钻孔灌注桩因承载力高、适应性强、施工噪声小等原因被广泛应用于工程实际, 是建筑工程最重要的基础形式之一。钻孔灌注桩一般桩径较大、桩长较长, 其施工过程基本发生在水面以下, 无法进行直接观测, 施工难度较大, 桩芯位置极易发生偏移。偏移一旦超限, 容易导致坏桩, 工程处理难度大, 经济损失大, 直接影响工程的施工质量和进度, 造成不良影响。因此, 在实际施工中控制桩芯位置偏移量尤为重要。本文总结了泥浆护壁钻孔灌注桩桩芯位置偏移的影响, 进而分析产生桩位偏移的主要原因, 最后提出控制桩位偏移的措施。

泥浆护壁钻孔灌注桩是指在工程现场采用泥浆护壁法, 通过机械钻孔等方式在地基中形成桩孔, 并将预先做好的符合相关标准的钢筋笼吊装放入桩孔中, 最后通过导管自下而上灌注混凝土, 排出杂质成桩。

钻孔灌注桩桩芯实际测量位置与原设计图纸不符, 桩位偏移主要有垂直度上的偏移和沿轴线上的偏移, 本文主要介绍的是轴线上的偏移。根据偏移大小, 应区别对待。若桩位偏移量实测值小于允许偏移的最大值 (见表1) , 这种情况下的桩位偏移在施工误差允许范围, 一般无须进行处理, 可以直接进入下一步施工工序。若桩位偏移量实测值大于或等于允许偏移的最大值, 桩位偏移是不允许的, 必须进行处理。无论偏移量大小, 均对工程造成影响, 一般来说这种偏移不可避免。因此, 在实际工程施工时, 应采取措施尽可能控制和减少桩位偏移量。

泥浆护壁钻孔灌注桩的施工工序较多, 地下岩土层复杂多变, 施工作业条件较复杂, 容易影响施工质量和精度, 在实际施工过程中极易出现桩芯位置偏移。桩位偏移超出允许值后, 应首先进行桩的承载力试验, 视试验结果分以下2种情况处理。

1) 桩的承载力均符合设计要求时, 须对原设计方案进行细部修改调整, 进行图纸审查后, 按图施工。这种情况下会延误工程工期, 给施工单位和甲方带来经济损失, 对原设计方案的调整可能会影响工程的整体效果。

2) 桩的承载力不符合设计要求时, 该桩为废桩, 必须重新调整设计方案中的桩芯位置, 重新组织施工。这种情况下, 整体工期延误较多, 经济损失一般很大。

导致桩位偏移的因素主要有以下几方面。

施工单位健全合理的组织对施工的最终质量有着决定性影响。在实际施工时, 若现场质量管理分工不明确, 管理人员职责模糊, 往往导致施工质量不高。质量控制需要遵守相关流程, 如施工自验、监理复验、各方联合最终验收等, 若未严格按照施工质量控制流程操作, 也会导致施工质量不高。

施工现场管理人员专业素养有限, 完全缺乏实际施工经验, 则无法发挥现场指导和质量检查监督的作用, 管理人员责任心不强, 也使管理制度和质量监督流程流于形式。

由于施工规模和管理人员专业水平与经验的限制, 对施工操作的可行性和技术性考虑不周, 技术交底不彻底, 造成桩芯位置偏移。

泥浆护壁钻孔灌注桩的准备工作主要有:定位放线、施工操作平台平整、钢筋笼制作、泥浆制备和施工机械准备等。准备不足也将导致桩位偏移。

放线是施工作业第一步, 放线准确是桩位正确无误的基础。

钻孔前需要一个操作平台, 而施工各方往往对操作平台的要求把握不准, 施工机械就位倾斜, 实际操作发生偏移。

钢筋笼是影响桩芯位置偏移的重要原因。在实际施工时, 钢筋笼长数十米, 保持垂直难度较大。在实际制作过程中, 常发生钢筋间距不符合图纸要求、垂直度不足、连接问题导致钢筋笼倾斜等情况, 这些都将直接影响桩芯位置。

泥浆护壁钻孔灌注桩基本施工工序为:平整场地→泥浆制备和钢筋笼制作→埋设护筒→铺设工作台→安装钻机和定位→钻孔→清孔检查→吊装下放钢筋笼→灌注混凝土→取出护筒→检查质量。

