鉆孔灌注樁樁位偏差的原因分析及控制措施

【摘要】目前，鉆孔灌注樁在公路工程中廣泛使用，工藝日趨完善，鉆孔灌注樁具有低噪音、小震動、無擠土，環保、對周圍環境及鄰近建筑物影響小，能穿越各種復雜地層和形成較大的單樁承載力，適應各種地質條件和不同規模建筑物等優點，在橋梁工程中得到廣泛應用，但是水下混凝土的灌注是能否成樁的關鍵環節，但往往由于成孔過程中由于測量、地質、工藝等原因使樁位發生偏差，導致樁基偏位，無法與柱子連接。結合工程實例對鉆孔灌注樁樁位偏差的原因進行了分析，并提出了相關措施以保證施工質量符合規范要求，從而有效地控制鉆孔灌注樁樁位偏差，提高工程質量，避免經濟損失。

【關鍵詞】：鉆孔灌注樁、樁位偏差、原因分析、控制措施

中圖分類號： TU753.3 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

1、引 言

鉆孔灌注樁具有低噪音、小震動、無擠土，環保、對周圍環境及鄰近建筑物影響小，能穿越各種復雜地層和形成較大的單樁承載力，適應各種地質條件和不同規模建筑物等優點，在橋梁工程中得到廣泛應用，已成為一種重要的樁型。（1）（文獻1）其成樁質量要點主要包括：單樁承載力、混凝土強度、鋼筋籠、樁身完整性、樁長、樁徑及樁位偏差，施工過程中要嚴格執行設計及規范要求，以保證工程質量。但是樁位偏差的控制往往被忽視，從而造成工程質量事故，給工程造成嚴重的經濟損失。施工根據現行 JTG/T F50-2011 橋涵施工技術規范的規定，見下表1：

近幾年來，橋梁的樁基礎在結構形式發生了變化。原先設計的樁基上部接的是承臺、系梁，如果發生樁位偏差還能在承臺、系梁的施工中進行調整。現在的設計中大多數取消了承臺、系梁等部位，結構形式變成樁基上部直接和墩柱相接，所以對樁位的偏差提出了更加嚴格的要求。樁位偏差的控制變得越來越重要，如圖1：

本文就根據工程實例對鉆孔灌注樁樁位偏差的原因進行分析，并結合實際情況，采取了相應的控制措施，并獲得了較好的效果。

2、工程案例

2.1、 橋梁概況

橋梁樁號：A2YK30+091.3，該橋位于戈壁沖積平原區，地勢平坦，地勢起伏不大，上部結構為5-13m預應力鋼筋混凝土空心板，下部為柱式墩、基礎為端承樁基礎、U型臺、擴大基礎。其中橋墩樁基12根，樁長13m，樁徑1.2m。

2.2、地質條件

根據地質調繪、鉆探揭露并結合室內巖土土工試驗，橋位區地層按其時代及成因分類，在勘察深度范圍內上覆地層為第四系上更新統洪積（Q4al）形成的粉質粘土和細砂和泥質砂巖（Q4me）。

2.2.1、細砂：厚 3.8-4.3m，淺黃色，潮濕-飽和，中密，砂質不均，局部夾粉質粘土薄層。

2.2.2、粉質粘土：厚 16.7-17.8m，淺黃色，潮濕，可塑-硬塑，土質不均，局部夾細砂薄層。

2.2.3、中風化泥質砂巖：厚 2-2.1m，淺褐色，干燥，稍密，巖屑顆粒以粉砂為主。

3、樁位偏位的原因及控制措施

鉆孔灌注樁樁位偏位的影響因素很多，歸根起來有以下的三大原因，分別是放樣偏位、鉆孔偏位、鋼筋籠偏位（2）（文獻2）。

3.1、放樣偏位的原因分析：

3.1.1、樁位坐標沒有復核或復核不準確

測量人員在沒有進行樁位坐標復核后就進行放樣或者是測量人員復核樁位坐標時不仔細，相關軸線尺寸、樁間距、角度沒有進行嚴格的核實就進行坐標放樣，導致放樣出來的點位出現偏差。

