèi)側(cè)不平，存在麻點、起鱗、銹蝕等缺陷；混凝土流動性能差，離心工藝制度不合理，表面出現(xiàn)成片水泡。危害：外觀難看。（17）樁身合縫漏漿。

原因：樁模合口間隙太大；樁模合模時螺栓上得不緊；縫合處止?jié){措施不良。危害：外觀難看；漏漿太多，樁身出現(xiàn)一條無漿的碎石溝，樁身耐打性差。（18）鋼套箍與樁身結(jié)合處漏漿。原因：止?jié){措施不良；鋼套箍變形。

危害。外觀難看；漏漿多時只露出石子，樁頭混凝土松散，極易破碎。（19）樁頭內(nèi)部有空洞和蜂窩。

原因。鋼套箍漏漿嚴重；樁頭內(nèi)有空氣，離心時空氣跑不出以至混凝土無法充滿樁頭空間；樁頭構(gòu)造筋太密，混凝土擴散困難；混凝土太干或時間太長流動性差，成型困難；混凝土中石子太大。

危害。打樁時樁頭易破碎。（20）內(nèi)表面混凝土坍落。

原因：混凝土攪拌不勻；樁模跳動；離心制度不當(dāng)。危害：樁身薄弱易打斷。（21）樁壁太薄。

原因：混凝土量不足；浮漿太多。危害：樁的耐打性差。

（22）樁身混凝土分層離析，外側(cè)石子、內(nèi)側(cè)浮漿層次十分清晰。原因：混凝土配比不當(dāng)；水灰比太大，離心制度不合理；離心時樁模跳動。危害：樁身強度內(nèi)外差別大、強度低。（23）樁身混凝土脆性大、強度低。

原因：靜養(yǎng)時間短；蒸氣養(yǎng)護時升溫太快、太高，降溫太快；摻合料不合理。危害：樁身經(jīng)不起錘擊，容易脆裂或爆裂。

（24）樁身浮漿多而又殘留在樁孔內(nèi)，有的甚至占據(jù)一半內(nèi)孔。原因：水灰比太大；浮漿多而不倒掉。

危害。樁身強度降低；樁重；外觀不雅；安放承臺插筋時很難插入。（25）樁身縱向彎曲大，呈香蕉形狀。

原因。預(yù)應(yīng)力鋼筋長度誤差大；有少量斷筋；偏心張拉造成應(yīng)力不勻；長細比太大，脫模強度低，Ф300樁尤為多見。

危害。接駁不直；打樁時易打斷，易爛樁頭；受力不良。（26）同規(guī)格的管樁外長誤差大。

原因。樁模直徑誤差大，尤其是不同廠家的管?；煊?，生產(chǎn)出來的管樁直徑有大有小。

危害。如果直徑大一些的樁在下一節(jié)，上一節(jié)直徑小一些，樁的摩擦力損失大；上下節(jié)樁接頭質(zhì)量差。（27）樁身有冷卻裂縫。

原因。壓蒸工藝制度不合理，高壓蒸養(yǎng)出釜時，溫差太大，外界溫度太冷而又沒有保溫措施，或淋上雨水。

危害。樁身不耐打，耐久性差。（28）樁身局部磕損。

原因：吊裝過程中發(fā)生碰撞；運輸時有菱角的鐵件上震蕩摩擦。危害：嚴重損壞時不能應(yīng)用。（29）樁身出現(xiàn)縱橫裂縫。

原因：吊裝、堆放、運輸過程中管樁發(fā)生強烈碰撞或掉地摔壞；堆放為不合理、上下支點不在同一垂線上。危害：管樁報廢不能用。

（30）樁身混凝土強度達不到設(shè)計要求。

原因：水泥、砂、石質(zhì)量有問題；水灰比太大；離心制度或蒸養(yǎng)制度不合理；管理混亂。危害：產(chǎn)品質(zhì)量不合格，或降級使用。（31）用普通鋼筋代替高強進口鋼筋。原因：偷工減料，經(jīng)營作風(fēng)不正。

危害。產(chǎn)品不符設(shè)計要求；損害廠家信譽。（32）用pc管樁冒充phc管樁。

原因：經(jīng)營作風(fēng)不正，以次充好，以低頂高。危害：破損率高，損害廠家信譽。

（33）不經(jīng)壓蒸養(yǎng)護的管樁混雜在壓蒸養(yǎng)護的管樁中。

原因：產(chǎn)品供不應(yīng)求時經(jīng)營作風(fēng)不正。危害：破損率高，損害廠家信譽。

（34）十字樁尖底座板不是整塊蓋住管樁截面，僅僅蓋住內(nèi)孔口，十字刃直接焊在端板上。

原因：樁尖設(shè)計錯誤，偷工減料。危害：應(yīng)力集中，易打爛樁端部。（35）樁尖十字刃寬度超過樁直徑。

原因：下料不準，沒有扣除焊縫的增量；制作粗糙。危害：樁尖大樁身細，樁側(cè)摩阻力大大減少。

（36）樁尖十字中心或圓錐形尖尖端不在樁中心軸線上。原因：制作粗糙。危害：打樁時樁身易傾斜。

（37）外觀難看：例如止?jié){棉紗在樁頭隨風(fēng)飄；鋼套箍上混凝土薄片殘留……原因：堆場前未加清理；管理不善。危害：有損管樁外觀，有損廠家水準。（38）樁尖焊在樁身上的焊縫質(zhì)量差。原因：焊接不認真。

危害。管樁內(nèi)滲水，若持力層為強風(fēng)化泥巖、頁巖等軟質(zhì)巖，遇水變軟，承載力達不到要求。

二、管樁的工程質(zhì)量問題

管樁的工程質(zhì)量問題不外乎。樁位及樁身傾斜率超過規(guī)范要求；樁頭打碎，樁身（包括樁破損，接頭開裂）斷裂；沉樁達不到設(shè)計的控制要求；單樁承載力達不到設(shè)計要求。至于環(huán)境質(zhì)量方面的問題不在此敘述。

（一）樁頂偏位超過規(guī)范要求（一般要求≤10cm）。

原因：

（1）測量放線有誤；

（2）現(xiàn)場放樣樁受外界影響變位而未糾正；（3）插樁對中馬虎；

（4）在軟土地基或樁密集處，先施工的樁易被擠壓而偏位；（5）打樁順序不當(dāng)能引起樁頂大偏位；（6）大承臺處若樁間距太小易使樁偏位；

（7）孤石和其他的障礙物可將樁尖和樁身擠向一旁；（8）樁尖沿裸露巖石傾斜面滑移而使樁尖偏位；（9）接樁不直，樁中心線成折線狀；（10）樁身傾斜率太大都可使樁頂偏位較大；（11）邊打樁邊開挖基坑；

