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摘要：根据实际情况分析遵义市某高校项目冲孔灌注桩施工过程中遇到的问题，主要针对施工过程中桩基偏位的原因进行分析、对偏位桩进行加固处理，提出采用冲孔灌注桩施工应注意的问题和处理方法，对今后灌注桩的施工质量提出建议。
关键词：冲孔灌注桩，质量控制，偏心弯矩，加固
中图分类号：O213.1 文献标识码：A
1前言：
冲孔灌注桩具有施工机械简单、操作方便、挤压小等优点，适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层、碎石土层、砾卵石层、岩溶发育岩层或裂隙发育的地层施工，桩孔直径通常为600～2500mm，最大直径可达2500mm，冲孔深度最大可达300m左右。虽然目前冲孔灌注桩施工工艺较为成熟、经验比较丰富。但是，冲孔灌注桩施工过程中工序较为复杂，影响成桩的各种因素具有隐蔽性、不可预见性、不确定性等特点，在施工过程中管理人员、施工班组往往认为冲孔过程简单，导致施工工艺标准控制不严、施工管理不善，对前后工序预见不足，不重视各道工序，把关不严就造成桩位偏位，一旦开孔就出现偏差，施打后很难改正。
2.工程概况
本工程为遵义市某高校教学楼，主体为钢筋混凝土框架结构，抗震等级四级，抗震设防类别为学校建筑，抗震设防烈度为6度。基础采用泥浆护壁冲孔灌注桩，设计桩径为1000mm，1200mm，1500mm，桩长13m~18m，桩端持力层为中风化灰岩，岩石承载力4000KPa。基础设计等级为丙级。
3工程地质状况
3.1地质构造
据区域地质资料，建筑区内无大断裂通过，无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象，岩体节理裂隙发育，发育微细，多被方解石脉充填，岩溶较发育，属于典型的贵州山区复杂的岩溶地基类型，岩层呈单斜构造，产状248°∠23°。场地受构造影响，岩体节理裂隙较发育，主要节理产状及其基本特征为：
115° ～ 121° ∠32° ～ 35°，延伸长度1.1～1.3m，张开2.1～3.1mm，铁质浸染，多为方解石脉充填，少数无充填，线密度3～6条/m。每立方米岩体中的节理数为2～4条。
73° ～ 75° ∠ 28° ～ 31°，延伸长度0.8～2.2m，张开0.5～2.4 mm，具溶蚀痕迹，方解石脉充填，线密度3～5条/m。每立方米岩体中的节理数为4～8条。
除此外，尚有溶蚀裂隙、溶洞、沟槽、石芽等岩溶形态发育，对岩体完整性及其工程性能影响较大。
3.2 场地岩、土构成
根据现场地质调查及钻探，场地主要分布有第四系（Q）及三迭系茅草铺组（T1m）薄～中厚层石灰岩。现自上而下分述如下：
1、素填土（Qml）：色杂，结构松散，由粘土、块石等组成，厚0～19.20m，分布整个场区。
2、红粘土（Qel+dl）：残、坡积成因，褐黄色，具上硬下软特征，经钻探及邻近地段開挖揭露，偶见裂隙，<1条/m，呈致密状结构，含铁锰质结核和残余风化岩屑。受基岩面起伏影响，土层水平厚度变化较大，局部被石芽断开，厚0～12.20m。本场区经平场后，上覆部分红粘土已经被挖除，在少数地势低洼地段分布稍厚。
按其状态可分为：可塑和软塑状，分述如下：
可塑红粘土(Ⅱ)：受基岩起伏影响，厚度不均，水平和垂直方向上厚度变化大，厚7.20～11.50m，平均厚度8.82m。Ir＝1.676，Ir’＝1.772，复浸水特性类别为II类，收缩后浸水膨胀，不能恢复到原位。
