橋梁樁基鋼筋籠準(zhǔn)確定位的方法探討

劉鐵柱 唐淼磊 鄒磊

隨著我國(guó)高速鐵路、高速公路、水利建設(shè)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，各種橋梁、槽、深基坑支護(hù)和高層建筑等的大量建設(shè),基礎(chǔ)工程技術(shù)得到了快速發(fā)展。鉆孔灌注樁基礎(chǔ)成了必不可少的設(shè)計(jì)方案,盡管鉆孔技術(shù)從沖擊鉆鉆孔到旋挖鉆鉆孔得到了質(zhì)的飛躍,但是鋼筋籠定位施工技術(shù)仍舊是個(gè)難題。

一、工程概況

本標(biāo)段路線全長(zhǎng)4.151km。采用雙向六車道一級(jí)公路配套市政設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，道路整體式路基斷面寬度為64m，主車道設(shè)計(jì)速度80km/h，輔道設(shè)計(jì)速度40km/h。

本工程主要橋梁包括：滿缸淺村跨線大橋，橋長(zhǎng)128m；預(yù)留規(guī)劃道路跨線大橋，橋長(zhǎng)154.48m；楊溪河大橋，橋長(zhǎng)468m。橋梁基礎(chǔ)采用樁基連接墩柱的形式（橋臺(tái)位置為樁基連接承臺(tái)），樁基直徑采用1.5m、1.8m、2.0m，根據(jù)地質(zhì)情況按嵌巖樁設(shè)計(jì)，樁長(zhǎng)按地勘參數(shù)設(shè)計(jì)確定。樁基采用鉆孔灌注樁，樁基鋼筋籠采用分段制成后直接入孔，縱向鋼筋宜采用機(jī)械套筒連接，然后采用水下灌注樁施工工藝灌注筑樁基砼。

二、鋼筋籠偏位造成的影響

樁基作為橋梁主體結(jié)構(gòu)的主要承重結(jié)構(gòu)，保證樁基位置的準(zhǔn)確是至關(guān)重要的，鋼筋籠作為樁基的主要受力體，若鋼筋籠位置發(fā)生偏差，則上部結(jié)構(gòu)的中心受力位置與樁基主要受力位置不重合，樁基不能有效起到主要承重的作用；并且樁基鋼筋籠中心位置與設(shè)計(jì)位置差距過大或滿足不了樁基保護(hù)層要求，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)系梁及墩柱的施工不能在設(shè)計(jì)要求位置處進(jìn)行模板安裝。所以鋼筋籠的準(zhǔn)確定位是至關(guān)重要的。

目前在涉及到橋梁施工的規(guī)范上并沒有關(guān)于如何處理樁基鋼筋籠偏位的條文說明，若在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工過程中發(fā)生了樁基鋼筋籠位置偏移過大，不管使用哪種方式來進(jìn)行處理鋼筋籠偏位，都會(huì)產(chǎn)生以下的問題:

（1）對(duì)整體施工工期造成一定的影響。從發(fā)現(xiàn)鋼筋籠偏位到現(xiàn)場(chǎng)處理完成鋼筋籠偏位，至少需要2～3天的時(shí)間，延長(zhǎng)了樁基的施工工期。

（2）處理樁基鋼筋籠偏位的施工會(huì)給項(xiàng)目增加額外的施工費(fèi)用。在鋼筋籠偏位處理過程中投入的人力、物力以及各種原材料，都會(huì)相應(yīng)的增加施工成本。

（3）施工過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題會(huì)給項(xiàng)目的形象和信譽(yù)帶來負(fù)面影響。

三、偏位的原因

在制定出解決鋼筋籠定位的合理措施前，應(yīng)該先行找出造成鋼筋籠偏位的原因，從現(xiàn)場(chǎng)了解樁基施工的每道工序，從而使制定的防止鋼筋籠偏位措施具有可行性。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)樁基施工的每道工序，總結(jié)出主要有以下幾個(gè)方面導(dǎo)致鋼筋籠位置發(fā)生偏移。

（1）在測(cè)量放樣的施工中產(chǎn)生了一些誤差。在初始樁位測(cè)量放樣時(shí)就因坐標(biāo)錯(cuò)誤、放樣誤差、樁位破壞、護(hù)簡(jiǎn)埋設(shè)不準(zhǔn)確等原因造成偏位。

（2）鋼筋籠未采取有效的定位措施。鋼筋籠無定位筋或者偏少；中心點(diǎn)位置未拉設(shè)十字線復(fù)核；護(hù)樁因施工破壞卻未及時(shí)補(bǔ)設(shè)。

