挖孔樁超重鋼筋骨架人工下放施工技術(shù)

張明星，魏長偉，王朝城

（中城建設(shè)有限責(zé)任公司，福建 福州 350000）

0 引言

在樁基工程中，樁體鋼筋骨架一般都是在地面制作成型后、安裝至樁孔內(nèi)并澆灌混凝土成樁。隨著高、大、難建筑工程的不斷涌現(xiàn)，受施工場地及施工條件的影響［1］，樁基工程中的鋼筋骨架在施工過程中也面臨諸多問題［2］，如起重設(shè)備的吊裝范圍難以覆蓋樁基位置［3］、起重機械難以到位（如在深基坑中施工挖孔樁）、挖孔樁上空受內(nèi)支撐梁阻礙等［4］，在此類情況下采用機械起重吊裝鋼筋骨架成為一難題。

本文結(jié)合實際案例介紹的挖孔樁超重鋼筋骨架人工下放的施工技術(shù)，是對傳統(tǒng)挖孔樁鋼筋骨架施工方法的改進，是在挖孔樁成孔完成并按規(guī)范要求進行孔深、孔徑等檢測符合要求后，操作工直接在樁位豎直空間進行鋼筋骨架的綁扎并下放的安裝方法。該方法有效地解決了挖孔樁在受施工條件限制下樁基的施工，并產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。

1 案例分析

1.1 工程概況

某工程均采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，圓樁直徑1 200～1 600 mm，樁長約 16 m，樁端持力層為微風(fēng)化粉砂巖，巖石天然濕度單軸抗壓強度 fr＝15.0 MPa，樁身混凝土強度等級為 C40。人工挖孔樁的鋼筋骨架下放具有工期緊、場地受限、質(zhì)量要求高等特點。

1.2 施工重難點

1）場地內(nèi)基巖面起伏變化大，且存在斷層及構(gòu)造節(jié)理。

2）樁位多，工期緊。人工挖孔樁總數(shù)為 249 根，計劃工期 60 d。

3）起重設(shè)備的吊裝范圍難以覆蓋樁基位置，采用機械起重吊裝鋼筋骨架難以實現(xiàn)。

2 挖孔樁超重鋼筋骨架人工下放施工技術(shù)

2.1 工藝原理

在樁位豎向空間分段綁扎制作鋼筋骨架，在地面上進行骨架的逐段連接，利用尼龍繩將鋼筋骨架逐步下放安裝，直至符合設(shè)計及規(guī)范要求，然后進行再次清孔，驗收合格后澆筑混凝土。采用兩根尼龍繩，尼龍繩一端（固定端）栓在方框架（該方框架置于樁孔口）一側(cè)的圓鋼管上，另一端（可活動端）由操作工人將其臨時套在方框架另一側(cè)的圓鋼管上，兩根尼龍繩兩端分別交錯布置在方框架的兩側(cè)，鋼筋骨架的底部擱置在尼龍繩的中部繩段之上，操作工通過控制可活動的繩端來調(diào)整尼龍繩的長度，使尼龍繩中部繩段逐步加長而使得鋼筋骨架緩慢下放和安裝。采用該施工技術(shù)，每個挖孔樁鋼筋骨架的綁扎制作及下放安裝工序，僅需兩個操作工人即可完成。

2.2 施工主要優(yōu)點

2.2.1 工藝方面

本施工技術(shù)利用挖孔樁鋼筋骨架人工下放工藝，有效地解決起重設(shè)備的吊裝范圍難以覆蓋樁基位置、起重機械難以到位（如在深基坑中施工挖孔樁）、挖孔樁上空受內(nèi)支撐梁阻礙等情況下挖孔樁鋼筋骨架的施工，使挖孔樁在受施工場地及施工條件限制下能正常施工。

2.2.2 質(zhì)量方面

操作工直接在樁的豎直空間進行綁扎并下放安裝，較好地保證了鋼筋骨架的垂直度，并能避免因起重機械吊裝過程中產(chǎn)生的鋼筋骨架變形，從而確保了施工質(zhì)量。