软塑红粘土（III)：伏于可塑红粘土之下，主要分布于基岩凹面、溶蚀沟槽底部及溶洞中，多呈条带状、透镜状分布，厚0.0～7.90m。
3.3 淤泥质粘土（Qml）：褐色、褐黑色，流塑状，夹少量碎石，厚0～4.20m，分布于少部分钻孔。
3.4 基岩与岩体质量
基岩：三迭系茅草铺组地层（T1m），伏于红粘土层之下，灰白色、深灰色，薄-中厚层状，细晶结构，溶沟、石芽较发育，埋深一般为4.50～12.40m，最大埋深约13.20米，基岩面起伏较大，根据风化程度分为强风化层和中风化层，现分述如下：
强风化岩体：灰白色，岩体保持原始产状，但被风化淋滤，严重软化，胶结力很弱，易钻进，风化强烈，节理裂隙发育。少量分布于场区西南面的基岩浅部，厚0.40～1.50m，岩体极破碎，岩芯呈砂状、碎块状，岩体基本质量等级Ⅴ级。
中风化岩体：灰白色、深灰色，岩体节理裂隙较发育，少数呈张开状，多呈闭合状。钻探岩芯呈块状、短柱状、少量砂状，岩芯采取率28％～55％，RQD值一般仅为8～45%；根据调查，岩体结构面≥3组，平均间距0.4m，结合一般或结合差，遇水浸泡后结合很差，按GB50021-2009附录表A、0、2，岩体完整程度为较破碎。岩块单轴抗压强度标准值frk=41.205MPa，岩石坚硬程度为较硬岩，岩体基本质量级别为Ⅳ类。
4 桩偏位情况及原因分析
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第6.2.4条灌注桩成孔施工的允许偏差应满足表6.2.4的要求。本工程冲孔成孔施工的允许偏差为100mm。
本工程总桩数142根，桩基施工结束土方开挖后，虽经静载、钻孔取芯和动测试验，承载力、桩身混凝土质量均满足设计要求。但对所有工程桩进行桩位测量复核时，发现其中桩位偏差值在0-100mm的桩有 137 根，桩位偏差值100mm~300mm的桩有5根。
为此我们结合现场实际追溯施工条件、施工放样、钢护筒定位、机械就位、施工机械施工顺序，钢筋笼定位等方面，针对本项目的桩位偏差进行详细的探讨分析，造成桩偏位的主要原因有：
一、夜间施工，现场管理人员管理不到位，白天定点测得的桩心坐标点未能及时保护，在桩机移位就位开孔前，没有进行桩位复测或相邻桩位互相校验，造成桩位定位出现偏差；
二、该区域为素土高回填区，回填土中含碎石、砂组成，开孔时遇到障碍物使得桩机钻头摇摆过大造成偏位；
三、孔口护筒埋设不准确、不稳定造成桩位偏差。在实际施工过程中，常因为施工管理不善，出现施工人员先按定位的标示点冲孔一定深度后再埋设孔口护筒，造成埋设孔口护筒前桩位出现偏差；
四、桩机机台就位不水平、稳固。冲孔过程中振动较大，桩机机台容易出现因振动而发生倾斜、偏位，造成桩位偏差；
五、开孔时就高位落锤冲孔，出现锤体摇摆，造成桩位偏差，刚开孔时，应低锤密击，当孔桩位形成稳定时，再适当提高冲锤落距，避免出现锤体摇摆产生桩位偏移；
六、钢筋笼吊装时往往忽视其定位的准确性及固定的稳定性，造成砼浇筑过程中钢筋笼移位，导致成桩后桩位偏差（因为实际检测时，桩中心以钢筋笼所在有效桩截面的中心为准），
桩锤在开孔冲孔时容易摇摆，造成桩位偏差。因此在施工中，要制作钢筋笼保护层钢筋套箍焊接在钢护筒上，混凝土浇筑完毕后割除。另外钢筋笼口也需要焊接固定钢筋，且要焊接牢靠。
七、护筒拔出时，采用单边钢丝绳拔出，造成护筒高度内桩位偏移，因此护筒拔出，必须双边或四边固定钢丝绳拔出。
5处理方案
针对现场上述已经出现的桩位偏差情况，根据偏位的桩不同情况做出不同的处理方案