（3）現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)較差影響施工，以及鉆孔施工中鉆桿垂直度誤差造成偏位。護(hù)筒埋設(shè)時(shí)因地質(zhì)較差而產(chǎn)生移位；鉆桿垂直度不準(zhǔn)確，使鉆孔位置發(fā)生偏斜，導(dǎo)致鋼筋籠入孔時(shí)發(fā)生移位。

（4）在進(jìn)行混凝土施工的時(shí)候，現(xiàn)場(chǎng)工人的操作不符合要求引起了鋼筋籠的上浮，導(dǎo)致鋼筋籠的位置在孔道內(nèi)發(fā)生偏移。

四、處理措施

1.針對(duì)樁基測(cè)量放樣造成的誤差

樁基放樣前，先對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，必須保證有三個(gè)獨(dú)立控制點(diǎn)，使之具備相互檢核條件；樁中心放樣必須采取換手測(cè)量，即兩組獨(dú)立的不平行計(jì)算、測(cè)量；中心點(diǎn)放樣好之后，通過中心點(diǎn)拉線布設(shè)四根護(hù)樁，護(hù)樁采用木樁打入土中固定并量取每根護(hù)樁至樁中心距離；鉆至一定深度后埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒定位通過護(hù)樁量取距離確定，就位后用測(cè)量?jī)x器在護(hù)筒上測(cè)量出樁基的中心位置，與護(hù)筒中心位置進(jìn)行對(duì)比，檢查是否重合，并將誤差控制在10mm以內(nèi)，并量取護(hù)筒壁至四根護(hù)樁的距離；鉆孔過程中實(shí)時(shí)對(duì)護(hù)筒位置通過護(hù)樁來進(jìn)行復(fù)核，鉆頭位置通過護(hù)筒來復(fù)核，確保之間相對(duì)關(guān)系準(zhǔn)確后方可繼續(xù)進(jìn)行鉆孔，直至整個(gè)樁基鉆孔完成，全過程需安排專人復(fù)測(cè)、監(jiān)督、復(fù)測(cè)記錄。

（1）布設(shè)護(hù)樁：樁中心位置放樣后，及時(shí)通過中心位置拉十字線布設(shè)4根護(hù)樁，并采用木樁打入土中固定，在護(hù)樁上做上標(biāo)記點(diǎn)，記錄下中心點(diǎn)位置距標(biāo)記點(diǎn)距離，作為后續(xù)復(fù)核使用。

（2）中心位置復(fù)核：埋設(shè)護(hù)筒后，及時(shí)通過護(hù)樁位置關(guān)系對(duì)護(hù)筒中心點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，偏差值控制在10mm以內(nèi)，鉆孔過程中實(shí)時(shí)檢測(cè)護(hù)筒中心位置，若有偏差，及時(shí)調(diào)整。

2.針對(duì)鋼筋籠未采取有效定位措施

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員確定鋼筋籠無尺寸偏差放下后，根據(jù)護(hù)樁拉十字線確定樁中心位置，調(diào)整鋼筋籠中心位置與樁中心位置重合，并量取四根護(hù)樁位置至指定鋼筋籠豎向鋼筋的距離并記下；安裝定位筋使鋼筋籠固定，定位筋長(zhǎng)度設(shè)置宜比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度小0.5mm，以確保鋼筋籠順利下放，固定好之后對(duì)鋼筋籠中心位置進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保偏差值≤10mm；砼澆筑過程中，注意砼的下放位置，避免因砼的沖擊使鋼筋籠位置發(fā)生偏位，并每澆筑1～2m距離后用鋼卷尺量取護(hù)樁與鋼筋籠之間的距離，如有偏差，及時(shí)調(diào)整，確保偏差值≤10mm，直至整根樁基澆筑完成，全過程需安排專人復(fù)測(cè)、監(jiān)督、復(fù)測(cè)記錄。

（1）確定樁中心位置：鋼筋籠下放后，根據(jù)護(hù)樁拉十字線確定樁中心位置，以確定定位筋長(zhǎng)度。

（2）安裝定位筋：在鋼筋籠軸線位置上對(duì)稱安裝4根定位筋，定位筋長(zhǎng)度設(shè)置宜比設(shè)計(jì)小5mm。

（3）中心位置復(fù)測(cè)：安裝定位筋后下放鋼筋籠，鋼筋籠就位后通過拉十字線對(duì)鋼筋籠中心位置進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保鋼筋籠中心位置≤10mm。