2.2.3 成本方面

采用人工進行鋼筋骨架綁扎并安裝而無需起重機械進行吊裝的施工方法，可減少起重機械使用，降低施工成本。

2.2.4 占地方面

采用挖孔樁超重鋼筋骨架人工下放施工技術(shù)，可大幅度減少鋼筋骨架的堆放場地，尤其適用于狹小的施工工地，為現(xiàn)場施工的平面布置及施工組織的安排創(chuàng)造了良好的條件。

2.2.5 進度方面

根據(jù)進度計劃，可按批次進行流水施工，各樁位可同時制作安裝鋼筋骨架，并進行混凝土的澆筑，加快了工程施工進度。

3 關(guān)鍵技術(shù)施工及其質(zhì)量控制

3.1 施工工藝

3.1.1 施工工藝流程

挖孔樁基底清孔、驗孔→鋼筋骨架下料→鋼筋骨架綁扎安裝→安裝導(dǎo)管或串筒→再次清孔→澆筑混凝土。

3.1.2 操作要點

1）挖孔樁基底清孔、驗孔。挖孔樁成孔至設(shè)計指定的持力層后，經(jīng)有關(guān)單位共同鑒定，留取巖樣后按設(shè)計要求擴底，清渣及排干積水后及時驗收。

2）鋼筋骨架下料。在施工現(xiàn)場的鋼筋加工區(qū)進行鋼筋下料。按設(shè)計圖紙及實際樁長計算出縱向筋的下料長度進行下料，縱向鋼筋采用機械連接，根據(jù)分段對其端頭進行車絲，同一鋼筋骨架 45 d（按設(shè)計）范圍內(nèi)，接駁口不超過 50 %。加強箍筋通過鋼筋模具下料，同時焊接成型。螺旋箍筋按照設(shè)計圖紙及計算出來的長度下料（可分段下料）。

3）鋼筋骨架綁扎安裝。

①在樁孔口預(yù)放置一段螺旋箍筋，其長度可供纏繞 2 m 高的主筋（見圖 1）。

②在樁孔口護壁上增加兩根Φ25 橫向鋼筋以承載鋼筋骨架的重量，此兩根鋼筋置于螺旋箍筋之上且長度不小于樁徑（見圖 2）。

圖1 首段螺旋箍筋設(shè)置

圖2 井口橫向鋼筋設(shè)置

③在橫向鋼筋上平放制作好的加強箍筋，并在加強箍筋上定出主筋位置。對加強箍筋進行等分，等分?jǐn)?shù)與鋼筋骨架主筋數(shù)量相同，做好標(biāo)記（見圖 3、圖 4）。