（12）開挖基坑時樁周土體高差懸殊。

危害。樁基受力不良；有些偏位太大的樁，樁身可能斷裂；承臺尺寸變化，給施工帶來困難。

（二）樁身傾斜超過規(guī)范要求（一般要求不大于1%）。原因：

（1）打樁機導(dǎo)桿不直；

（2）施工場地不平，地耐力不足引起打樁機前傾后仰；（3）插樁馬虎，第一支樁傾斜過大；（4）樁身本身是香蕉形；

（5）樁端面與樁軸線不垂直，傾斜太大；

（6）開始打樁時樁身未穩(wěn)定就猛烈撞擊，易使樁身傾斜；

（7）在淤泥軟土層中開始打樁，一錘擊就沉下去幾米甚至十幾米，此時樁身最容易傾斜；（8）施打時，樁錘、樁帽、樁身中心線不在同一直線上，偏心受力；（9）樁墊或錘墊不平，錘擊時會使樁頂面傾斜而造成樁身傾斜；（10）樁帽太大，引起錘擊偏心而使樁身傾斜；（11）多節(jié)樁連接后成曲折線；

（12）遇到孤石和障礙物，使樁尖跑位樁身傾斜；（13）樁尖沿裸露巖石傾斜面滑移，石灰?guī)r地區(qū)多見；

（14）先打的樁被后打的樁擠斜，尤其是打樁順序不當(dāng)時更顯得嚴重；（15）先打的樁送樁太深，附近后打的樁會往送樁孔的方向傾斜；（16）錐形樁尖尖端或十字樁尖交叉點偏點；

（17）“鉆孔埋樁法”施工時，鉆孔本身傾斜而引起管樁傾斜；（18）送樁器套筒太大或送樁器傾斜也會引起管樁傾斜；（19）邊打樁邊開挖基坑易使樁傾斜；（20）開挖基坑時樁周土體高差懸殊。

危害。樁基偏心受壓，承載力減少，傾斜太大樁身會折斷。

（三）樁頭碎裂。原因。

（1）樁頭結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，或制作時不按設(shè)計要求進行；（2）樁頭嚴重跑漿，形成空洞；

（3）蒸養(yǎng)制度不當(dāng)引起混凝土脆性破壞；（4）pc樁混凝土齡期不足二十八天；

（5）樁頂面不平整或翹曲；（6）預(yù)應(yīng)力主筋鐓頭高出樁端面；（7）樁頂面與樁軸線不垂直；（8）樁身彎曲度太大；

（9）搬運、吊裝、堆放過程中樁頭嚴重損傷；（10）柴油打樁錘選用不當(dāng)，過輕、過重；

（11）自由落錘落距太大，一般超過1.5m易將樁頭擊碎;（12）樁帽太小、太大、太深，或樁頭尺寸偏差太大；（13）樁帽襯墊太薄或未及時更換；（14）樁身傾斜，偏心錘擊；（15）打樁機傾斜，偏心錘擊；

（16）遇到石灰?guī)r等硬巖面時繼續(xù)猛打；

（17）貫入度要求大小，總錘擊數(shù)過多，或每米錘擊數(shù)過多；（18）貫穿厚度較大的硬隔層進易打擊碎樁頭。

危害。樁頭擊碎，不能繼續(xù)錘擊，樁無法打下去，收不了錘，承載力達不到設(shè)計要求。這是打樁中常見的事故。在單樁承臺中發(fā)生樁臺破裂，連補樁都困難。

（四）樁身裂斷（包括樁尖破損，接頭開裂，樁身出現(xiàn)橫向、豎向、斜向裂紋或斷裂）。原因：

（1）在卵石層中打開口管樁，下端樁身有發(fā)生劈裂的可能；（2）樁尖遇裸露的新鮮巖面仍硬打，樁尖易擊碎；

（3）十字平頭樁尖一半嵌巖一半入土?xí)r也會引起樁尖破裂；（4）樁尖焊接質(zhì)量差易打爛；

（5）底板只蓋住樁孔、十字刃直接焊在端板上的樁尖破裂；

（6）接樁時接頭焊接質(zhì)量差易引起接頭開裂；（7）端板可焊性差的接頭經(jīng)不起錘擊；（8）坡口小的接頭易開裂；（9）鐓頭高出端板的接頭易破碎；

（10）接縫間隙只用少量鋼條填塞的接頭易引起集中傳力而破碎；（11）焊接時自然冷卻時間太少，焊好后立即施打，焊縫遇水淬火易脆裂；（12）樁身強度不足，質(zhì)量差，錘擊時易打爛樁身；（13）合縫漏漿嚴重，或內(nèi)壁坍落嚴重的樁身易打斷；（14）蒸養(yǎng)制度不當(dāng)，樁身混凝土脆性大，經(jīng)不起重錘敲擊；（15）打樁錘選擇不當(dāng)，過輕、過重；

（16）打樁時未加樁墊或樁墊太薄，或未及時更換；（17）樁身出現(xiàn)斷裂裂縫而未發(fā)現(xiàn)；

（18）在“上軟下硬、軟硬突變”的地質(zhì)條件下打樁易斷樁；

（19）樁身斷筋或預(yù)應(yīng)力值不足，不足以抵抗錘擊時出現(xiàn)的拉應(yīng)力而產(chǎn)生橫向裂縫；（20）樁身彎曲度過大；（21）打樁時偏心錘擊；

（22）樁身由于各種原因傾斜過大；

（23）管樁內(nèi)孔充滿水時密封錘擊易使管樁產(chǎn)生縱向裂縫；

（24）樁身自由段長細比過大，樁尖處又遇到堅硬土層時，打樁易使樁身顫動而折裂；（25）一根樁總錘擊數(shù)達3000-4000擊，樁身混凝土疲勞破壞；

（26）樁身已入硬土層后再用移動樁架等強行回扳的方法糾偏易將樁身扳斷；（27）樁身已改硬土層后再用移動樁架等強行回扳的方法糾偏易將樁身扳斷；

（27）打樁完畢露出地面部分的樁身，易被施工機械碰撞而斷裂；（28）邊坡滑移可使成片樁傾倒折斷；

（29）開挖基抗土方不當(dāng)引起樁身大傾斜大偏位而使樁身斷裂。

危害。樁基質(zhì)量存在嚴重隱患；承載力達不到設(shè)計要求；大多數(shù)斷樁只可按報廢處理。

（五）沉樁達到設(shè)計的控制要求（主要指貫入度和持力層）。原因：

（1）勘探資料有誤碼有假；（2）樁頭被擊碎無法繼續(xù)施打；（3）樁身被打斷，無法再打；

（4）設(shè)計選擇持力層不當(dāng)，如要求打到中風(fēng)化微風(fēng)巖石層是不現(xiàn)實的事；（5）沉樁時遇到地下障礙物或厚度較大的硬隔層；

（6）打樁錘選得太小，或柴油錘破舊錘擊力不足，跳動不正常；

（7）布樁密集或打樁順序不當(dāng)，使后打的樁無法達到設(shè)計標高，并使先打的樁涌動上升；（8）在厚粘土層中的樁不是一氣呵成地打到底面而是間歇時間太長，以至無法再打下去；（9）送樁深度超過設(shè)計要求還收不了錘，或配樁長度短而盲目送樁，易造成樁端達不到設(shè)計持力層；

