橋梁樁基偏位分析及處理方案探討

梅 宇，汪又春

（1.中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430073；2.大冶市市政工程公司，湖北 黃石 435100）

0 引言

橋梁樁基按施工方法可分為預制樁與灌注樁，其中灌注樁的應用更廣。灌注樁的特點是預先在樁位處鉆孔，達到設計高程后成孔，然后將鋼筋籠放入孔中并澆筑混凝土成樁。樁基成孔的方式又分為多種，常見的有沖擊鉆孔、旋挖鉆孔、回旋鉆孔等，一般應根據地質條件、孔深、孔徑及施工工期等因素綜合確定。鉆孔灌注樁是一項較成熟的施工技術，但仍有不少樁基偏位的事故發生。因此，在樁基施工前，應精心調查并制定合理的施工組織方案。出現樁基偏位事故后，應結合具體情況，綜合制定合理的處理方案。

1 樁基軸線允許偏差

現行公路橋涵施工技術規范（JTG/T F50-2011）及城市橋梁工程施工與質量驗收規范（C JJ 2-2008）均對鉆孔灌注樁的施工提出了具體的要求，并對樁基的成樁質量提出了檢驗標準。檢驗指標包含：樁孔的孔位、孔徑、孔深和傾斜度。具體指標如表1所列。

表1 樁基質量指標標準一覽表

從表1可知，規范對樁位中心的允許偏差作出了明確規定：群樁不超過10 cm，單排樁不超過5 cm。實際樁位應在終孔后采用全站儀進行檢驗，將實際樁位與設計樁位對比，分析實際樁中心與設計樁中心的偏位大小和偏位方向，以直線距離作為樁位偏差的實測值，并將其與規范允許值作比較。樁位偏差超出上述規定值的，均屬于存在施工缺陷的樁基，需要視偏差情況采取處理措施。

2 樁基偏位原因分析

樁基施工受到地質條件的影響較大，需要提前做好超前鉆工作，對地質情況復雜的地段還需要進行試樁，以便確定合理的施工方法。總結國內外出現的樁基偏位現象，究其原因，大致可歸為以下幾類。

2.1 前期定位失誤

測量人員沒有認真分析設計圖紙，對樁間距、角度未嚴格核實；測量依據不確定，交樁數據不確定或坐標系統不一致；測量人員在使用測量儀器時，出現失誤或儀器使用前未進行校正；樁位現場施放后，未進行檢驗和復核。

2.2 樁基成孔方式選擇有誤

在樁基施工前，未對地質條件分析透徹，簡單照搬同類項目的施工方法。比如：有些地質條件需要采用全護筒鉆進施工，但實際未采用全護筒，則可能造成樁基的偏位。再比如：在河流中打樁時，在水流湍急或潮位漲落較大的水域，采用浮式平臺，則容易造成鉆機不穩而導致樁基偏位。

2.3 成孔施工不規范

在鉆機開鉆時，應先慢速鉆進，待鉆頭全部進入地層后，應復核鉆頭中心位置，確定與樁軸線一致后，方可正常鉆進。在實際施工中，往往因為開鉆時的施工不規范，導致了樁基的偏位。

鉆孔施工時，鉆進參數不合理。由于施工場地地層的土層分布不均，軟硬互層，在鉆進過程中，若鉆具轉速、鉆壓沒有或不能隨時進行調整，盲目追求進尺，可能導致斜孔偏位。

2.4 定位不準確

在安放鋼筋籠時，定位不準確，導致鋼筋籠偏位，進而造成樁基偏位。

2.5 預防措施不力

在澆灌混凝土時，未采取有效措施防止鋼筋籠上浮，尤其在澆灌至鋼筋籠底部時，沒有降低澆灌速度，導致鋼筋籠被拱起而造成傾斜。

綜上所述，樁基偏位可能發生在樁基施工的各個環節中。為此，要求技術人員不但要有豐富的現場經驗，還必須制定細致合理的施工方案。

3 樁基偏位處理方案

樁基礎屬于隱蔽工程，作為直接承受并傳遞上部荷載的構件，其施工質量至關重要。倘若樁基存在偏位現象，輕則導致樁基受力出現偏差，重則導致樁基無法與上部墩柱銜接而形成廢樁。