圖3 第一道加強箍筋設(shè)置

圖4 加強箍筋標(biāo)記等分

④兩主筋對稱焊接在第一道加強箍筋外側(cè)（見圖 5）。

⑤按照上面步驟根據(jù)加強箍筋上的標(biāo)注位置將主筋與加強箍筋焊接。

⑥沿主筋向上按設(shè)計要求的距離（一般為 2 m）處用以上方法將樁的縱向主筋逐根與上一道加強箍筋點焊接牢固（見圖 6）。

圖5 縱向主筋與第一道加強箍筋焊接

圖6 縱向主筋與第二道加強箍筋焊接

⑦在挖孔樁的井口設(shè)置方框架，兩根尼龍繩兩端分別交錯布置在方框架兩側(cè)，鋼筋骨架的底部擱置在尼龍繩的中部繩段之上。

⑧然后根據(jù)設(shè)計要求用螺紋箍筋作盤旋狀纏繞在主筋外側(cè)，并焊接固定（見圖 7）。

⑨將尼龍繩可活動端臨時固定，抽掉放置于井口的用于支撐鋼筋骨架的橫向鋼筋。

⑩操作工通過控制可活動繩端來調(diào)整尼龍繩長度，使尼龍繩中部繩段逐步加長而使得鋼筋骨架緩慢下放和安裝（見圖 8）。

圖7 在主筋外側(cè)纏繞螺旋箍筋并焊接

圖8 人工將第一節(jié)鋼筋骨架下放安裝

11然后緊固尼龍繩的可活動端，臨時固定鋼筋骨架，按照上述步驟制作安裝下一節(jié)鋼筋骨架（見圖 9），主筋采用機械連接。

12鋼筋骨架制作安裝過程中，經(jīng)自檢符合設(shè)計要求后，請甲方監(jiān)理辦理驗收，如此進行施工，直至達(dá)到設(shè)計要求深度為止（見圖 10）。

圖9 下一節(jié)鋼筋骨架人工制作安裝

圖10 鋼筋骨架下放安裝完畢

4）安裝導(dǎo)管或串筒。

①有水導(dǎo)管灌注法。若孔底滲水量豐富，水位上漲達(dá)到 6 mm/min 用水泵難以抽干時，則采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土。

先向樁孔中補水，至少補水至孔外穩(wěn)定水位同樣的高度。

導(dǎo)管采用內(nèi)徑 300 mm 的快速卡口導(dǎo)管，單節(jié)長 2～4 m，最下節(jié)長 4 m。導(dǎo)管在使用前組裝編號，并進行水密、承壓、接頭抗拉試驗。

②無水干灌法。當(dāng)孔內(nèi)如果有少量水并且可以抽干時，可采用串筒干灌法澆筑混凝土。串筒每節(jié)長度為 1.25 m，懸掛節(jié)數(shù)視樁孔深而定，最后一節(jié)串筒底口離孔底不得＞ 2 m。

5）再次清孔。澆筑混凝土前，應(yīng)探測孔底泥漿及泥漿比重檢測，大于規(guī)定應(yīng)再次清孔。

6）澆筑混凝土。水下混凝土灌注時，先要再次確認(rèn)樁底沉渣厚度符合設(shè)計要求。導(dǎo)管底部距孔底宜為 400 mm，計算好封底混凝土的數(shù)量，以確保導(dǎo)管埋入深度≥ 1 m，首批混凝土灌入孔底后，立即探測孔內(nèi)混凝土面高度，如符合要求，即可正常灌注。

3.2 質(zhì)量控制要點

1）樁封底前，應(yīng)清除樁孔內(nèi)余土，排除積水，并預(yù)留清掃凹坑。

2）鋼筋進場前，必須進行檢驗，檢驗合格并報監(jiān)理單位審批后，方可大批量進場。

3）鋼筋的級別、直徑必須符合設(shè)計要求，有出廠證明書及復(fù)試報告，表面無老銹和油污。

4）鋼筋骨架垂直下放到位后，檢查鋼筋骨架中心與樁孔中心是否重合，鋼筋骨架與井壁間墊混凝土墊塊，以確保保護層的厚度均等。

4 應(yīng)用效果

該施工技術(shù)在多個工程均有推廣應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。例如在某住宅工程，各樁位可同時制作安裝鋼筋骨架，加快工程施工進度 15 d，減少了起重機械使用，降低了施工成本 2.8 萬元。

5 結(jié)語

挖孔樁超重鋼筋骨架人工下放施工技術(shù)，有效地解決起重設(shè)備的吊裝范圍難以覆蓋樁基位置、起重機械難以到位（如在深基坑中的人工挖孔樁施工）、挖孔樁上空受內(nèi)支撐梁阻礙等情況下挖孔樁鋼筋骨架的施工。操作工直接在樁的豎直空間進行綁扎并下發(fā)安裝，較好地保證了鋼筋骨架的垂直度，并能避免因起重機械吊裝過程中產(chǎn)生的鋼筋骨架變形，從而確保了施工質(zhì)量。同時可減少起重機械使用，降低施工成本，加快工程施工進度，經(jīng)濟效益明顯，在采用機械起重吊裝鋼筋骨架存在困難的情況下值得推廣應(yīng)用。