3.1.2、沒有建立統一的橋梁坐標系

每個橋梁樁位放樣前，沒有建立統一的橋梁坐標系。每次對同一個橋梁樁位放樣時采取的導線點不一樣，導致放樣出來的樁位出現偏差。

3.1.3、樁位坐標輸入錯誤

施工放樣采用GPS在輸入坐標時，將坐標輸錯，樁位放樣時沒有及時發現，造成樁位放樣錯誤。

3.1.4、測量工具沒有檢驗與校正

所使用的GPS、水準儀等測量工具，在使用前沒有檢驗與校正。

3.1.5、放樣后沒有檢查樁位是否合適

樁位放樣完畢后沒有檢查樁位間的距離是否合適。

3.1.6、樁位放樣后沒有保護措施

放樣出來的樁位沒有進行保護，被場地內機械或施工人員不小心碰偏后沒有察覺，繼續施工導致樁位偏差。

3.2、放樣偏位的控制措施：

3.2.1、對樁位坐標進行復核

測量人員在放樣前應對圖紙所給的樁位坐標進行復核，先對樁間距，軸線尺寸、角度進行復核，算出橋梁的總長，行車道的寬度是否和圖紙提供長度、寬度一致。再根據所給的樁間距，軸線尺寸和角度計算出橋梁的樁位坐標和圖紙所提供的樁位坐標是否一致。樁位坐標復核工作應有兩組測量人員完成。兩組完成后經核對樁位坐標無誤后方可進行測量放樣工作。

3.2.2、建立統一的橋梁坐標系

在樁位放樣前，對每個橋設置3個導線點，導線點的布設要求是把該橋梁的位置包含在該橋對應3個導線點的覆蓋范圍內。在GPS對3個導線點采點完畢進行點校正時，要求點校正的水平殘差在1cm以內，如果大于1cm，應重新對三個導線點進行復測，直到水平殘差在1cm以內才能進行樁位放樣。

3.3.3、輸入正確的樁位坐標

用電腦將所有樁位的坐標輸出來，然后建立Excel文件，把所有坐標輸入Excel文件。以上工作由2個專業測量人員各自完成，相互校核，確認無誤后，將坐標導入GPS中。

3.3.4、測量工具的檢驗和校正

對所使用的GPS、水準儀等測量工具，在使用前均需檢驗與校正到規定偏差范圍內。

3.3.5、樁位放樣后檢查樁位位置

樁位放樣后，用鋼卷尺檢查樁位的橫向、縱向間距是否和圖紙提供的間距一致，要求間距的誤差在±1cm以內。

3.3.6、樁位的保護措施

樁位放樣后為防止機械或人員碰偏，在放好的樁位上用錐桶蓋上。在旋挖鉆鉆孔前用鋼卷尺把樁間距再量一次，確認無誤后方可開鉆。

3.3、鉆孔偏位的現象

偏孔現象有急劇偏孔、緩慢偏孔和無規律偏差

3.3.1、急劇偏孔（圖2）

急劇偏孔一般都是由地質造成，由于巖層風化程度，巖石分布不均 勻等，

下放主卷到孔內某一位置時鉆斗突然被卡住，或鉆桿突然偏向一側，說明孔內某一位置突然偏差。

3.3.2、緩慢偏孔（圖3）

下放主卷時隨著孔深的延長，第一節鉆桿靠向護筒一側而偏離中心，而隨著

繼續下放鉆桿第一節鉆桿始終朝一方向靠近護筒，說明孔內是朝一個方向緩慢偏差，靠的越近孔偏的越多。

3.3.3、無規律偏差

隨著鉆桿下放，第一節鉆桿左右搖晃，或在干孔鉆進時可直視孔內無規則螺旋式偏差現象，這種偏差現象多數是由全、強風化巖層，由于鉆斗鉆進時受力不均勻而導致縱向偏差。

3.4、鉆孔偏位原因分析

3.4.1、旋挖鉆開孔前對樁位對中不準確

旋挖鉆開孔時鉆頭中心沒有與樁位中心在一個垂線上，

3.4.2、地質原因

地質是偏孔主要原因，橋梁所處的地質為強風化泥質砂巖、中風化礫巖、中風化泥質砂巖。巖石分布不均導致鉆進時鉆斗受力不均勻而造成的鉆孔偏位（3）（文獻3）。

3.4.3、鉆機底座、鉆桿和鉆頭原因

鉆機底座未安置水平或是鉆桿彎曲，接頭不正導致鉆孔偏位。鉆斗在使用前沒有檢查鉆齒的數量及角度是否一致，鉆體兩側邊刀或防護條的高度是否一致。沒有檢查鉆斗導致鉆斗鉆孔時左右受力不均勻導致鉆孔 ?偏位。