为提高与偏位桩承台连接且与桩偏位同方向基础梁的抗弯承载力，使其能抵抗由于桩偏位后上部框架柱在桩顶产生的附加偏心弯矩。提高基础地梁抗弯承载力，既经济又有效的方法是加大基础梁截面尺寸和增加配筋。
具体措施：（以e-d交16轴为例）
1.加大承台尺寸，将桩偏向方向这一侧承台边沿扩大至与桩偏离方向对称，使桩继续处于承台中线位置，保持对称。
2. 承台下加腋处理,。采用直径14的三级钢（同桩钢筋）分别与承台钢筋双面搭接焊接，焊接长度不小于250mm（图3），加腋部位混凝土标号同承台混凝土标号。
3.加大L1截面尺寸和配筋：桩上框架柱的柱脚设计内力N=5000KN，M=400KN·m，因此产生的附加偏心弯矩M附=5000×0.3+400=1900 KN·m（如此取值偏于安全）。原设计中与桩偏位同向的基础梁是L1，为抵抗桩位偏移引起的附加偏心弯矩，将原基础梁改为L1a（如图2）， ，可得As=6899mm2，选取配筋14C25.
图1 处理前
图2处理后
图31-1承台加腋剖面
结语：
冲孔灌注桩质量不易控制，必须加强施工全过程的监控工作。针对本文第四节冲孔桩偏位的原因分析，合理安排现场管理施工，对技术措施认真执行，作为今后冲孔灌注桩施工的参考。总之，冲孔灌注桩必须严格按照相关规范、规程的要求和工程实际情况编制切实可行的施工方案，对偏桩的加固处理也要得到相关设计单位认可，方可实施。施工过程中精心组织施工，加强现场管理，尤其是夜间施工，重点控制好现场施工顺序和施工工艺，落实好质量控制措施，尽可能的避免桩位偏移此类质量问题的发生。
参考文献：
（1）《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）
（2）《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）
（3）《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002 ）
关键词：冲孔灌注桩，质量控制，偏心弯矩，加固
中图分类号：O213.1 文献标识码：A
1前言：
冲孔灌注桩具有施工机械简单、操作方便、挤压小等优点，适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层、碎石土层、砾卵石层、岩溶发育岩层或裂隙发育的地层施工，桩孔直径通常为600～2500mm，最大直径可达2500mm，冲孔深度最大可达300m左右。虽然目前冲孔灌注桩施工工艺较为成熟、经验比较丰富。但是，冲孔灌注桩施工过程中工序较为复杂，影响成桩的各种因素具有隐蔽性、不可预见性、不确定性等特点，在施工过程中管理人员、施工班组往往认为冲孔过程简单，导致施工工艺标准控制不严、施工管理不善，对前后工序预见不足，不重视各道工序，把关不严就造成桩位偏位，一旦开孔就出现偏差，施打后很难改正。
2.工程概况
本工程为遵义市某高校教学楼，主体为钢筋混凝土框架结构，抗震等级四级，抗震设防类别为学校建筑，抗震设防烈度为6度。基础采用泥浆护壁冲孔灌注桩，设计桩径为1000mm，1200mm，1500mm，桩长13m~18m，桩端持力层为中风化灰岩，岩石承载力4000KPa。基础设计等级为丙级。
3工程地质状况
3.1地质构造
据区域地质资料，建筑区内无大断裂通过，无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象，岩体节理裂隙发育，发育微细，多被方解石脉充填，岩溶较发育，属于典型的贵州山区复杂的岩溶地基类型，岩层呈单斜构造，产状248°∠23°。场地受构造影响，岩体节理裂隙较发育，主要节理产状及其基本特征为：
