桥梁桩基偏位分析及处理方案探讨

２０１８年４月第４期　ＤＯＥ１０．１６７９９￣．ｅｎｋｉ．ｃｓｄｑｙｆｈ．２０１８．０４．０２５　城市道桥与防洪　桥梁结构８３　桥梁桩基偏位分析及处理方案探讨　梅宇ｔ，汪又春ｚ　（１．中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北武汉４３００７３；２．大冶市市政工程公司，湖北黄石４３５１０）　摘要：钻孔灌注桩广泛应用于桥梁下部结构中。在实际施工中，因各种原因造成了不少成桩与设计桩基轴线偏离的质量　缺陷。为此，经讨论分析桥梁桩基偏位的原因，并结合实际工程，提出一些桩基偏位的处理方案。其成果对设计施工具有一　定的指导意义。　关键词：桥梁施工；灌注桩；桩基偏位；处理方案　中图分类号：Ｕ４４３．１５　文献标志码：Ｂ　文章编号：１０９—７７１６（２０１８）４—００８３—０３０　表１桩基质量指标标准一览表　０引言　桥梁桩基按施工方法可分为预制桩与灌注　桩，其中灌注桩的应用更广。灌注桩的特点是预先　在桩位处钻孔，达到设计高程后成孔，然后将钢筋　笼放人孔中并浇筑混凝土成桩。桩基成孔的方式　又分为多种，常见的有冲击钻孔、旋挖钻孔、回旋　钻孔等，一般应根据地质条件、孔深、孔径及施工　工期等因素综合确定。钻孑Ｌ灌注桩是一项较成熟　项目　孔的中心位置　／ｍｍ　允许偏差　群桩：１０：单排桩：５０　不小于设计桩径　钻孔：小于１％；挖孔：小于Ｏ．５％　孔径／ａｍ　ｒ倾斜度　孔深　摩擦桩：不小于设计规定　支承桩：比设计深度超深不小于５０　ｎｕｎ　摩擦桩：符合设计要求，当设计无要求时，对　的施工技术，但仍有不少桩基偏位的事故发生。因　此，在桩基施工前，应精心调查并制定合理的施工　组织方案。出现桩基偏位事故后，应结合具体情　况，综合制定合理的处理方案。　深淀厚度　／ｍｍ　于直径≤１．５ｍ的桩，≤３ｏｏｍｍ；对桩径＞１．５ｍ　或桩长＞４０　ｍ或土质较差的桩，≤５００　ｍｉｌ１　支承桩：不大于设计规定　清孔后　泥浆指标　相对密度：１．０３～１０１０；黏度：１７—２０Ｐａ·ｓ；含砂　率：＜２％；胶体率：＞９８％　１桩基轴线允许偏差　现行公路桥涵施工技术规范（ＪＴＧ／ｒＩ’Ｆ５０—２０１　１）　及城市桥梁工程施工与质量验收规范（ＣＪＪ　２—　２００８）均对钻孔灌注桩的施工提出了具体的要求，　并对桩基的成桩质量提出了检验标准。检验指标　包含：桩孔的孔位、孔径、孔深和倾斜度。具体指标　如表１所列。　从表１可知，规范对桩位中心的允许偏差作　出了明确规定：群桩不超过１０　ｅｍ，单排桩不超过　作为桩位偏差的实测值，并将其与规范允许值作　比较。桩位偏差超出上述规定值的，均属于存在施　工缺陷的桩基，需要视偏差情况采取处理措施。　２桩基偏位原因分析　桩基施工受到地质条件的影响较大，需要提　５　ｅｍ。实际桩位应在终孔后采用全站仪进行检验，　将实际桩位与设计桩位对比，分析实际桩中心与　设计桩中心的偏位大小和偏位方向，以直线距离　收稿日期：２０１７—１１－ｏ９　作者简介：梅宇（１９８８一），男，湖北武汉人，工程师，从事路桥　工程设计工作。　前做好超前钻工作，对地质情况复杂的地段还需　要进行试桩，以便确定合理的施工方法。总结国内　外出现的桩基偏位现象，究其原因，大致可归为以　下几类。　２．１前期定位失误　测量人员没有认真分析设计图纸，对桩间距、　角度未严格核实；测量依据不确定，交桩数据不确　定或坐标系统不一致；测量人员在使用测量仪器　时，出现失误或仪器使用前未进行校正；桩位现场　８４桥梁结构　施放后，未进行检验和复核。　２．２桩基成孔方式选择有误　城市道桥与防洪　２０１８年４月第４期　时，往往需要根据桩基构造、偏位大小、地质条件　在桩基施工前，未对地质条件分析透彻，简单　照搬同类项目的施工方法。比如：有些地质条件需　要采用全护筒钻进施工，但实际未采用全护筒，则　可能造成桩基的偏位。再比如：在河流中打桩时，　在水流湍急或潮位涨落较大的水域，采用浮式平　台，则容易造成钻机不稳而导致桩基偏位。　２．３成孔施工不规范　来综合确定适宜的处理方案。以下结合工程实例，　对常见的灌注桩偏位现象进行分析探讨，并介绍　几种处理方案。　３．１单排桩偏位较小　某３跨预应力简支梁桥，跨径（２０＋２０＋２０）ｍ，　下部结构为钻孔灌注桩基础，其中：桥墩采用桩柱　式桥墩，单排桩基础。桥墩桩径１．２　ｍ，桩长约１５　ｍ，　为嵌岩桩。图１为桥型布置图（１）。　