3.4.4、操作原因

旋挖鉆的操作人員沒有控制好浮動、加壓的方式，快速鉆進造成偏孔。

3.5、鉆孔偏位的控制措施

3.5.1、旋挖鉆開孔前準確對中樁位

開孔前對樁位準確對中，鉆機的起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和樁位中心三者應在一條豎直線上，并經常檢查校正。

3.5.2、了解地質

施工前通過查閱圖紙上的地質報告、地理環境。巖層分布情況等，詳細了解橋梁樁位的地質情況，對下一步的鉆孔工序做出合理的安排。

3.5.3、鉆機安裝前檢查鉆機底座、鉆桿和鉆頭

（1）安裝鉆機時要使鉆機轉盤、底座水平。鉆機開孔時要先把工作場地用裝載機推平整。測量人員在測量護筒標高時利用水準儀測設鉆機底座的四角高差，調整鉆機底座水平。轉盤的水平可以通過1m水平尺來找平。

（2）由于鉆桿較長，轉動時上部擺動過大。必須在鉆架上增設導向架，控制桿上的提引龍頭，使其沿導向架對中鉆進。鉆桿垂直度的控制需要技術人員和測量人員共同完成，不能單純的靠操作手的經驗。鉆桿垂直度控制措施可以利用全站儀和棱鏡桿與鉆桿形成90°夾角，同時整平控制，利用全站儀十字絲的豎絲與鉆桿的邊線偏差調整垂直度，另外一側利用棱鏡桿的邊線與鉆桿的邊線偏差調整垂直度，調整時，棱鏡與鉆機距離約30m左右（4）（文獻4）。

（3）鉆斗使用前檢查鉆斗鉆齒的數量及角度是否一致，鉆體兩側邊刀或防護條的高度是否一致。鉆機工作人員不得通過在鉆斗底部焊接鉆齒的方式來擴大鉆斗的直徑。這是因為在沒有專業焊接人員的情況下焊接會導致焊接的鉆齒尺寸大小不一，導致鉆斗進入土層鉆孔時左右受力不均導致鉆孔偏差。應有專業的焊接人員進行焊接鉆齒的工作。

（4）優化鉆斗

通過實際驗證，螺旋鉆斗就比雙底撈沙斗能更好地預防偏差，原因是螺旋鉆斗的鉆進阻力小，在加上先導鉆進方式可有效預防偏孔。優化鉆斗盡可能地優化鉆斗，讓其鉆斗降低鉆進阻力，特別是中心先導尖具有定位作用，可有效預防偏孔。還可在螺旋鉆斗或雙底鉆斗鉆體上方焊接與孔徑相符的2米長護筒，通過加長鉆斗導向鉆進，此方法可有效預防偏孔。

（5）操作方式

鉆機操作人員應控制浮動、加壓、轉速、控制鉆進速度來預防鉆孔偏差。還可通過振動和負載判斷當前地質情況，而改變鉆進方式：比如切削式鉆進、破碎式鉆進、撥動式鉆進和碾磨式鉆進，通過改變鉆進方式也可有效預防偏孔。

3.6、鋼筋籠偏位原因分析

3.6.1、鋼筋籠過長、變形

鋼筋籠本身過長，在加上吊放時鋼筋籠未垂直緩慢放下、而是斜插入孔內。在鋼筋籠轉運、吊裝是沒有按照規定施工，導致鋼筋籠發生變形。

3.6.2、灌注砼的速度過快

當首批灌注的砼接近鋼筋籠底部時速度過快，混凝土將鋼筋籠托起導致鋼筋籠偏位

3.6.3、導管掛在鋼筋籠上

在提升導管時，導管掛在鋼筋籠上，鋼筋籠隨同導管上升。使鋼筋籠上浮導致鋼筋籠出現偏位。

3.6.4、現場缺乏經驗和方法

現場施工人員沒有施工經驗，沒有采取科學的施工方法。

3.7、鋼筋籠偏位控制措施

3.7.1、鋼筋籠過長，變形的控制

當鋼筋籠長度超過30m時，應分成2～3節分段吊放，分段焊接。采用板車運輸鋼筋籠，板車上每隔4m橫向墊上枕木，要求鋼筋籠平整的落在枕木上，不得變形。在鋼筋籠吊放入孔時，下放要平穩，對中孔口緩慢垂直下入，避免掛傷孔壁，禁止猛啟猛落，強行下放。