（10）“一腳踢”的承包方式易出現(xiàn)偷工減料的結(jié)果。

危害：樁基質(zhì)量存在較多問題，有的樁承載力達不到要求，有的樁下沉量過大……

（六）單樁承載力達不到設(shè)計要求。原因。

（1）樁身斷裂，樁尖破損，接頭碎壞，樁頭破碎；（2）樁頭碎裂無法打至設(shè)計的持力層；（3）打樁時弄虛作假，偷工減料，樁長不夠；

（4）收錘貫入度不是當(dāng)天測定，而是過了幾天以后才測定；（5）送樁太深，收錘貫入度不能真實反映實際；（6）配樁不準，送樁后收不了錘；

（7）厚粘土層中的樁不是一氣呵成地打進持力層；（8）地質(zhì)資料有錯有假，持力層弄錯；

（9）工程地質(zhì)條件太差，如淤泥層太厚，強風(fēng)化巖層太薄等；（10）先打的樁被后打的樁拱動上涌；

（11）錘擊過度，收錘貫入度很小而使樁身損傷；

（12）設(shè)計要求太高，脫離實際，根本達不到這樣高的承載力；（13）在“不宜應(yīng)用預(yù)應(yīng)力管樁的工程地質(zhì)條件”下應(yīng)預(yù)應(yīng)力管樁。（14）持力層為軟質(zhì)強風(fēng)化巖而樁端滲水，使持力層軟化、承載力降低。

（15）布樁密集，打樁速度過快，超孔隙水壓力陡增，日后基樁成片上拱，單樁承載能力下降。

危害。單樁承載力達不到設(shè)計要求，樁基無法使用，不是補樁就是報廢。

案例1：

甲方情況：第一次用管樁

監(jiān)理情況。對管樁外觀質(zhì)量要求嚴格，對于局部合縫漏漿、露石等外觀質(zhì)量原因吹毛求疵。自恃比較專業(yè)，對一些解釋一般不予采納，堅持己見，比較頑固。

地質(zhì)情況。粉土、粉質(zhì)粘土為主，地表為建筑垃圾回填，地表以下28米左右有粗砂層，層厚不均，0.8米-2.4米，稍密，標貫均值18擊。

工地異常情況。phcab40095，樁長35米，標高為地表以下4米，第三節(jié)樁時，送至地面以下2米時，發(fā)生爆樁，爆樁位置不明，施工人員反映施工壓力約2000kn，爆樁后壓力值約為700kn，施工人員懷疑第三節(jié)樁樁身爆裂，因水位較高，無法用掉線判明具體爆樁位置。

施工方認為是樁身質(zhì)量問題造成爆樁，并將此原因告知甲方，甲方要求我公司賠償補樁費用。

例2：

甲方情況：曾使用過管樁

監(jiān)理情況：非專業(yè)監(jiān)理，對管樁不是很了解

地質(zhì)情況。地表建筑垃圾回填，粉土、粉粘為主，標貫均值14擊，地表以下20.5米有粗砂層，夾少量亂石，標貫均值24擊。

工地異常情況。phcab500100，樁長19米，樁頂標高為地面以下2米，第二節(jié)樁時，底部樁頭爆裂，壓力值3100kn。請簡述爆樁原因。

例3：

甲方情況：對管樁施工比較熟悉，多次用過管樁

監(jiān)理情況：從事建筑行業(yè)30余年，對管樁施工非常了解，且自恃管樁施工的專家地質(zhì)情況：粉粘為主，標貫均值12擊，有兩個粗砂層。第一個砂層距地表6米，層厚3.5-4.4米，標貫均值28擊。第二個砂層距地表20米，層厚2.8-4.2米，均厚3.4米。

工地異常情況。phc500*125ab，樁長28米，樁頂標高為地面以下3米，錘機施工，最后一節(jié)樁距地面6米時樁頭一側(cè)開始掉皮。總錘擊數(shù)637擊。

監(jiān)理分析可能垂直度有一些偏差，但是在國標要求范圍之內(nèi)，且其它樁也有垂直度偏差，唯獨該樁樁頭爆裂，懷疑我公司管樁有質(zhì)量問題，可能是強度不夠。甲方要求我公司處理該樁，認為需要補樁。請分析爆樁原因及處理方案。

例4：

甲方情況：第一次施工管樁

監(jiān)理情況：非專業(yè)監(jiān)理，不常在工地

地質(zhì)情況：地表以下15米的濕陷性黃土，標貫均值19擊，下面是平均4米的粉質(zhì)粘土，標貫均值21擊，以下為粉質(zhì)粘土標貫25擊。工地異常情況：phc500*125ab，樁長15米，單根樁配樁。樁頂標高距地面以下3米。800噸靜壓施工，連續(xù)爆樁，爆樁位置比較分散，有底部、上部樁頭爆，也有樁身爆樁。初步了解施工人員比較老練，從事管樁施工11年，樁身垂直度控制良好。請分析爆樁原因。

第三篇：鋼軌斷裂原因分析及防治措施鋼軌斷裂原因分析及防治措施

摘要。通過對鋼軌斷裂原因及其規(guī)律進行分析，提出針對性的預(yù)防措施，并對發(fā)生鋼軌斷裂后的緊急處理措施進行探討。

發(fā)生斷軌后的緊急處理方法。1鋼軌斷裂原因分析

1.1鋼軌材質(zhì)方面存在先天不足

鋼軌先天性的質(zhì)量缺陷，是導(dǎo)致鋼軌斷裂的主要原因。2002年1月，長圖線dk152+573處和長圖線dk317+450處發(fā)生兩次線路右側(cè)長軌折斷，引起兩起斷軌事故的主要原因是鋼軌內(nèi)部存在暗核。由于兩處暗核的徑長分別為2.

5、1.8mm，且均存在于鋼軌的底部，又是目前鋼軌探傷設(shè)備很難探測到的核傷粒徑（既有探傷設(shè)備所能探測到的最小核傷粒徑為3mm），再加上管內(nèi)持續(xù)低溫且溫差大，鋼軌內(nèi)應(yīng)力增大，導(dǎo)致斷軌事故發(fā)生。鋼軌材質(zhì)上的某些缺陷，如暗核、細小裂紋、空隙或雜質(zhì)等，經(jīng)過車輪重復(fù)荷載作用，逐步發(fā)展成一個疲勞源，并不斷向軌頭內(nèi)部擴展，使鋼軌的有效截面很快削弱，以至最后發(fā)生斷軌。

1.2現(xiàn)場軌縫的焊接強度低

我國無縫線路鋼軌現(xiàn)場施工焊接一般采用小型移動氣壓焊和鋁熱焊。鋁熱焊焊接方法因其具有設(shè)備簡單、焊接作業(yè)效率高、操作簡便等特點，被廣泛應(yīng)用。但由于各工序間相互影響程度密切，特別是在低溫環(huán)境下焊接鋼軌時，使得焊接接頭的質(zhì)量難以控制。鋼軌焊接接頭的質(zhì)量優(yōu)劣，直接影響著無縫線路的安全。