在实际施工流程中, 施工单位没有严格执行上述流程中的工艺规范要求, 对各施工工序的要求和关键控制点认识不足, 对现场一些突发情况考虑不足, 以致在实际施工时对一些施工过程的要素把握不准, 对一些具体的规范要求落实不到位, 最后达不到预期效果, 发生桩芯位置偏移。

为尽可能减少偏移量, 防止偏移超限, 根据实际工程中的经验总结, 提出应从以下方面着手控制桩位偏移。

应合理设置质量管理和质量控制部门, 构建完备的质量保证监督体系, 形成质量控制网络组织系统。制定具体制度明确质量管理和控制部门及人员在具体实施环节中的管理职能和任务分工。招投标阶段, 应通过预审或者在技术标评审时, 加强对管理人员类似工程施工经验的选择, 对施工单位的项目组成人员编配要重点考察, 首选有桩基础施工能力和经验的人员。同时, 在实际施工中要监督施工单位制定施工质量控制工作流程和工作制度, 并在实际工作中督促落实, 确保每道工序满足施工单位自验、监理复验、甲方组织最终验收的标准。

在实际施工作业准备前, 甲方和监理方应首先组织施工单位熟悉施工图纸, 详细掌握了解场地的地质勘察报告, 对地下土质分层、持力层深度等着重关注, 详细研究桩基工程施工图, 对其中的施工要点和难点准确把握与认识, 对准备投入工程施工的相关施工机械及其配套设备的技术性能进行审核。监理单位应重点对施工单位主要施工操作人员进行技术询问, 确保一线操作人员对机械准确熟练操作, 对施工过程中的重点、难点和情况突发处理等有清醒的认识。

除工程正常施工必需的道路、供水供电、给排水、临时用房等设施外, 施工场地还必须进行平整处理, 如采用不同粒径的石子回填垫实并进行整平, 确保施工时场地的承压能力、平整度等关键指标满足机械作业需求。

施工放线是保证桩芯位置准确的基本前提, 应采用精度高、适用性强的仪器放线测点, 加强质量控制, 已确定的基准点除施工方自验外, 监理和甲方还应组织复验。桩芯位置的水准点和控制点应设置在施工作业影响不到的地方, 核准后进行保护, 施工过程中, 应经常组织复测。桩芯位置放线后, 监理和甲方应组织进行核准。

钢筋笼根据《桩基工程施工手册》, 制作允许偏差应符合表2规定。

对于直径>18mm钢筋, 宜采用机械连接。制作圆形箍筋时, 可采用钢厂预制或在施工现场用等直径大小的圆箍缠绕法来制作, 尽量避免用点弯折的方法来制作。针对钢筋笼容易弯曲变形的特点, 在实际施工时, 可以采用在钢筋笼内侧三等分点绑扎3根刚度较好的长钢管等方法来固定, 防止变形。

1) 钻孔的机械设备就位后, 应采取多点支撑等措施保证其平整和稳固, 确保在钻孔时不产生偏移和倾斜等现象。

2) 合理控制好钻孔速度, 其钻进速度要以钻机不发生跳动为准。

3) 在钻进过程中遇到塌孔、斜孔、护筒周围失稳冒浆等突发情况时, 应对照施工技术手册采取相应措施后再继续。

钢筋笼吊装下放时, 必须对准孔位缓慢下放。在下放时, 应首先在空中调整好钢筋笼的垂直度, 最好在钢筋笼的顶端设置铅锤线, 观察钢筋笼下放过程中的垂直度, 避免下放过程中碰撞孔壁。

混凝土水下灌注时要防止导管进水, 避免堵管、埋管;提高清孔质量控制和检测。灌注开始前应组织专人对混凝土和易性等关键指标进行检测, 确保满足灌注要求。应安排专人进行现场指挥, 预先计算好灌注速度。混凝土要在灌注开始前准备到位, 灌注过程须连续。混凝土灌注速度和导管上升速度应预先进行计算, 确保导管埋深合适。准备的混凝土用量要足够, 避免发生断桩等现象。

泥浆护壁钻孔灌注桩在工程中因为经济性高而被广泛采用, 实际施工时, 桩位偏移超限经常发生, 其桩芯位置控制一直是难题。本文总结了实际工程施工中控制桩芯位置偏移的要点, 供相关工程参考。