赵贵平
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摘要：在桥梁工程施工中，钻孔灌注桩基础因其适应性强、施工方便、质量可靠而被广泛采用，但其作业属于隐蔽工程，在施工过程中稍有疏忽，就会出现很多问题，其中桩基础偏位问题尤为突出。本文就钻孔灌注桩基础的偏位问题从各工序进行了分析，结合施工经验总结了一些桩基础偏位的防治措施。
关键词：钻孔灌注桩基础 偏位 防治
钻孔灌注桩基础是深入土层的柱状结构，其作用是将作用于桩顶以上的结构传来的荷载传到较深的持力层中。作为承受并传递荷载的结构，桩基础的偏位问题不容轻视。因为桩基础位置一旦偏移就会使其受力状态发生变化，桩位偏移过大就会使得桩基础处于偏心受压的状态，偏移值越大偏心受压越严重，即使采用补救措施也难以达到设计要求。
钻孔灌注桩施工的主要工序有：施工放样、埋设护筒、制备泥浆、钻孔、清孔、钢筋笼制作与吊装、水下混凝土灌注等。桩基础的偏位问题通常发生在施工放样、钻孔、钢筋笼制作与吊装及水下混凝土灌注这些施工过程中。其偏位主要体现在钢筋笼位置与设计位置的偏移，尤其是在连接墩柱钢筋时会给焊接带来很大麻烦。究其原因，一是桩基础定位误差大、放样点未采取保护措施或出现人为移动，施工时没有及时校核造成偏位。二是钻孔过程中钻机偏移未及时调整造成偏位。三是在钢筋笼制作与吊装、灌注水下混凝土等工序中操作不规范而造成偏位。
一、施工放样过程中的注意事项
施工放样是把设计图纸转化为工程实物的第一步，所以必须严格执行测量工作双检制，即复核测量。应在每次定位测量工作完成后都必须换人观测，确保定位放样工作的准确无误。
在桩基础施工前，测量人员应在桥梁附近加密坐标点，首先应精确放样出待定的中心桩位，其次依据点位引设护桩，供护筒安装。当护筒安装就位后，应测量护筒顶高程。接下来，在钻机开钻前要认真测量钻机钻具中心与桩基中心坐标偏位值，其差值应小于规范要求的限值，否则钻机就位要重新校正。在钻机钻进过程中，保护好护桩不被移动并要加大桩位校核的频率。
二、钻孔过程中造成偏位的原因及防治措施
钻孔过程中造成的偏位问题主要体现在钻孔倾斜度超出规范要求，如不能及早处治，倾斜度随桩孔的深入会愈来愈大。但现场施工中，通常只是一味的通过调整的钢筋笼顶部的位置来达到设计要求，而忽视了钢筋笼的竖直度、保护层厚度及成桩后的受力状态。
1、钻机移位导致偏位
钻孔灌注桩基础的钻孔方法有很多种，但在公路桥梁施工中，通常冲击钻机钻孔较为多见，因为冲击钻成孔适用于黄土、粘性土或粉质粘土、和人工杂填土，特别适合于有孤石的砂砾石层、漂石层、硬土层、岩层中使用。
冲击钻机的工作原理为通过卷扬机收、放钢丝绳使重量较大的钻头在重力的作用下冲击成孔。公路桥梁施工场地环境比较复杂，通常在钻机就位之前会在放样位置填筑钻机施工平台，如果钻机机架安装不理想，在冲击钻孔的过程中，大质量的钻头会带动钻机的机架发生位移，从而造成冲击位置发生偏移。
对于在此种情况下发生的偏位，首先应在填筑施工平台时尽量将其夯填密实，并在机架下加铺枕木等用来分散局部压力，其次在钻进过程中加大检测频率，如若发生偏位，应及时停钻调整。
2、孔内地质变化造成偏位
在钻孔过程中会遇到岩层变化，如果孔内下层岩较上层坚硬且变化面不在同一个平面上，这时钻头作用在该面时各部位受破坏程度会出现差异，进而使钻头偏向较弱的方向，造成钻孔偏位。
在这种情况下，还极易发生卡钻、钢丝绳断裂、掉钻等问题，若出现这种情况，及时停钻，提出钻头，在孔内回填粘土和块石的混合物，然后反复冲击至钻头接触面正常后继续钻进，在此期间应注意钻孔冲程及加大检测频率，并及时校正位置。
三、钢筋笼制作与吊装时造成的偏位
钢筋笼的作用是通过纵向主筋来加强桩身的抗弯能力，通过箍筋来加强抗剪能力，从而保证桩的强度和刚度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆造成钢筋笼在这一过程中偏位的原因归纳起来有四个方面：一是由于钢筋笼较长，起吊时会发生变形，或者钢筋笼焊接连接时上下不同轴，使得钢筋笼入孔时不垂直，造成笼顶偏移。二是钢筋笼被泥浆淹没，不易直接测量定位。三是钢筋笼的定位筋在实际应用中效果不好，给施工人员造成错觉，认为有定位筋就能控制偏位问题。四是施工人员经验不足、缺乏责任心及施工方法不得当造成偏位。