據(jù)統(tǒng)計，由于鋼軌焊縫斷裂而造成斷軌事故的，占斷軌總數(shù)的80％以上。

大部分有缺陷的鋼軌焊縫其強度不能承受降溫所產(chǎn)生的溫度拉力，在冬季鋼軌內(nèi)部強大的溫度拉力作用下焊縫被拉開。特別是鋁熱焊縫，質(zhì)量受操作工藝優(yōu)劣影響較大，難免發(fā)生斷軌事故。

1.3養(yǎng)護維修上的原因

2002年3月，長圖線威虎嶺站1號道岔轍叉后右直股鋼軌折斷。所斷鋼軌為鞍鋼1988年產(chǎn)，于1996年道岔大修時鋪設(shè)，屬自制軌，軌孔加工時存在誤差。由于線路養(yǎng)護維修質(zhì)量低，有空吊板，導(dǎo)致岔后鋼軌集中受力，發(fā)生斷裂。2002年l1月，長圖線dk187+646處，右股鋼軌發(fā)生斷裂。該股鋼軌10月份曾使用k286焊條進行焊補。此次造成鋼軌折斷的直接原因就是焊補作業(yè)不按照規(guī)定進行預(yù)熱，致使鋼軌內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，發(fā)生鋼軌斷裂。由上述斷軌事故可以看出，日常的養(yǎng)護維修非常重要。線路養(yǎng)護不良，如軌面不平順、道床和路基出現(xiàn)病害、連結(jié)零件不密貼等，都會嚴重地影響鋼軌的使用壽命。再者作業(yè)時不按規(guī)定的尺寸、步驟進行，違章作業(yè)，也會引起不良后果。因此，提高工作質(zhì)量，精心養(yǎng)護好線路，這是防止斷軌的重要環(huán)節(jié)。

2鋼軌斷裂發(fā)生的特征及規(guī)律

2.1常發(fā)生斷軌的地段

線路不平順處，斷軌發(fā)生的頻率大。

斷軌地段的分布特點：曲線地段比直線地段斷軌次數(shù)多；坡

道上比平坡地段斷軌多；制動地段比其他地段斷軌多；無縫線路固定區(qū)斷軌多；道岔基本軌比導(dǎo)曲軌斷軌多；岔后夾直線的斷軌是直向多，側(cè)向少。

2.2常發(fā)生斷軌的部位

斷軌多發(fā)生在焊縫及其附近，鋼軌小腰處，曲線上股，橋梁和道口兩頭部位。就同一鋼軌斷面而言，斷軌多發(fā)生在軌頭、軌顎和軌腰部位。

2.3常發(fā)生斷軌的時間

斷軌多發(fā)生在冬春兩季，一般在每年的11月下旬至次年的3月上旬。寒冷地區(qū)斷軌較普通地區(qū)嚴重。而且多發(fā)生在一晝夜中氣溫最低的0時至4時。

3發(fā)生鋼軌斷裂后緊急處理措施

3.1及時發(fā)現(xiàn)斷軌

發(fā)揮“五道防線”作用，開展全員防斷。主要發(fā)揮專

業(yè)探傷隊伍的主力作用，手工檢查隊伍的補充作用，層層

落實鋼軌檢查責(zé)任制，以便能在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)斷軌。

3.2發(fā)現(xiàn)斷軌后會處理

3.2.1斷軌處理原則

最主要的是發(fā)現(xiàn)斷軌后必須嚴格執(zhí)行一防護、二加固、三放行的作業(yè)程序。在攔停列車作業(yè)時，區(qū)間力爭在30min內(nèi)，站內(nèi)力爭在60min內(nèi)加固完畢，并隨即放行列車。

3.2.2斷軌處理方法

（1）普通線路

①應(yīng)按《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》第2.2.11條的規(guī)定設(shè)置停車信號防護。

②斷縫在夾板范圍內(nèi)，緊固接頭夾板螺栓和斷縫兩側(cè)扣件，限速5km／h放行列車。

③斷縫在夾板范圍以外，用夾板、急救器或夾板、螺栓進行加固。當(dāng)斷縫小于30mm時，限速15km／h放行列車；30—50mm，限速5km／h放行列車；50—150mm，必須插入短軌頭，并在斷縫下墊枕木頭后，限速5km／h放行列車。

④更換鋼軌時，應(yīng)按《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》第2.2.2條辦理，更換前要擰緊兩端各50m范圍內(nèi)扣件，首次放行列車限速25km／h。

（2）無縫線路（包括焊頭）

①應(yīng)按《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》第2.2.11條的規(guī)定設(shè)置停車信號防護。

②在斷縫處上好鼓包夾板和急救器加固，限速5km／h放行列車。隨即，在斷縫兩端各50m范圍內(nèi)擰緊扣件。如斷縫小于30mm，限速可提高至15km／h；斷縫在50～150mm，必須插入短軌頭，并在斷縫下墊枕木頭，限速5km／h放行列車。已上鼓包夾板的焊縫斷裂后，如斷縫小于30mm，可緊固接頭夾板螺栓，限速15km／h放行列車。

③鋸掉斷縫前后各一段鋼軌，插入不短于6m的短軌，上好

夾板和擰緊螺栓，首次放行列車限速25km／h，以后恢復(fù)正常。

④在接近并低于實際鎖定軌溫時，插入不短于6m的焊接短軌，進行焊接。

⑤若斷縫具備原位焊復(fù)的條件時，可采用原位焊復(fù)法進行焊接修復(fù)。

3.3新型彈性扣件的應(yīng)用

由于重軌剛度和重枕剛度相結(jié)合將使軌道剛度增大，過大的軌道剛度又會惡化輪軌動力相互作用關(guān)系。只要車輪踏面或軌道上有微小的不圓順或不平順，都會引起動力作用的增長，這些動力又隨行車速度的提高而急劇增長。此外，過大的軌道剛度還會引起波磨軌的生成與擴展。因此，設(shè)法降低重軌、重枕軌道剛度是十分必要的。

用新型系列Ⅲ型枕取代木枕和Ⅱ型枕，明顯增大了曲線軌道的穩(wěn)定性，軌道承載能力提高37％，減小了軌枕加速度和道床加速度，有效地抑制了道床殘變，積累速率，大大減輕了養(yǎng)護維修工作量及其費用。

為達此目的，成都鐵路局研發(fā)并使用了新型彈條扣件。其主要特征：一是采用了與Ⅲ型系列軌枕配套的厚14mm、靜剛度60～70mn／m的納米復(fù)合橡膠墊板；二是采用了與新型膠墊配套的60si2cra材質(zhì)的加強Ⅲ型彈條扣壓件，提高了彈條強度，有效控制了扣壓力衰減，增加了軌道彈性；三是采用了在承力面增設(shè)l形、c形鋼片的加強Ⅲ型絕緣軌距塊，有效地解決了既有Ⅲ型絕