该桥在桩基浇筑后，检验发现１号桥墩的６根　桩基中出现了１根桩基偏位，位移偏差约１０　ｃｍ，　在钻机开钻时，应先慢速钻进，待钻头全部进　入地层后，应复核钻头中心位置，确定与桩轴线一　致后，方可正常钻进。在实际施工中，往往因为开　钻时的施工不规范，导致了桩基的偏位。　钻孔施工时，钻进参数不合理。由于施工场地　地层的土层分布不均，软硬互层，在钻进过程中，　若钻具转速、钻压没有或不能随时进行调整，盲目　追求进尺，可能导致斜孔偏位。　２．４定位不准确　超出了规范５　ｃｍ的允许值，从而造成该桩基与墩　柱无法按原设计对接。经过分析，该桩直径１２０　ｅｍ，　位移偏差约占桩径截面的８％，在构造上存在纠偏　的可行性，且经计算，由偏心产生的附加弯矩较　小，对桩基的配筋几乎没有影响。针对该情况，采　用“系梁改承台”的方式将偏位桩基与墩柱衔接，　“系梁改承台”可由原设计的桩顶横向联系梁变化　而来，即增大原桩顶系梁的截面尺寸，使得偏位桩　基与原墩柱在承台中衔接成一个整体，桩顶钢筋　应适当弯折后与墩柱钢筋连接，并在承台中增加　箍筋的配置。纠偏结构简图如图２所示。　在安放钢筋笼时，定位不准确，导致钢筋笼偏　位，进而造成桩基偏位。　２．５预防措施不力　在浇灌混凝土时，未采取有效措施防止钢筋　笼上浮，尤其在浇灌至钢筋笼底部时，没有降低浇　灌速度，导致钢筋笼被拱起而造成倾斜。　综上所述，桩基偏位可能发生在桩基施工的　各个环节中。为此，要求技术人员不但要有丰富的　现场经验，还必须制定细致合理的施工方案。　３桩基偏位处理方案　桩基础属于隐蔽工程，作为直接承受并传递　上部荷载的构件，其施工质量至关重要。倘若桩基　存在偏位现象，轻则导致桩基受力出现偏差，重则　导致桩基无法与上部墩柱衔接而形成废桩。　闰２偏心桩基与墩柱连接示意图　３．２单排桩偏位较大　某３跨预应力简支梁桥，跨径（１６＋２０＋１６）ｍ，　下部结构为钻孑Ｌ灌注桩基础，其中：桥墩采用桩柱　式桥墩，单排桩基础。桥墩桩径１．２　ｍ，桩长约１２　ｍ，　为嵌岩桩。图３为桥型布置图（２）。　２０００　１９９８　４　３５０　因此，桩基在成桩后，需要通过位移的验收，　旦桩基的位移偏差超出规范要求的容许值，就　必须对桩基偏位进行处理。在实际桩基偏位处理　一８５０　由　图１桥型布置图（１）　２０１８年４月第４期　城市道桥与防洪　桥梁结构８５　图３桥型布置图（２）　该桥在桩基浇筑后，检验发现多根桩基偏位，　布置８根桩基。桥梁成桩后发现一排桩基中的两根　其中：两根桩基位移偏差达到４０～５０　ｃｍ，严重超　桩基出现了偏位，偏差分别达到５５　ｃｍ和３５　ｃｍ，　出了规范５　ｃｍ的允许值，造成该桩基与墩柱无法　且有部分桩基截面偏出承台的边界。　按原设计对接。　分析可知，这两根桩基的偏位严重超出规范　经过分析，该桩直径１２０ｃｍ，位移偏差约占桩　允许值，且对结构的承载带来了隐患。对于这种情　径截面的３８％，在构造上纠偏难度大，且经计算，　况，可以采取扩大承台截面的方式，使承台截面覆　由偏心产生的附加弯矩较大，影响原桩基的配筋。　盖偏位的桩基截面，保证荷载顺利传递到偏位桩　针对该情况，采用在偏位桩基的纵向增加一根桩　基上。一般而言，承台加大尺寸后的截面中心，应　基，形成小型群桩基础。新增桩基位于偏心方向的　尽量靠近桩基轴力的对称中心线处。具体纠偏示　对向一侧，与原桩基的距离应通过计算确定，既保　意图如图５所示。　证两根桩基的受力尽量均匀，又需要满足规范最　小距离要求。一般而言，新增桩基的直径和桩长均　不超过原有桩基，且在纵向形成承台。该承台可与　桩顶横向联系梁合并为一个Ｔ型整体结构。桩基　纠偏结构简图如图４所示。　图５群桩基础扩大承台示意图　４结语　桩基偏位是钻孑Ｌ灌注桩施工中的常见质量问　题。由于桩基础是隐蔽工程，一旦发生桩基偏位事　故，处理难度和成本均较大，因此应予以足够的重　视。本文总结了导致桩基偏位的常见因素，并结合　实例分析探讨了桩基偏位后的纠偏和补救措施，　图４新增桩基纠偏结构示意图　分别针对单排桩和群桩的不同偏位情况，给出了　３．３群桩偏位　相应的处理方法。其成果对实际应用具有一定的　群桩基础由２排或２排以上的桩基础构成，　借鉴意义。当然，桩基偏位的处理需要考虑的因素　桩顶与承台相连。某桥梁工程的桥墩采用双排桩　较多，应根据每个项目的现场情况予以具体分析，　的群桩基础，桩径１．２　ｍ，桩长２０　ｍ，每个承台下　并通过计算分析，选择最为安全经济的处理方案。