115° ～ 121° ∠32° ～ 35°，延伸长度1.1～1.3m，张开2.1～3.1mm，铁质浸染，多为方解石脉充填，少数无充填，线密度3～6条/m。每立方米岩体中的节理数为2～4条。
73° ～ 75° ∠ 28° ～ 31°，延伸长度0.8～2.2m，张开0.5～2.4 mm，具溶蚀痕迹，方解石脉充填，线密度3～5条/m。每立方米岩体中的节理数为4～8条。
除此外，尚有溶蚀裂隙、溶洞、沟槽、石芽等岩溶形态发育，对岩体完整性及其工程性能影响较大。
3.2 场地岩、土构成
根据现场地质调查及钻探，场地主要分布有第四系（Q）及三迭系茅草铺组（T1m）薄～中厚层石灰岩。现自上而下分述如下：
1、素填土（Qml）：色杂，结构松散，由粘土、块石等组成，厚0～19.20m，分布整个场区。
2、红粘土（Qel+dl）：残、坡积成因，褐黄色，具上硬下软特征，经钻探及邻近地段開挖揭露，偶见裂隙，<1条/m，呈致密状结构，含铁锰质结核和残余风化岩屑。受基岩面起伏影响，土层水平厚度变化较大，局部被石芽断开，厚0～12.20m。本场区经平场后，上覆部分红粘土已经被挖除，在少数地势低洼地段分布稍厚。
按其状态可分为：可塑和软塑状，分述如下：
可塑红粘土(Ⅱ)：受基岩起伏影响，厚度不均，水平和垂直方向上厚度变化大，厚7.20～11.50m，平均厚度8.82m。Ir＝1.676，Ir’＝1.772，复浸水特性类别为II类，收缩后浸水膨胀，不能恢复到原位。
软塑红粘土（III)：伏于可塑红粘土之下，主要分布于基岩凹面、溶蚀沟槽底部及溶洞中，多呈条带状、透镜状分布，厚0.0～7.90m。
3.3 淤泥质粘土（Qml）：褐色、褐黑色，流塑状，夹少量碎石，厚0～4.20m，分布于少部分钻孔。
3.4 基岩与岩体质量
基岩：三迭系茅草铺组地层（T1m），伏于红粘土层之下，灰白色、深灰色，薄-中厚层状，细晶结构，溶沟、石芽较发育，埋深一般为4.50～12.40m，最大埋深约13.20米，基岩面起伏较大，根据风化程度分为强风化层和中风化层，现分述如下：
强风化岩体：灰白色，岩体保持原始产状，但被风化淋滤，严重软化，胶结力很弱，易钻进，风化强烈，节理裂隙发育。少量分布于场区西南面的基岩浅部，厚0.40～1.50m，岩体极破碎，岩芯呈砂状、碎块状，岩体基本质量等级Ⅴ级。
中风化岩体：灰白色、深灰色，岩体节理裂隙较发育，少数呈张开状，多呈闭合状。钻探岩芯呈块状、短柱状、少量砂状，岩芯采取率28％～55％，RQD值一般仅为8～45%；根据调查，岩体结构面≥3组，平均间距0.4m，结合一般或结合差，遇水浸泡后结合很差，按GB50021-2009附录表A、0、2，岩体完整程度为较破碎。岩块单轴抗压强度标准值frk=41.205MPa，岩石坚硬程度为较硬岩，岩体基本质量级别为Ⅳ类。
4 桩偏位情况及原因分析
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第6.2.4条灌注桩成孔施工的允许偏差应满足表6.2.4的要求。本工程冲孔成孔施工的允许偏差为100mm。
本工程总桩数142根，桩基施工结束土方开挖后，虽经静载、钻孔取芯和动测试验，承载力、桩身混凝土质量均满足设计要求。但对所有工程桩进行桩位测量复核时，发现其中桩位偏差值在0-100mm的桩有 137 根，桩位偏差值100mm~300mm的桩有5根。