緣軌距塊在山區(qū)鐵路曲線軌道使用中抗壓、抗彎、抗剪強度不足的缺陷。鋪設(shè)實踐表明，效果明顯。

3.4工務(wù)新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品的應(yīng)用

（1）為解決橋上軌道道床厚度不足，剛度較大，道碴粉化嚴重，病害突出的問題，采用加厚軌下膠墊的減振型調(diào)高扣件，有效地提高了軌道彈性，減緩了列車的沖擊作用。今后如能在橋上有碴軌道發(fā)展彈性軌枕將是又一重大技術(shù)舉措。

（2）為防止列車在小半徑曲線上發(fā)生懸浮脫軌事故及減緩曲線外軌側(cè)磨，在3000多個小半徑曲線緩圓點或圓緩點前后下股軌道內(nèi)側(cè)安裝了防脫、防磨護輪軌裝置，取得了良好效果。

（3）為解決山區(qū)鐵路混凝土枕及岔枕中螺旋道釘普遍銹蝕嚴重、壽命縮短的問題，成功地開發(fā)并采用了多元共滲防銹新技術(shù)，以取代傳統(tǒng)的防腐處理方法，提高了螺栓的抗蝕性能和使用壽命，現(xiàn)已在全路推廣應(yīng)用。

4結(jié)語

為適應(yīng)我國鐵路既有線提速戰(zhàn)略工程，全面提升山區(qū)鐵路工務(wù)設(shè)備技術(shù)裝備水平勢在必行，根據(jù)成都鐵路局的做法和經(jīng)驗，在曲線軌道結(jié)構(gòu)綜合強化方面，采用新理論、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備是以提高運輸效率、保證行車安全和旅客乘坐舒適為基礎(chǔ)，并以其經(jīng)濟效益的大小來評價其合理性和決定其發(fā)展規(guī)模和速度。因此，軌道結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代化與合理化進程，應(yīng)密切結(jié)合路局所轄線路的具體條件和實際情況，本質(zhì)上是在有利于取得最佳技術(shù)

經(jīng)濟效果基礎(chǔ)上的統(tǒng)一。

參考文獻：

[1]鐵道部.鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則。

[2]徐小龍.小半徑曲線脫軌原因分析及對策措施.鐵道標準設(shè)計，2003（2）。

[3]侯德杰，蒲保新，陶聯(lián)明.強化軌道結(jié)構(gòu)，適應(yīng)提速需要[j].鐵道標準設(shè)計。2002（2）

第四篇：中空軸斷裂的原因分析與焊接處理中空軸斷裂的原因分析與焊接處理

1、引言

中空軸是磨機非常關(guān)鍵的部件，它承受著整個磨體及研磨體的運轉(zhuǎn)載荷，在交變應(yīng)力作用下連續(xù)運行，是磨機機體最薄弱的環(huán)節(jié)，也是最難控制制造質(zhì)量的機件。同時還是容易發(fā)生問題的磨體部件，特別是進、出料端的中空軸發(fā)生故障的相當(dāng)多，磨機中空軸斷裂是非常嚴重的設(shè)備故障。必須停機檢修，以免造成“落磨”的重大設(shè)備事故。處理磨機中空軸斷裂的技術(shù)難度比較大，檢修周期長，勞動強度大，費工費時。處理不好還影響磨機的安全運行，容易繼續(xù)引發(fā)各類設(shè)備故障，嚴重影響生產(chǎn)。我公司磨機進、出料端中空軸的斷裂，經(jīng)過嚴格細致的處理后，磨機一直安全穩(wěn)定運行，沒有發(fā)生任何不正常的問題，說明我們的處理是成功的?，F(xiàn)就結(jié)合我公司的處理情況，對磨機進、出料端中空軸斷裂的原因與處理作一分析總結(jié)、與各位同仁一起探討。

2、磨機進、出料端中空軸斷裂的基本情況

我公司由φ3×11m水泥磨自2000年7月投入運行以來，設(shè)備運行狀況一直較好，該磨機的技術(shù)參數(shù)見表l；2005年5月31日白班停機檢修時，發(fā)現(xiàn)右邊磨尾中空軸靠內(nèi)圈螺栓處大r角處環(huán)向有裂紋，刮開油污后發(fā)現(xiàn)裂紋長度為1250mm；吊開磨機后瓦蓋后，又發(fā)現(xiàn)左邊靠內(nèi)圈螺栓處大r角處環(huán)向也有裂紋，刮開油污后發(fā)現(xiàn)長度為1060mm。左邊裂紋在中空軸內(nèi)圈法蘭螺栓處，長度經(jīng)過內(nèi)圈法蘭螺栓4個。右邊裂紋在中空軸內(nèi)圈法蘭螺栓處，長度經(jīng)過內(nèi)圈法蘭螺栓5個半。兩個裂紋間距為內(nèi)圈法蘭螺栓3個半。兩個裂紋為八字型，在中空軸內(nèi)圈法蘭螺栓和大r角外端處。

2005年6月2日白班11。00對磨頭中空軸檢查發(fā)現(xiàn)右邊靠內(nèi)圈螺栓處大r角處環(huán)向有裂紋，清除油污后發(fā)現(xiàn)裂紋長度為770mm，此裂紋在大r角中下部環(huán)向而且沒有裂到螺栓孔處，這樣就造成延伸的可能，所以在裂紋前面鉆φ10mm的止孔前、后各一個。防止再次延伸。又繼續(xù)清除油污發(fā)現(xiàn)左邊靠內(nèi)圈螺栓處大r角處環(huán)向也發(fā)現(xiàn)裂紋，長度為260mm左右。由于當(dāng)時在處理磨尾的裂紋，磨機支頂起，不好轉(zhuǎn)磨，下一半中空軸翻磨后才可以檢查是否裂紋。此裂紋在大r角中下部環(huán)向而且沒有裂到螺栓孔處，這樣我們繼續(xù)鉆孔，防止在次延伸。右邊裂紋長度經(jīng)過內(nèi)圈法蘭螺栓4個半。左邊裂紋長度經(jīng)過內(nèi)圈法蘭螺栓2個半；兩個裂紋間距為內(nèi)圈法蘭螺栓3個半。

圖lφ3×11m水泥磨中空軸斷裂裂紋示意圖

磨機進、出料端的中空軸斷裂裂紋兩端基本上相似。裂紋發(fā)生在中空軸的外側(cè)，基本上是呈周向的不規(guī)則走向，一部分裂紋是在軸根圓角的邊沿上，由中空軸上外圈的磨機前端蓋護板螺栓孔沿徑向兩側(cè)延伸發(fā)展而形成的，穿過幾個螺栓孔。一側(cè)止于中空軸上內(nèi)圈的磨機前端蓋護板螺栓孔，一側(cè)止于中空軸法蘭與磨機前端蓋聯(lián)接螺栓的螺栓孔，裂紋長度不同，經(jīng)過探測裂紋己經(jīng)裂通，（中空軸的厚度為90mm），φ3×11m水泥磨中空軸斷裂裂紋的示意圖如圖1所示。