3.7.2、控制灌注砼的速度

當首批砼灌注能埋住底端的導管后應減慢砼的灌注速度，待灌注的深度達到2m以上方可恢復到正常的灌注速度。

3.7.3、控制導管的放入和提升

導管要從護筒的中心放入，不得有較大偏差。導管在提升是如果卡在鋼筋籠上不能硬拔，應嘗試轉動、下插導管的方法緩慢的拔出導管。在鋼筋籠主筋焊接的部位不能留有接茬，防止導管卡在鋼筋上。

3.7.4、現場施工中鋼筋籠定位的控制措施

（1）吊筋的控制（圖4）

連接鋼筋籠的兩根吊環一定要對稱焊接在鋼筋籠的兩根主筋上，且兩吊環焊接點到圓環口的長度要等長。這樣，鋼筋籠才會平穩、兩吊環的受力才能一致，鋼筋籠的對中才能得到相對的控制。

（2）扁擔梁、枕木的控制（圖5）

鋼筋籠下放入孔后，在固定鋼筋籠之前，要保證承擔鋼筋籠的兩根槽鋼（槽鋼有3根φ25鋼筋焊接而成）扁擔梁在同一水平面上。施工中要求扁擔梁搭設在枕木上，枕木比護筒高出5-10cm。兩根枕木的高差用水準儀測出，要求高差不能大于2cm。如果枕木的高差過大就會導致扁擔梁不在一個水平面上，從而使得鋼筋籠上的兩個吊環也不在同一個水平面上。這樣，就會導致孔內的鋼筋籠傾斜而偏位。

（3） 鋼筋籠吊放入孔的控制 （圖6）

鋼筋籠吊放入孔時，要保證鋼筋籠吊繩的豎直方向要與設計樁孔的中心方向一致。這樣，鋼筋籠就會順著樁孔中心的垂直方向自由落入孔內，使其達到對中的目的。如果鋼筋籠入孔時就發生偏位，最頂面的鋼筋籠糾偏時難度就比較大。所以，鋼筋籠入孔時就控制中心的對中精度和鋼筋籠的垂直度。施工中采取的方法是在距鋼筋籠頂面鋼筋2m的位置對稱焊接4個定位筋。定位筋的要求是前后對稱的兩個定位筋的距離比孔徑小2cm。焊接前先量出焊接處鋼筋籠的直徑，通過量出的直徑和兩個對稱定位筋的長度要求計算出定位筋的焊接厚度（從箍筋長出的距離），依次對稱的焊接完4個定位筋。定位筋能保證鋼筋籠入孔后不會出現較大的偏差，也不會使得鋼筋籠完全卡在孔壁上，為后續的精確調整鋼筋籠偏位留下空間。

（4）精確調整鋼筋籠偏位

在鋼筋籠吊放入孔前，在鋼筋籠頂面的螺紋主箍筋上用細繩采用十字交叉的方式找出鋼筋籠的中心點。中心點必須準確，不然會造成鋼筋籠對中的偏差。在鋼筋籠吊放入孔后在重新放樣出樁位坐標。在以往的施工中，最后的鋼筋籠校正都是采用之前的4個護樁引出樁位中心點的方式。但在施工中難免會機械或者施工人員不小心碰偏護樁，造成樁位偏移。在這次在樁基礎施工中我們采用鋼筋籠入孔后重新放樣的方式，在鋼筋籠吊放入孔后在護筒的頂面放在一塊結實的枕木，測量人員可以站在枕木上實

行放樣工作，放出的中心點用記號筆標記上，通過

枕木中心點向下放吊繩的方式和鋼筋籠的中心對中。如果兩點不對中可以通過大錘敲打吊環或扁擔梁的方式輕微挪動鋼筋籠，直至最后鋼筋籠精確對中。

4、結語

在施工過程中，會經常的出現鉆孔灌注樁偏位的情況，但是處理措施一定要及時采取，要反復的檢測各種能夠引起這種現象的因素是否處于正常狀態。同時還應要求施工技術人員認真負責，仔細復核，校正每一個細節，保證灌注樁樁位偏差符合設計及規范要求。

參考文獻：

1、易兵.淺談鉆孔灌注樁施工要點[J].陜西建筑，2011，（03）.

2、張秀枝.鉆孔灌注樁施工質量控制、事故預防及處理措施[J].陜西建筑，2009，（08）.

3、張忠苗.樁基工程[J].中國建筑工業出版社，2008.

4、沈忠武.鉆孔灌注樁鋼筋籠偏位及處理措施[J].鐵道工程學報，2009，（05）.

作者簡介：馬振國（1982年5月），男， 漢族，甘肅會寧人，大學本科，高級工程師，主要從事于高速及二級以上公路路面及橋梁施工。