大直徑?jīng)_孔灌注樁樁位及鋼筋籠偏位過(guò)程控制

劉 斌(中國(guó)十九冶集團(tuán)有限公司勘察設(shè)計(jì)分公司，四川成都 611730)

大直徑?jīng)_孔灌注樁樁位及鋼筋籠偏位過(guò)程控制

劉 斌
(中國(guó)十九冶集團(tuán)有限公司勘察設(shè)計(jì)分公司，四川成都 611730)

橋梁大直徑樁成孔工藝施工沖擊成孔應(yīng)用非常普遍。但經(jīng)常疏于對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)加強(qiáng)控制措施，樁位偏位、成孔垂直度、鋼筋籠偏位等質(zhì)量通病頻發(fā)，嚴(yán)重甚至導(dǎo)致質(zhì)量事故。文章通過(guò)對(duì)大直徑?jīng)_孔灌注樁樁位及鋼筋籠偏位的過(guò)程控制研究，提出“三控制”措施(粗控制、細(xì)控制、精控制)，通過(guò)此措施樁位和鋼筋籠偏位問(wèn)題達(dá)到有效控制。

沖孔；灌注樁；偏位；控制措施

國(guó)內(nèi)橋梁樁基的樁徑普遍為1.5 m或1.8 m，成孔工藝采用沖、鉆孔機(jī)械加泥漿護(hù)壁非常普遍。由于橋梁樁柱鋼筋需對(duì)接，對(duì)樁位偏位和鋼筋籠偏位控制精度要求較高(一般設(shè)計(jì)要求樁位偏位≤5 cm)。從理論、規(guī)范控制來(lái)看對(duì)樁位偏位控制看似簡(jiǎn)單，無(wú)非是幾個(gè)簡(jiǎn)單工序的控制要點(diǎn)，但在實(shí)際施工中采用措施將樁位及鋼筋籠精確控制到位，確非易事。從已有實(shí)施的工程案例，幾乎每個(gè)工程都存在樁位和鋼筋籠偏位問(wèn)題，因而成了施工當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量通病。樁位和鋼筋籠偏位過(guò)大，輕則要更改設(shè)計(jì)，增大承臺(tái)；重則要將樁報(bào)廢，重新成樁?？刂茦段缓弯摻罨\偏位在整個(gè)成樁控制中顯得尤為重要。本文以成都大邑某橋梁為例，采取“三控制”措施控制沖孔樁樁位和鋼筋籠偏位，確保樁位及鋼筋偏位在設(shè)計(jì)要求內(nèi)。

1 項(xiàng)目工程概況

該項(xiàng)目位于大邑縣。設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土小箱梁橋，橋臺(tái)采用肋板臺(tái)，橋墩采用柱式墩。該項(xiàng)目地層參數(shù)見表1。該橋設(shè)計(jì)樁基為沖擊成孔灌注樁樁徑1.8 m，樁長(zhǎng)36 m。開孔前埋設(shè)鋼護(hù)筒，護(hù)筒長(zhǎng)度3 m；為確保成孔垂直度，成孔后下鋼筋探籠。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)樁基鋼筋籠直徑為1.63 m，混凝土保護(hù)層厚度為75 mm。通過(guò)成樁后實(shí)測(cè)混凝土澆筑用量，充盈系數(shù)為1.23，實(shí)際成孔直徑1.97 m(圖1)。理想狀態(tài)鋼筋籠距離孔壁為95 mm，若成孔發(fā)生偏移，鋼筋籠成樁后偏移更大，因而對(duì)樁位和鋼筋籠定位控制非常必要。

圖1 成孔孔徑鋼筋籠直徑關(guān)系

表1 巖土的工程力學(xué)特性

2 偏位原因分析

(1)測(cè)量誤差。由于測(cè)量人員的技術(shù)水平，在樁位側(cè)放過(guò)程中出現(xiàn)存在誤差，導(dǎo)致樁位偏位。

(2)技術(shù)誤差。在鋼筋籠制安過(guò)程中設(shè)計(jì)單位一般安裝定位鋼筋來(lái)控制鋼筋籠保護(hù)層厚度，而定位鋼筋易插入周邊孔壁，導(dǎo)致鋼筋籠偏位。

(3)成孔工藝。操作人員技術(shù)水平有限，加之地層復(fù)雜，機(jī)械自動(dòng)化程度不高，機(jī)械就位存在偏差，擴(kuò)孔大，從而導(dǎo)致鋼筋籠不能居中。

(4)鋼筋籠制作安裝。由于鋼筋籠為柔性材料，且長(zhǎng)度較長(zhǎng)，在吊裝中易變形，導(dǎo)致鋼筋籠變形，籠頂偏位[1]。

3 過(guò)程控制及研究

本文結(jié)合具體項(xiàng)目提出并實(shí)施三控制措施，即粗控制、細(xì)控制、精控制。通過(guò)三控制措施確保樁位對(duì)中，通過(guò)流程控制確保樁位和鋼筋籠偏位，確保工程質(zhì)量。粗控制和細(xì)控制主要控制樁位偏位不能過(guò)大，精控制主要控制鋼筋籠居中。