表1φ3×11m水泥磨的規(guī)格和性能

（1）、系統(tǒng)類型：圈流。傳動方式：中心傳動。磨體重量：92t。研磨體裝載量100t。轉(zhuǎn)速：

17.5r／min。臺時產(chǎn)量：47t。有效內(nèi)徑：2926mm。入磨粒度：10-15mm。細度：5-8%。

（2）、減速器：js110-a。速比：740/17.5r/min。

（3）、電動機。yr1250-8/1430，功率1430kw，轉(zhuǎn)速740r／min，電壓10000v。

3、磨機進、出料端中空軸斷裂原因分析

3.1中空軸是整個磨機的關(guān)鍵部件，其制造質(zhì)量有很高的要求。由于其結(jié)構(gòu)形狀比較特殊，還存在r區(qū)，中空軸在精加工后很難保證沒有各種鑄造缺陷——縮孔、夾渣、偏析和裂痕等。鑄造缺陷是磨機中空軸斷裂的一個重要原因。

3.2磨機中空軸一般都是比較大的鑄鋼件，有的中空軸重量達4-11噸，鑄件內(nèi)往往會存在應(yīng)力集中，加工中空軸的毛胚應(yīng)該經(jīng)過時效處理，但是，有些制造廠家為減少流動資金的占用量，受當(dāng)時經(jīng)濟利益的驅(qū)動。不顧中空軸的產(chǎn)品質(zhì)量，中空軸的毛胚不經(jīng)過時效處理就進行加工，導(dǎo)致中空軸內(nèi)部殘存有應(yīng)力集中。中空軸在交變應(yīng)力作用下的運行中應(yīng)力集中過大，也是產(chǎn)生裂紋的一個原因。

3.3有些制造廠家受鑄造條件和技術(shù)的制約，中空軸的毛胚不能整體鑄造，而是分段鑄造。然后再焊接為整體，中空軸的焊接質(zhì)量要求非常嚴格，焊縫內(nèi)部質(zhì)量不得低于jbll52—81《鍋爐與鋼制壓力容器對接焊縫超聲探傷》標準的ii級的規(guī)定。同時還要符合q／jcj05—82《鋼制建材機械焊接技術(shù)規(guī)程》中對重要零件的要求。焊接4-7噸重的大、厚剛性構(gòu)件，如若保證不了焊接質(zhì)量和焊后熱處理的質(zhì)量，很容易產(chǎn)生淬硬組織、應(yīng)力集中和微裂紋。焊接質(zhì)量和熱處理質(zhì)量不高也是磨機中空軸產(chǎn)生裂紋的一個原因。

3.4在更換磨機端蓋護板時，機修工為了貪圖省事和節(jié)省時間，經(jīng)常用氣割先割去護板螺栓的頭部，繼而再用大錘敲掉螺桿，造成中空軸局部受熱溫度較高，并且中空軸局部表面被砸成凹坑，進而引起中空軸內(nèi)部的應(yīng)力集中過大，導(dǎo)致中空軸斷裂。

3.5磨機進、出料端中空軸內(nèi)一般都配置有進、出料螺旋筒，中空軸與進、出料螺旋筒是靠外面端面的聯(lián)接螺栓聯(lián)接，該聯(lián)接螺栓非常容易發(fā)生斷裂。許多水泥廠解決的方法是：在進、出料螺旋筒內(nèi)用三個螺拴頂著中空軸，把中空軸與進、出料螺旋筒聯(lián)接為一體。入磨物料由下料口進入進、出料螺旋筒和被隨著磨機一起轉(zhuǎn)動的進料螺旋筒帶入磨內(nèi)的過程中，受入磨物料粒度、物料量和物料被進、出料螺旋筒帶起高度的不均勻影響，會產(chǎn)生強烈的震動。這種強烈的震動也將會引起中空軸應(yīng)力集中過大，導(dǎo)致磨機進料端中空軸斷裂。

3.6磨機的研磨體裝載量，各車間磨機研磨體最大裝載量，必須按使用說明書要求控制在以下范圍內(nèi)：1X生料磨68t。2X生料磨85t。lX水泥磨140t。2X水泥磨loot。3X水泥磨174t。3X煤磨22t；各車間磨機研磨體的最大裝載量，不能超過以上所限定裝載量，以免過載造成設(shè)備損壞。各車間設(shè)備主管控制好記錄，生產(chǎn)辦進行驗證。

3.7磨機磨機停機8小時以上者，必須頂磨。各車間磨機短、長期停磨，在磨機主體和主軸承尚未降至環(huán)境溫度之前，不準停止?jié)櫥退鋮s系統(tǒng)。停磨后，按下面間隔通過慢速轉(zhuǎn)動磨體，1omin，lomin，lomin，lomin，10min，15min，15min，15min，15min，20min，20min，20min，30min，30min，30min............每次回轉(zhuǎn)時，磨機回轉(zhuǎn)180℃，直到有關(guān)事宜處理完畢。

4、磨機中空軸的焊接

∮3×11m水泥磨中空軸斷裂時，正值我公司水泥銷售旺季、水泥生產(chǎn)壓力較大的時期。更換中空軸的周期太長，又沒有備用的更換，中空軸的材質(zhì)為zg230--450（含碳量o.20％）鑄鋼，具有良好的焊接性，所以，我們決定采取焊接方法進行處理，并且采取不拆除中空軸的固定焊接法焊接。中空軸是特大型厚壁結(jié)構(gòu)件，剛性很大.焊接質(zhì)量要求又非常嚴格，為保證焊接質(zhì)量，最大限度地防止中空軸焊接后出現(xiàn)變形、開裂等焊接缺陷，根據(jù)我公司現(xiàn)有的設(shè)施條件，采取了如下措施：

4.1確定焊接工藝

對于檢修單位來說，焊接方法一般都采用手工電弧焊、由于裂紋較長。在焊接前必須頂磨，完成一段后翻磨一次，并對焊接面用小錘打擊消出應(yīng)力。為了防止中空軸焊接后出現(xiàn)變形，焊接采取分段焊接法，每次焊接長度不超過500mm，先焊中間裂紋，后焊兩邊裂紋。焊接中空軸如此大、厚（焊接位置的厚度為loomm）的鋼性較大的結(jié)構(gòu)件，在焊接過程中，焊接熱影響區(qū)容易產(chǎn)生低性淬硬組織。當(dāng)焊接材料或焊接工藝選擇不當(dāng)時，容易產(chǎn)生冷裂紋，特別是與母材金屬熔合比例較高的第一層焊縫，更容易產(chǎn)生冷裂紋。根據(jù)制造規(guī)范，焊接zg230--450（含碳量0.20％）鑄鋼中空軸時.宜選用堿性低氫焊接材料?？紤]焊縫金屬與母材的強度、韌性、抗裂性能等因素以及裂縫的產(chǎn)生機理，為了控制開裂傾向，我們決定采用506-507焊條、（奧302不銹鋼焊條）。因為此焊條焊縫強度中等.具有良好的抗裂能力，且熔敷金屬的塑性和韌性較好，適合于焊接鑄鋼件。焊接前.用烘干箱對焊條預(yù)先烘干2h，烘干溫度150℃。然后，放在保溫箱中保溫.隨用隨取，每次取出量最多不能超過10根。正刨逆焊，層與層之間必須搭接壓縫，每層焊接方向正反向交替進行，選擇直流反極性及小范圍參數(shù).焊接電流盡量采取許用電流的下限參數(shù)（∮3.2mm焊條的許用電流為90-130a，∮4.0mm焊條的許用電流為100-160a）。由于是多層焊接，第一層焊縫易出現(xiàn)裂紋，選用小電流低焊速焊接。（1）開坡口