因此，樁基在成樁后，需要通過位移的驗收，一旦樁基的位移偏差超出規范要求的容許值，就必須對樁基偏位進行處理。在實際樁基偏位處理時，往往需要根據樁基構造、偏位大小、地質條件來綜合確定適宜的處理方案。以下結合工程實例，對常見的灌注樁偏位現象進行分析探討，并介紹幾種處理方案。

3.1 單排樁偏位較小

某3跨預應力簡支梁橋，跨徑（20+20+20）m，下部結構為鉆孔灌注樁基礎，其中：橋墩采用樁柱式橋墩，單排樁基礎。橋墩樁徑1.2m，樁長約15m，為嵌巖樁。圖1為橋型布置圖（1）。

該橋在樁基澆筑后，檢驗發現1號橋墩的6根樁基中出現了1根樁基偏位，位移偏差約10 cm，超出了規范5 cm的允許值，從而造成該樁基與墩柱無法按原設計對接。經過分析，該樁直徑120 cm，位移偏差約占樁徑截面的8%，在構造上存在糾偏的可行性，且經計算，由偏心產生的附加彎矩較小，對樁基的配筋幾乎沒有影響。針對該情況，采用“系梁改承臺”的方式將偏位樁基與墩柱銜接，“系梁改承臺”可由原設計的樁頂橫向聯系梁變化而來，即增大原樁頂系梁的截面尺寸，使得偏位樁基與原墩柱在承臺中銜接成一個整體，樁頂鋼筋應適當彎折后與墩柱鋼筋連接，并在承臺中增加箍筋的配置。糾偏結構簡圖如圖2所示。

圖2 偏心樁基與墩柱連接示意圖

3.2 單排樁偏位較大

某3跨預應力簡支梁橋，跨徑（16+20+16）m，下部結構為鉆孔灌注樁基礎，其中：橋墩采用樁柱式橋墩，單排樁基礎。橋墩樁徑1.2m，樁長約12m，為嵌巖樁。圖3為橋型布置圖（2）。

圖1 橋型布置圖（1）

圖3 橋型布置圖（2）

該橋在樁基澆筑后，檢驗發現多根樁基偏位，其中：兩根樁基位移偏差達到40～50 cm，嚴重超出了規范5 cm的允許值，造成該樁基與墩柱無法按原設計對接。

經過分析，該樁直徑120c m，位移偏差約占樁徑截面的38%，在構造上糾偏難度大，且經計算，由偏心產生的附加彎矩較大，影響原樁基的配筋。針對該情況，采用在偏位樁基的縱向增加一根樁基，形成小型群樁基礎。新增樁基位于偏心方向的對向一側，與原樁基的距離應通過計算確定，既保證兩根樁基的受力盡量均勻，又需要滿足規范最小距離要求。一般而言，新增樁基的直徑和樁長均不超過原有樁基，且在縱向形成承臺。該承臺可與樁頂橫向聯系梁合并為一個T型整體結構。樁基糾偏結構簡圖如圖4所示。

圖4 新增樁基糾偏結構示意圖

3.3 群樁偏位

群樁基礎由2排或2排以上的樁基礎構成，樁頂與承臺相連。某橋梁工程的橋墩采用雙排樁的群樁基礎，樁徑1.2 m，樁長20 m，每個承臺下布置8根樁基。橋梁成樁后發現一排樁基中的兩根樁基出現了偏位，偏差分別達到55 cm和35 cm，且有部分樁基截面偏出承臺的邊界。

分析可知，這兩根樁基的偏位嚴重超出規范允許值，且對結構的承載帶來了隱患。對于這種情況，可以采取擴大承臺截面的方式，使承臺截面覆蓋偏位的樁基截面，保證荷載順利傳遞到偏位樁基上。一般而言，承臺加大尺寸后的截面中心，應盡量靠近樁基軸力的對稱中心線處。具體糾偏示意圖如圖5所示。

圖5 群樁基礎擴大承臺示意圖

4 結語

樁基偏位是鉆孔灌注樁施工中的常見質量問題。由于樁基礎是隱蔽工程，一旦發生樁基偏位事故，處理難度和成本均較大，因此應予以足夠的重視。本文總結了導致樁基偏位的常見因素，并結合實例分析探討了樁基偏位后的糾偏和補救措施，分別針對單排樁和群樁的不同偏位情況，給出了相應的處理方法。其成果對實際應用具有一定的借鑒意義。當然，樁基偏位的處理需要考慮的因素較多，應根據每個項目的現場情況予以具體分析，并通過計算分析，選擇最為安全經濟的處理方案。