为此我们结合现场实际追溯施工条件、施工放样、钢护筒定位、机械就位、施工机械施工顺序，钢筋笼定位等方面，针对本项目的桩位偏差进行详细的探讨分析，造成桩偏位的主要原因有：
一、夜间施工，现场管理人员管理不到位，白天定点测得的桩心坐标点未能及时保护，在桩机移位就位开孔前，没有进行桩位复测或相邻桩位互相校验，造成桩位定位出现偏差；
二、该区域为素土高回填区，回填土中含碎石、砂组成，开孔时遇到障碍物使得桩机钻头摇摆过大造成偏位；
三、孔口护筒埋设不准确、不稳定造成桩位偏差。在实际施工过程中，常因为施工管理不善，出现施工人员先按定位的标示点冲孔一定深度后再埋设孔口护筒，造成埋设孔口护筒前桩位出现偏差；
四、桩机机台就位不水平、稳固。冲孔过程中振动较大，桩机机台容易出现因振动而发生倾斜、偏位，造成桩位偏差；
五、开孔时就高位落锤冲孔，出现锤体摇摆，造成桩位偏差，刚开孔时，应低锤密击，当孔桩位形成稳定时，再适当提高冲锤落距，避免出现锤体摇摆产生桩位偏移；
六、钢筋笼吊装时往往忽视其定位的准确性及固定的稳定性，造成砼浇筑过程中钢筋笼移位，导致成桩后桩位偏差（因为实际检测时，桩中心以钢筋笼所在有效桩截面的中心为准），
桩锤在开孔冲孔时容易摇摆，造成桩位偏差。因此在施工中，要制作钢筋笼保护层钢筋套箍焊接在钢护筒上，混凝土浇筑完毕后割除。另外钢筋笼口也需要焊接固定钢筋，且要焊接牢靠。
七、护筒拔出时，采用单边钢丝绳拔出，造成护筒高度内桩位偏移，因此护筒拔出，必须双边或四边固定钢丝绳拔出。
5处理方案
针对现场上述已经出现的桩位偏差情况，根据偏位的桩不同情况做出不同的处理方案
为提高与偏位桩承台连接且与桩偏位同方向基础梁的抗弯承载力，使其能抵抗由于桩偏位后上部框架柱在桩顶产生的附加偏心弯矩。提高基础地梁抗弯承载力，既经济又有效的方法是加大基础梁截面尺寸和增加配筋。
具体措施：（以e-d交16轴为例）
1.加大承台尺寸，将桩偏向方向这一侧承台边沿扩大至与桩偏离方向对称，使桩继续处于承台中线位置，保持对称。
2. 承台下加腋处理,。采用直径14的三级钢（同桩钢筋）分别与承台钢筋双面搭接焊接，焊接长度不小于250mm（图3），加腋部位混凝土标号同承台混凝土标号。
3.加大L1截面尺寸和配筋：桩上框架柱的柱脚设计内力N=5000KN，M=400KN·m，因此产生的附加偏心弯矩M附=5000×0.3+400=1900 KN·m（如此取值偏于安全）。原设计中与桩偏位同向的基础梁是L1，为抵抗桩位偏移引起的附加偏心弯矩，将原基础梁改为L1a（如图2）， ，可得As=6899mm2，选取配筋14C25.
图1 处理前
图2处理后
图31-1承台加腋剖面
结语：
冲孔灌注桩质量不易控制，必须加强施工全过程的监控工作。针对本文第四节冲孔桩偏位的原因分析，合理安排现场管理施工，对技术措施认真执行，作为今后冲孔灌注桩施工的参考。总之，冲孔灌注桩必须严格按照相关规范、规程的要求和工程实际情况编制切实可行的施工方案，对偏桩的加固处理也要得到相关设计单位认可，方可实施。施工过程中精心组织施工，加强现场管理，尤其是夜间施工，重点控制好现场施工顺序和施工工艺，落实好质量控制措施，尽可能的避免桩位偏移此类质量问题的发生。
参考文献：
（1）《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）
（2）《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）
（3）《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002 ）