為了減少金屬的填充量，選用較小的坡口角度，采用單面“u”型坡口的型式。為了防止中空軸的強度削減嚴重，開坡口采取分段坡切法，先坡中間，后坡兩邊。開坡口采用碳弧氣刨，使用∮8mm的圓型截面碳棒：因其火花集中，氣刨速度快，電焊機采用硅整流直流電焊機（gs一500ss），接法為反接.焊接電流為240-400a.壓縮空氣壓力為0.6-0.7mpa.沿裂紋進行氣刨、成形后的坡口必須消除裂縫及周邊的全部裂紋，氣刨后用鋼絲刷清理焊渣.最后用∮150角磨機對坡口兩側(cè)內(nèi)壁打磨修整.以除去滲碳層和清理坡口.達到施焊條件。（2）焊接前的準備

焊接準備開始前，拆除護板，里、外全部焊接。并在磨頭筒體處用300t千斤頂稍稍頂起，磨機略作支承，以盡量降低中空軸的承載負荷.盡可能減少中空軸的變形量；然后，卸除磨機前端蓋護板和螺栓等零件，以利于氣刨、焊接；再把中空軸裂紋處轉(zhuǎn)至最上方位置；最后將中空軸軸承上蓋拆除.用石棉繩塞實軸瓦間隙.防止進入雜物.并用石棉繩蓋嚴中空軸與軸瓦接觸部位，再用輸送帶蓋住中空軸和軸承下座，防止雜物摁傷中空軸或進入軸承室，以便于焊接操作，確保焊接質(zhì)量。

中空軸轉(zhuǎn)至合適位置后即可進行焊接準備。由于焊接是在現(xiàn)場進行操作，考慮到焊接過程中，磨機系統(tǒng)的其它部位和設(shè)備往往也都同時進行檢修，中空軸焊接的環(huán)境臟、粉塵多，所以要求在焊接時，必須搭設(shè)擋風(fēng)篷，以免灰塵進入焊縫區(qū)。

擋風(fēng)篷搭設(shè)完后.清理全部施焊區(qū)及周邊的油污和灰塵.首先用氧乙炔焰烘烤，去除焊道及周邊的油污，再用鋼絲刷清理，最后用毛刷清理干凈為止。（3）焊前預(yù)熱及焊后熱處理

由于中空軸材質(zhì)為zg230--450h（含碳量0.20％）鑄鋼，在熱影響區(qū)易產(chǎn)生低塑性淬硬組織，又是特大型厚壁結(jié)構(gòu)件，剛性很大，焊接過程中易導(dǎo)致冷裂紋的產(chǎn)生。為防止焊接過程中焊縫開裂，在施焊前必須預(yù)熱，而且嚴格控制焊接溫度。我們采用乙炔加熱預(yù)熱，加熱范圍距裂紋約150-200mm，控制溫度在200℃左右。

中空軸在運轉(zhuǎn)過程中承受動載荷作用，為調(diào)整中空軸的硬度，細化晶粒，消除焊接殘余應(yīng)力，改善性能，特別是改善焊縫及熱影響區(qū)的各種機械性能，焊后還必須進行熱處理。由于工件大，現(xiàn)場無條件進行整體回火消除應(yīng)力，只能采用局部低溫退火消除應(yīng)力，我們?nèi)圆捎靡胰布訜幔饷娓采w兩層巖棉被保溫，打開保溫材料對焊接區(qū)修磨。

4.2焊接的實施

焊接的實施是提高焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，在焊接過程必須嚴格按照制定的焊接工藝執(zhí)行。焊接跟隨坡口走，采取分段焊接法，先焊中間，后焊兩邊。焊接過程中，要用鋼絲刷和角向磨光機清理飛濺物和藥皮等雜物，除最后一層外，其余每層均采用錘擊焊縫金屬的方法消除焊件的殘余應(yīng)力，并用角向砂輪機和擴大鏡，由專職人員反復(fù)檢查焊縫是否有裂紋。如有裂紋必須重新焊接，直到?jīng)]有裂紋為止，以保證焊接質(zhì)量。前段裂紋焊接完畢后，再進行另一段裂紋的開坡口、施焊等處理，直至把全部裂紋處理完畢。從處理第二段裂紋起，在開坡口時.要將與該裂紋段連接的前期處理過的焊縫端部重新刨開長度約5mm左右的坡口、以利于焊縫段連接焊肉熔合好，避免有氣孔、夾渣和斷續(xù)焊等各種焊接缺陷，待裂紋全部焊接完畢后。（1）打底焊

每一個裂紋段的第一層焊縫焊接，選用∮3.2mm的焊條，電流調(diào)整為100-120a.盡量采用小電流、慢速度、短電弧且電弧不間斷焊接，以窄焊道，多道焊方法連續(xù)完成焊接。焊條不能擺動，減少熔合比，減少裂紋傾向，收弧時要注意填滿弧坑。打底焊是整個焊接的基礎(chǔ)，一定要保證焊接質(zhì)量，打底焊要求焊兩遍。（2）填平焊

打底焊后，應(yīng)該進行填平焊接，填平焊，選用∮4.omm的焊條，電流調(diào)整為120-140a，采取短電弧在坡口橫截面上橫焊：在焊接過程中，焊條擺動到兩端，并稍作停留，以保證焊肉與母材熔合好。當(dāng)坡口焊平后，必須確定質(zhì)量。在保證沒有焊接缺陷的情況下，再焊一層蓋面焊層。（3）蓋面焊

蓋面焊，采取高電壓、小電流的慢速度施焊。嚴格保證焊趾外平緩圓滑過渡，焊縫飽滿、均勻、整齊，焊縫表面光滑平整，不能有“咬肉”現(xiàn)象。

5、處理后的試運行方案

中空軸焊接后能否保證長期正常運轉(zhuǎn)，是檢驗焊接工作成功與否的關(guān)鍵。為使中空軸因焊接而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力能緩慢均勻消除，以確保水泥磨安全正常運行，我們研究制定了試運行方案。

空負荷運行24h。先用輔助傳動運行2h，停機檢查無問題后，再用主傳動運轉(zhuǎn)22h。然后，停機進行全面檢查，采用著色方法檢查中空軸是否有裂紋。空負荷運行無問題后.裝球71t半負荷運行48h。