1、公路桥梁中桩基础的长度通常都较长，钢筋笼制作完成后由吊装设备吊装入孔，由于钢筋笼自重较大，在吊装过程会出现扭曲现象，在入孔后笼体不竖直导致钢筋笼偏位，在入孔过程中还会出现局部挂壁、保护层厚度不够等问题。
为了防止在吊装时钢筋笼太长而发生变形，通常在制作钢筋笼时分段制作，分段长度要根据吊装设备及现场情况计算所得，这样才能有效的防止钢筋笼在吊装过程中因变形引起笼顶钢筋偏位。
2、钢筋笼吊装完成后由于钢筋笼处于泥浆中，不易直接测量定位，测量人员看不到具体位置，导致钢筋笼中心位置的校核测量难以实施，如果采用抽水的方式来降低孔内水位，极有可能发生塌孔的风险。为了便于钢筋笼吊装后的位置校正，这里介绍一种测定方法，该方法简单、效率高，称之为“浮漂法”。
“浮漂法”是利用钓鱼浮漂的原理。将入孔钢筋笼的中心利用浮漂上返到泥浆面以上，以达到直接测量校核的目的。具体做法是将空饮料瓶作为浮漂，将细绳固定于瓶口中心，再将细绳与钢筋笼中心相连接，当漂浮在孔内泥浆面静止不动时漂浮中心也就是钢筋笼的实际中心，这样就可以直接校核钢筋笼的偏差，这种方法简单、易于操作，在实际施工中经常使用。
3、钢筋笼在设计图中一般都会每隔2～4m的断面上设置定位钢筋来控制其在孔内的位置，但在实际应用中效果并不好。因为竖向的定位筋在吊装时容易挤入泥浆壁内，在钢筋笼下降时容易挂壁，使得孔内沉渣增多。为了有效防止定位筋的挤入泥浆壁造成钢筋笼偏位，这里介绍一种施工现场经常采用的方法。
该方法叫“滚动垫块法”，首先预制圆形的混凝土垫块，垫块直径为桩基础保护层的两倍，垫块厚度为5cm，并在垫块中心位置预留8～10mm穿筋孔。在钢筋笼吊装时，将该垫块中心穿入光圆钢筋作为转轴，然后固定在主筋上，每个断面3个垫块为一组，沿断面水平布置，断面间距控制在3m为宜。最上面一组垫块设在钢筋笼的加强筋下面，用于钢筋笼的对中调整，同时也保证了保护层厚度。
四、水下混凝土灌注时造成的偏位
水下混凝土灌注通常采用导管法进行施工，其原理是混凝土拌和物在一定的落差压力作用下，通过密封连接的导管进入到初期灌入的混凝土下面，顶托着初期灌注的混凝土及其上面的泥浆逐步上升，形成连续密实的混凝土桩身。在这一过程中，当灌注的混凝土接近钢筋笼底部时速度过快，混凝土会将钢筋笼托起，或者提升导管太快，导管带动混凝土上升，使钢筋笼上浮，再或者提升导管时，导管挂在钢筋笼上，钢筋笼随同导管上升。这些现象都能让钢筋笼出现不可控的偏移，可以按照以下几点来控制：
1、用直径在20mm及以上的钢筋加固钢筋笼吊筋，焊在钢护筒上，并在孔口加以配重。
2、混凝土拌和物的和易性、流动性及坍落度应符合规范要求。
3、当灌注到钢筋笼底部时应放慢灌注速度，以减少混凝土面上升的动能作用，当钢筋笼被埋入混凝土中有一定深度时，再提升导管，减少导管埋入深度，使导管下端高出钢筋笼下端有相当距离时再按正常速度浇筑。
4、减少灌注时间，争取在最短时间灌注完成，防止表面混凝土初凝与钢筋笼粘结在一起，混凝土从导管流出后将其上部混凝土向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。
结束语：
桩基础偏位的原因可能发生在施工中的每个工序内，但主要原因是我们施工及技术人员经验不足，缺乏工作的责任心，对工作没有敬畏心。桩基础偏位问题重点在于预防，当发现桩基偏位时积极组织人员分析原因，制定切实可行的处治措施，以确保工程质量。
参考文献：
[1]人民交通出版社，交通部颁《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011.
[2]沈忠武，钻孔灌注桩施工中钢筋笼偏位及断桩的处理方法，2009（5）.
论文作者:赵贵平
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/7
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