3.1 護(hù)筒埋設(shè)測(cè)量控制措施(即粗控制)，要求護(hù)筒偏位小于5 cm

樁成孔護(hù)筒采用8 mm厚鋼板制作，護(hù)筒長(zhǎng)度3 m。護(hù)筒埋設(shè)應(yīng)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，護(hù)筒中心與樁位中心的偏差不得大于50 mm；沖擊樁孔口護(hù)筒其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑100 mm[2]。在實(shí)際施工過(guò)程中，由于大直徑樁護(hù)筒重量接近1 t，在埋設(shè)過(guò)程中達(dá)到規(guī)范要求的準(zhǔn)備程度相當(dāng)困難。項(xiàng)目采用十字繞樁法，即在距離樁芯各1.5 m采用十字繞樁法放出相互垂直兩軸線，并固定木樁(圖2)，埋設(shè)護(hù)筒采用機(jī)械埋設(shè)，人工配合,埋設(shè)護(hù)筒后測(cè)量護(hù)筒中心與樁位中心誤差偏位情況。

圖2 護(hù)筒與樁位位置關(guān)系示意

3.2 沖孔機(jī)械就位居中控制措施(即細(xì)控制)，要求錘頭偏位小于2 cm

沖擊成孔工藝簡(jiǎn)單，易于操控，地層不限，是目前大直徑樁成孔的理想選擇，但由于機(jī)械操作采用的是半自動(dòng)化，機(jī)械笨重、精度不高，勞動(dòng)力作業(yè)強(qiáng)度大，就位困難。沖孔機(jī)械的就位控制主要就是機(jī)械整平和錘頭居中，即細(xì)控制。機(jī)械就位位置平整、穩(wěn)固，反復(fù)驗(yàn)證確保樁位與錘頭中心。同時(shí)調(diào)整機(jī)械支腿的位置，直至達(dá)到平整要求，在固定機(jī)械支腿后，一定要確保機(jī)械支腿的牢固穩(wěn)定。

3.3 鋼筋籠就位控制措施(即精控制)，要求鋼筋籠偏位小于5 cm

通過(guò)粗-細(xì)控制，加之對(duì)于施工過(guò)程的控制，使成孔機(jī)械錘頭對(duì)中，但是在沖孔過(guò)程中由于機(jī)械自身、地層及工人操作水平等多種因素，實(shí)際成樁往往大于理論設(shè)計(jì)樁徑，極易使得鋼筋籠偏位，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。故在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)制作并使用對(duì)中控制器，在鋼筋籠距離樁頂500 mm位置安裝鋼筋對(duì)中控制器，隨鋼筋籠一起安設(shè)，混凝土澆筑完畢后將對(duì)中控制器去掉，確保在澆筑混凝土過(guò)程中鋼筋籠偏位可控，始終滿足設(shè)計(jì)要求。

3.4 數(shù)據(jù)對(duì)比及分析探討

通過(guò)以上控制措施，每個(gè)過(guò)程采用儀器測(cè)量樁位數(shù)據(jù)見表2。

表2 測(cè)量數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)表2數(shù)據(jù)分析：

(1)沖孔樁鉆頭的磨損程度對(duì)成孔直徑偏差影響較大，在沖擊成孔時(shí)要認(rèn)真關(guān)注鉆頭的磨損程度。若鉆頭磨損嚴(yán)重，必須更換鉆頭，確保成孔直徑。沖孔樁擴(kuò)孔系數(shù)大，粗、細(xì)控制即使略超規(guī)范限制，但由于成孔擴(kuò)孔大，成孔直徑大，嚴(yán)控精控制，仍能保證成樁質(zhì)量。

(2)樁位偏位控制只要加強(qiáng)人員培訓(xùn)，包括測(cè)量人員和技術(shù)操作工作的技能培訓(xùn)，增加對(duì)儀器和機(jī)械的熟練程度，并核對(duì)仔細(xì)，就能避免樁位偏位。鋼筋籠偏位問(wèn)題在吊裝過(guò)程中要加固鋼筋籠骨架，增加鋼筋籠的整體剛度。同時(shí)鋼筋籠在下放過(guò)程中要確保鋼筋籠端部的對(duì)中，僅靠人力是無(wú)法控制，必須采用對(duì)中措施確保鋼筋籠偏位合理。

(3)通過(guò)分析測(cè)量數(shù)據(jù)，隨機(jī)性很大。沒(méi)有基本規(guī)律，但都在設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi)。隨機(jī)性大的原因：地層、鉆頭、機(jī)械人員操作水平等。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前我國(guó)橋梁施工中大直徑?jīng)_孔灌注樁應(yīng)用普遍，但由 于對(duì)質(zhì)量控制不夠精細(xì)嚴(yán)格，控制措施及控制步驟不清晰，質(zhì)量意識(shí)淡薄，質(zhì)量事故頻發(fā)，由于樁位偏位導(dǎo)致的質(zhì)量事故不在少數(shù)。本文通過(guò)對(duì)沖孔灌注樁樁位偏位的控制過(guò)程的對(duì)策，提出樁位三控制思路，即粗控制(控制護(hù)筒位置)，細(xì)控制(控制沖擊機(jī)械錘頭位置)，精控制(控制鋼筋籠位置)，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中很好得到應(yīng)用，使得所有樁位全部合格。對(duì)于該類沖擊成孔灌注樁樁位偏位控制提供了措施及辦法。

[1] 沈忠武.鉆孔灌注樁施工中鋼筋籠偏位及斷樁的處理方法[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2009(5).

[2] JGJ 94-2008 建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

劉斌(1980～)男，碩士研究生，工程師，主要從事巖土工程的研究和實(shí)踐工作。

TU753.3

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[定稿日期]2016-06-30