2／3負荷運72h。半負荷運行無問題后，裝球96t運行72h。停機后，對磨機的前、后中空軸進行一次全面檢查，同時還要檢查各瓦口的間隙、磨機軸向竄動等情況，然后，綜合以上試試運行的電流、跳動、竄動、溫度等情況，確定連續(xù)運行方案。

連續(xù)運行。在完成上述試運行，并確定無問題后，進入連續(xù)運行階段，在連續(xù)運行期間，要對中空軸每半小時檢查一次并做好紀錄，主要包括中空軸的油溫、油壓、瓦溫、油膜、震動和聲音等，發(fā)現(xiàn)異常必須及時采取果斷措施進行處理。6結(jié)束語

磨機中空軸處理后，運行狀況一直很好，表明我們對中空軸斷裂的處理方法是可行的。

第五篇：高樁碼頭phc管樁裂縫原因分析及防治措施高樁碼頭phc管樁裂縫原因分析及防治措施

摘要。從phc管樁制作、沉樁及使用等階段詳細分析了易導(dǎo)致該樁型出現(xiàn)裂縫的原因，同時對裂縫的檢測方法進行了探討，最后提出了phc管樁裂縫的具體防治措施，對高樁碼頭phc管樁的裂縫防治工作具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：高樁碼頭phc管樁裂縫防治措施

預(yù)應(yīng)力高強度混凝土管樁（簡稱phc樁）是預(yù)應(yīng)力技術(shù)與離心制管技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，在沿江沿海港口工程建設(shè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，成為高樁碼頭結(jié)構(gòu)最主要的樁基型式。然而phc管樁在工程實踐中仍然發(fā)現(xiàn)會存在一些質(zhì)量通病問題，其中最突出的問題即為樁身的裂縫，因為phc管樁為環(huán)狀薄壁結(jié)構(gòu)且是碼頭結(jié)構(gòu)主要的受力單元，裂縫的存在對高樁碼頭結(jié)構(gòu)的安全運營或使用壽命均存在一定的影響，因此有必要對裂縫產(chǎn)生的原因進行探討，以便采取合理的應(yīng)對措施，提出防治辦法。

裂縫產(chǎn)生原因分析

1、生產(chǎn)工藝方面

phc管樁是采用先張預(yù)應(yīng)力離心成型工藝，其工廠工藝流程一般為鋼筋切斷、墩頭→鋼筋籠編織→混凝土攪拌→混凝土喂料→預(yù)應(yīng)力張拉→離心成型→常壓蒸汽養(yǎng)護→脫模及標識→高壓蒸汽養(yǎng)護→管節(jié)拼接。從phc管樁整個生產(chǎn)工藝流程分析看，在這階段樁身裂縫產(chǎn)生的可能原因主要反映在以下幾個方面：①從離心成型機理可以看出，離心成型后的管樁管壁斷面是一種分層結(jié)構(gòu)，由混凝土層、砂漿層和凈漿層組成，因凈漿層的水灰比較大，干縮性大，又處于內(nèi)表面，很容易產(chǎn)生干縮裂縫，隨著管樁直徑和壁厚的增加，而凈漿層厚度隨之增加，干縮裂縫的深度也會加大，凈漿層存在的這種干縮裂縫在后期吊樁或沉樁過程中，可能會影響到管壁混凝土。②目前單根樁管節(jié)長度已能做到50米甚至更長，這對模板和離心旋轉(zhuǎn)生產(chǎn)線的要求甚高，如工藝水平不高，很容易在管節(jié)離心成型過程中受到抖動，導(dǎo)致離心成型后的管節(jié)表面有裂縫產(chǎn)生。③離心成型后，在吊運至養(yǎng)護槽的過程中，可能因受力不均勻或微小碰撞等問題導(dǎo)致尚未凝固的混凝土產(chǎn)生變形，從而導(dǎo)致裂縫及破損的產(chǎn)生。④高溫高壓蒸養(yǎng)后的混凝土管節(jié)出釜后的卸壓制度和降溫制度控制不當(dāng)，會造成管樁管壁內(nèi)外溫差過大，外表收縮過快而產(chǎn)生表面裂縫。

2、施工工藝方面

高樁碼頭phc管樁多采用錘擊法沉樁，其原理是利用樁錘自由下落時的沖擊力錘擊樁頭，其所產(chǎn)生的能量克服土體對樁的側(cè)阻力和端阻力，導(dǎo)致樁土之間原有的靜力平衡體系失效，樁體隨之下沉，直到樁土之間達到一新的平衡，因此錘擊法沉樁過程也是樁土靜力平衡體系不斷被打破又不斷達到一新的平衡的過程。從錘擊沉樁裂縫產(chǎn)生機理可見，樁身裂縫的產(chǎn)生主要是錘擊過程中樁身應(yīng)力過大引起的，若樁體較長，樁尖土質(zhì)較差，最大拉應(yīng)力大多發(fā)生在打樁初期樁身中部一定范圍，約（0.3～0.7）倍樁長位置；當(dāng)樁尖土質(zhì)較硬時最大拉應(yīng)力一般發(fā)生在樁的上部，因此錘擊沉樁過程中的裂縫控制其實就是樁身錘擊應(yīng)力的合理控制。

裂縫檢測技術(shù)分析

phc管樁裂縫檢測的方法主要有低應(yīng)變反射波法和高應(yīng)變測試法，對水上可見裂縫則直接采用目測法結(jié)合儀器設(shè)備檢測，對水下部分裂縫的檢測則多采用潛水探摸結(jié)合攝像開展。同時由于phc管樁特有的內(nèi)腔，使孔內(nèi)攝像技術(shù)也逐漸被應(yīng)用到管樁裂縫檢測中。

1、動測法

低應(yīng)變法。目前，低應(yīng)變法已成為應(yīng)用最為廣泛的基樁裂縫檢測手段，其測樁輕便、速度快、操作簡單；相比高應(yīng)變，可以檢測到距樁頂較近部位的缺陷及輕微缺陷。但在碼頭phc管樁裂縫檢測中也存在以下一些問題：①由于phc管樁獨特的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，應(yīng)力波傳播途徑會多樣化，因此，當(dāng)出現(xiàn)平行于樁軸線的縱向裂縫時，應(yīng)力波極易繞射過去而無法檢測到。②由于應(yīng)力波反射法靠單一的波形特征來判斷樁的缺陷，但缺乏對缺陷程度的定量分析，因此不能定量給出裂縫寬度的準確值。③當(dāng)?shù)?裂縫缺陷較大時，會阻斷信號的上行與下達，增加深部裂縫缺陷的識別困難，特別是當(dāng)?shù)?缺陷為第1缺陷的2倍時更難以識別。④由于港口工程中應(yīng)用的phc管樁樁長與樁徑比值較大，且為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，而低應(yīng)變反射波的錘擊能量較小，因此很難識別深部缺陷。

高應(yīng)變法。高應(yīng)變動力測試采用重錘錘擊，和低應(yīng)變法相比錘擊能量大，使得應(yīng)力波所能傳達的深度增大，可反映出樁身深部裂縫缺陷；高應(yīng)變測試時在phc管樁兩側(cè)