浅析钻孔桩偏位原因及解决措施

发表时间:2021/4/26   来源:《建筑实践》2021年1月第3期   作者:谭军 车宏强 范正业
[导读] 本文以实际案例出发,对钻孔桩偏位发生的主要原因做了分析探讨

        谭军 车宏强 范正业
        中铁二局第三工程有限公司,成都 610504
        摘  要:本文以实际案例出发,对钻孔桩偏位发生的主要原因做了分析探讨。针对地质原因、测量复核、现场管理等方面造成的桩基偏位,提出了有效的解决措施,重点阐述了钢筋笼固定的几种方法。其目的是让现场测量人员和技术管理人员清楚钻孔桩施工控制的重难点,有针对性的解决现场遇到的问题,从根本上杜绝桩基偏孔的发生,确保桩基施工质量。
        关键词:钻孔桩;偏位原因;解决措施
        中图分类号:TU473.1           文献标志码:A         文章编号    
0引言
桩基作为一种常见的基础施工形式,广泛应用于桥梁、高层建筑等工程中,其中铁路和公路桥梁桩基础以钻孔灌注桩施工较多。为避免偏位问题长期出现,影响桩基工程质量,通过对本公司施工的桩基案例分析,总结经验教训,就造成偏位的主要原因进行探讨,并提出解决措施建议。
1施工案例
1.1某高铁项目桥台桩基偏位
        某高速铁路项目,龙家学堂21号桥台为群桩承台基础,由于设计院正式蓝图未下发,为赶工期进度,项目部按照电子版打印白图进行施工。在全线正式施工前,测量主管向作业队测量组长下发了参考通用图计算的各墩台中心里程及坐标,明确了桥台桩基与承台和胸墙线的关系尺寸,各墩台中心及桩基坐标资料经多次复核后下发。但现场测量组长在进行该桥台桩基放样时,仍然带白图到现场作为计算依据,结果发生图纸标准错误和识图双重错误,造成桩基错误偏位1.2m。正式蓝图到达后复测发现,本桥台已施工3根桩基偏位达1.2m,造成原因为测量计算错误0.4m,白图桥台襟边尺寸标注错误0.8m。
        此次事故造成3根桩基直接报废,虽然是群桩,但也必须按规范要求进行正确桩位补钻。测量组长在此处事故中负主要责任,未认真识图和领会通用图设计,未采用测量主管下发的经复核的计算成果,导致尺寸及坐标计算错误,造成较大经济损失和工期延误。
1.2某高速公路桩基偏位
        某高速公路项目,大庄沟2号桥6号墩,为柱桩一体桩基,4根桩基最大偏位200mm,超过规范允许偏差40mm的规定。现场采用了RTK、全站仪分别按不同测量方法检测,均无测量精度偏差问题。前后5号墩和7号墩的桩基无偏位发生,分析为6号墩位于山沟中间,为高填土钻孔,在钻进过程中地面沉降松动造成偏孔。
        通过多年的项目测量工作检查发现,所有施工项目均普遍存在桩基偏位的情况。我们有必要对其产生的原因进行分析,找到问题出现的原因,并提出解决的措施,确保桩基施工质量满足规范要求。
2原因分析
2.1 软弱地基
        墩台基础位置位于山沟水田等软土淤泥中时,为便于钻机进场,一般会对桩基基础位置处进行换填处理,但大部分处理方式为直接填土,这样会使现场地面标高高出设计桩顶很多。由于场地填筑时未处理软弱地基,地基承载力不足,在钻进过程中,由于钻机本身震动或钻进阻力干扰,会造成钻机或者护筒整体逐渐滑移,导致实际钻孔中心偏离绝对桩心位置。
2.2 坐标输入错误
        由于智能手机的普及,手机测量软件可代替计算器进行各种坐标计算,但计算参数须经多次复核验算才能使用,否则一旦参数数错误则导致桩基坐标计算错误。桩基坐标也可批量导入RTK手簿或全站仪,但也有个别情况需要手动输入时,不按照测量复核制要求进行第二人复核,极易输错坐标,导致错误发生。此类事故在我们施工的项目中,已发生过不止一次,造成了不小的经济损失,所以要求测量人员必须严格执行测量复核制,确保计算资料、测量过程和交底资料均有复核程序。