3.針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況較差，以及鉆孔施工中鉆桿垂直度誤差造成偏位

（1）護(hù)筒是保證鋼筋籠位置準(zhǔn)確的首先要素，如若現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境較差，施工前需先對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行挖除原土再回填夯實(shí)，再進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)。在護(hù)筒四周范圍1m內(nèi)的回填土宜采用滲水性較差的，還需將護(hù)筒四周的回填土夯擊壓實(shí)。目的是在鉆孔施工時(shí)能很好地防止孔內(nèi)泥漿外溢滲過護(hù)筒周圍的回填土,這樣避免了護(hù)筒四周的泥土遇水變軟，在后續(xù)鉆孔施工中碰撞護(hù)筒使其位置發(fā)生傾斜，導(dǎo)致鋼筋籠入孔發(fā)生偏移。

（2）鉆孔施工前應(yīng)當(dāng)在護(hù)筒的頂面根據(jù)樁基中心位置標(biāo)識(shí)并掛設(shè)出十字線，施工時(shí)鉆桿與鉆頭對(duì)準(zhǔn)十字線中心位置，以保證樁基成孔的垂直度。鉆頭與護(hù)筒兩者之間的中心位置差距應(yīng)小于5cm。施工時(shí)還可根據(jù)旋挖鉆機(jī)配備電子控制系統(tǒng)調(diào)整鉆進(jìn)時(shí)的垂直度，同時(shí)在每一次鉆機(jī)提鉆甩渣復(fù)位后應(yīng)檢查鉆頭是否對(duì)中。

4.針對(duì)澆筑過程中鋼筋籠上浮

因?yàn)闃痘摻罨\在入孔后完全位于孔道的泥漿內(nèi)，不宜觀察鋼筋籠就位情況并且對(duì)鋼筋籠位置的調(diào)整存在困難，在施工樁基混凝土的時(shí)候,如果操作不當(dāng),但卻觀察不到鋼筋籠發(fā)生的問題，不能及時(shí)解決，就很容易引起鋼筋籠子上浮,造成質(zhì)量事故。

（1）保持穩(wěn)定的混凝土澆筑速度。在樁基混凝土施工時(shí)若澆筑速度過快，則混凝土在孔道內(nèi)向上回沖的速度也會(huì)加快，進(jìn)而使混凝土在向上回沖的過程中對(duì)鋼筋籠施加的浮力也就越大，越容易使鋼筋籠上浮。所以在樁基混凝土澆筑的過程中,應(yīng)該控制好混凝土的澆筑速度，不宜過快也不宜過慢，應(yīng)當(dāng)勻速的灌注，以保證混凝土灌注質(zhì)量。

（2）在混凝土灌注的過程中一定需要控制好導(dǎo)管在混凝土面的埋藏深度。樁基混凝土澆筑的過程中，通過輔助工具了解或觀察到孔道內(nèi)混凝土開始覆蓋鋼筋籠時(shí)，應(yīng)注意混凝土中導(dǎo)管的埋深，但也需要把控好導(dǎo)管埋深,根據(jù)規(guī)范要求最小深度不應(yīng)超過2m，最大深度不應(yīng)超過6m。

（3）澆筑的混凝土本身應(yīng)具有良好的質(zhì)量保障。樁基混凝土施工的過程中應(yīng)保證混凝土一直具有較為良好的和易性與流動(dòng)性，坍落度需控制在180～220mm之間，并且混凝土在運(yùn)輸和澆筑的過程中不能出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

（4）保證樁基鋼筋籠加工生產(chǎn)的質(zhì)量。鋼筋籠在制作過程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行加工安裝，保證尺寸大小符合；鋼筋順直無彎折,連接時(shí)軸線一致，鋼筋表面無損傷。

五、結(jié)語

樁基工程作為橋梁工程施工中較為繁瑣的分部工程。樁基的施工情況,直接制約著項(xiàng)目總體施工進(jìn)度、成本、質(zhì)量目標(biāo).雖然鉆孔灌注樁的施工在我國(guó)已有幾十年歷史,尤其對(duì)于公路橋梁?jiǎn)闻艠痘A(chǔ),樁基鋼筋籠的偏移一直沒有好的解決辦法.樁基施工時(shí)重點(diǎn)在于制定合理的施工方案,預(yù)防偏位,當(dāng)樁基鋼筋籠發(fā)生發(fā)現(xiàn)偏位后必須及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),尋找發(fā)生問題的原因，制定切實(shí)可靠的預(yù)防措施。