2.3 护桩保护不到位
        测量组桩基放样完成后,桩基久未施工,护桩埋设不规范或被破坏,在遇到偏压或被破坏的情况下,未通知测量组进行现场重新定位放样。在埋设护筒或钻进定位时,交会出错误的桩中心,导致偏孔发生。现场大部分护筒埋设不规范,极难进行护桩的保护埋设,导致不能及时交会检查桩心位置是否正确。
2.4 钢筋笼未定位
        现场技术人员或作业班组为赶进度不负责任,现场钢筋笼在下到设计标高位置后,很少进行钢筋笼定位检查,更不会进行钢筋笼固定。由于护筒均大于设计桩径,加上桩头的扩孔系数,所以钢筋笼在桩顶部分摆动范围很大,如不进行中心校正及固定,则极易造成偏孔。
3控制措施
3.1 不良地质处理措施
        在遇到桩位基础地质较差时,需合理布置场地、清除杂物、换填粘土并碾压密实,保证地面承载力满足钻机作业要求。钻机就位后,不得产生位移或沉陷。场地平整高度不得低于设计桩顶高程,但也不宜高于设计桩顶太多,避免空桩过长,不利于钢筋笼的定位。埋设钢护筒时应通过护桩交会放样控制,找出护筒圆心位置,调整护筒中心与桩心重合,其偏差不得大于10mm,同时用水平尺或垂球检查,使护筒竖直。位置固定后护筒周边用粘土分层夯实,防止护筒偏斜。
        在遇到软硬土岩层或倾斜岩面处钻进时,应低速低钻压钻进,发现偏孔后,及时回填粘土,冲平后再低速低压循环钻进。
        采用旋挖钻时,可采用全站仪校正钻机垂直度指示表,保证钻杆钻进的竖直。采用冲击钻时,应经常通过护桩交会出桩心,检查钢丝绳是否偏位。
3.2 加强资料复核
        为避免现场查图出现识图错漏或计算错误,所有桥梁桩基坐标资料均应提前计算,逐跨计算梁缝中心里程值,核对梁长、梁缝宽度值,不等跨梁的墩中心里程和梁缝里程是否正确,有无错漏均需逐一核对。分类统计出各墩台号、桩长、桩顶高程、桩径、承台尺寸、墩身尺寸、垫石高程等关键数据,统计计算资料须经第三人以上的复核确认。桩顶高程除了参考设计图外,应以线路轨顶高程或路面高程下推为准,确保各部位高程正确无误,铁路桥桩基坐标计算时须注意曲线桥梁偏距E值。
        桩基三维坐标以桥名为单位批量导入RTK手簿或全站仪,每次放样前,须和打印纸质版资料核对后才能使用。现场放样时直接调用仪器内桩号坐标,降低现场录错坐标的风险。
3.3 加强现场复核
        现场桩位放样完成后,要用钢卷尺检查相邻放样点相对关系,此项工作非常重要,是钻进前的最后一道检查手段,旋挖钻平均2h~3h左右完成一根桩基,钻进过程中往往来不及复查就已钻完。但此项检查仅对个别粗差有用,如整体偏位则检查不出来,因相对关系一样正确。不管是采用全站仪或RTK放样,放样完成后均需进行第三方向点的检核,确认所放点位与控制基准的统一。
3.4 钢筋笼定位措施
        桩基成孔后应及时下放钢筋笼,并通知测量组现场复测,必要时重新埋设护桩交会桩中心,以此调整钢筋笼中心位置。如桩基为无水且有护壁时,钢筋笼定位很好解决,直接绑扎定位挡块或焊接定位筋即可。
        通过现场经验发现,钢筋笼吊装时都会采用定位筋或混凝土垫预制块来保证保护层厚度,同时也起到定位的作用,但由于孔壁较软或扩孔较大时,对中心的定位作业很小或者不起作用。水下钢筋笼定位仅靠目视判断,很难进行准确定位,起不到检查校正的作用。下面通过几种新的定位措施来定位钢筋笼,能有效解决桩基偏孔的问题。
5结束语
        针对钻孔桩经常发生偏位的共性问题,本文通过对计算资料、测量放样复核、现场管控、钢筋笼定位等方面进行了综合分析,提出了针对性的解决措施,重点介绍了钢筋笼定位的几种方法,能有效提高钢筋笼的定位精度,降低偏孔几率的发生,保证桩基施工质量安全。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业推荐性标准.JTG/T 3650-2020 公路桥涵施工技术规范 .中华人民共和国交通运输部,2020
[2] 梅宇等.桥梁桩基偏位分析及处理方案探讨.武汉:城市道桥与防洪出版社,2018
[3] 李衍宁.桥梁桩基钢筋笼定位的方案探讨.北京:城市建筑出版社,2014
[4] 中华人民共和国行业标准.TB10601-2009 高速铁路工程测量规范.中国铁道出版社,2009.
       
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