鉆孔灌注樁鋼筋籠快速定位裝置的應(yīng)用

李志強(qiáng) 張海仙 廖萬(wàn)林 王 磊 黃京新

中鐵建工集團(tuán)廣東有限公司 廣東 廣州 511400

鋼筋籠安裝是鉆孔灌注樁施工工藝的一個(gè)重要步驟，若樁基鋼筋籠安裝中心點(diǎn)偏位過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致樁基產(chǎn)生偏心受壓而降低樁基承受荷載的能力，存在著極大的質(zhì)量隱患[1-5]。若鋼筋籠標(biāo)高控制不準(zhǔn)，為確保鋼筋籠錨固長(zhǎng)度滿足要求，后期需采取切割、接長(zhǎng)等措施，會(huì)對(duì)工程的進(jìn)度和成本產(chǎn)生影響。樁基施工中需要格外重視鋼筋籠安裝定位這一步驟[6-11]。

當(dāng)樁基空樁部分長(zhǎng)度≥2 m或位于泥漿面以下時(shí)，鋼筋籠平面定位的傳統(tǒng)做法是在鋼筋籠加強(qiáng)箍四周對(duì)稱設(shè)置耳環(huán)或墊塊，并在原設(shè)計(jì)鋼筋籠長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上，接長(zhǎng)鋼筋籠至鋼護(hù)筒頂標(biāo)高進(jìn)行平面定位。然而此種方法存在著明顯的弊端：鋼筋用量大，不可重復(fù)利用，不利于項(xiàng)目的成本控制。

針對(duì)傳統(tǒng)鉆孔灌注樁空樁鋼筋籠的上述缺陷，設(shè)計(jì)了一種可重復(fù)利用的鉆孔灌注樁鋼筋籠快速定位裝置，滿足了施工要求。

1 裝置設(shè)計(jì)

鋼筋籠定位裝置由移動(dòng)式刻度桿、鋼筋籠定位圈、伸縮桿等構(gòu)件組成，如圖1所示。移動(dòng)式刻度桿起標(biāo)高控制作用，如圖2所示。其上部由數(shù)根1 m的刻度桿通過(guò)螺紋連接而成，可依據(jù)空樁長(zhǎng)度加長(zhǎng)或拆卸；其下端通過(guò)螺紋連接1 m的套筒，套筒內(nèi)徑比主筋直徑略大，可自由套入鋼筋籠上部錨固區(qū)，通過(guò)觀察移動(dòng)式刻度桿上的數(shù)值來(lái)準(zhǔn)確進(jìn)行鋼筋籠標(biāo)高控制。

圖1 鋼筋籠定位裝置

圖2 移動(dòng)式刻度桿

鋼筋籠定位圈可起到平面定位功能，如圖3所示。制作1個(gè)與鋼筋籠加強(qiáng)箍相同直徑的圓形鋼圈；鋼圈上對(duì)稱留有4個(gè)缺口，以便吊索進(jìn)入；通過(guò)十字內(nèi)分法，在鋼圈上焊接十字連接桿，其交叉點(diǎn)即為鋼圈圓心；在十字連接桿的交叉處垂直焊接1根可伸縮的定位桿，通過(guò)十字卡夾，將鋼筋籠定位圈固定在4根移動(dòng)式刻度桿上，如圖4所示。移動(dòng)鋼筋籠使定位桿與中心點(diǎn)設(shè)計(jì)坐標(biāo)位置重合，即可完成鋼筋籠平面定位。

圖3 鋼筋籠定位圈

圖4 十字卡夾

2 裝置特點(diǎn)

1）制作簡(jiǎn)單：該裝置用材普通、制作過(guò)程無(wú)特殊工藝，簡(jiǎn)單方便。

2）節(jié)約時(shí)間：鋼筋籠定位過(guò)程方便快捷，可加快定位速度，節(jié)約安裝時(shí)間。

3）操作簡(jiǎn)便：鋼筋籠平面定位過(guò)程中，只需要移動(dòng)鋼筋籠使定位桿與中心點(diǎn)設(shè)計(jì)坐標(biāo)位置重合，即可達(dá)到鋼筋籠平面定位的目的，避免了計(jì)算及多次使用卷尺復(fù)核的程序，提高了施工效率。

4）提高質(zhì)量：可直觀地確定鋼筋籠中心點(diǎn)的位置，使鋼筋籠平面定位更加精準(zhǔn)。同時(shí)可通過(guò)移動(dòng)式刻度桿上的數(shù)值精準(zhǔn)控制鋼筋籠安裝標(biāo)高，有效提升鋼筋籠安裝質(zhì)量。

5）成本低廉：較傳統(tǒng)方法節(jié)省大量鋼筋，節(jié)約成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

6）環(huán)保節(jié)約：該裝置可重復(fù)使用，不易損壞，不產(chǎn)生污染，具有良好的社會(huì)效益。

3 裝置應(yīng)用

3.1 施工準(zhǔn)備

1）樁基成孔施工前，場(chǎng)地應(yīng)平整，并需保證地基有足夠的承載能力，以確保鉆機(jī)在鉆進(jìn)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生傾斜、位移和沉陷。

2）依據(jù)圖紙，確定樁位坐標(biāo)。采用全站儀進(jìn)行樁位精確放樣，在樁中心位置做好標(biāo)記，用十字交叉法沿樁位四周測(cè)放4個(gè)樁位控制點(diǎn)，樁位控制點(diǎn)與樁中心點(diǎn)的距離根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，以埋設(shè)護(hù)筒時(shí)不受影響為原則，樁位控制點(diǎn)應(yīng)妥善保護(hù)。

3.2 鉆進(jìn)成孔

1）鉆機(jī)就位后，利用鉆機(jī)的自動(dòng)調(diào)整控制系統(tǒng)，對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行調(diào)平，對(duì)鉆桿的垂直度進(jìn)行調(diào)整，以確保成樁孔的垂直度。

2）埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，護(hù)筒中心軸線應(yīng)對(duì)正測(cè)量標(biāo)定的樁位中心，護(hù)筒需垂直水平面埋設(shè)；夯實(shí)、整平護(hù)筒周圍的回填土，確保護(hù)筒埋設(shè)牢固。

3）成孔過(guò)程中，需確保鉆頭直徑與孔徑相符，并控制鉆孔垂直度。

3.3 鋼筋籠制作

根據(jù)設(shè)計(jì)要求制作鋼筋籠，沿鋼筋籠縱向每隔2 m設(shè)1組墊塊，每組4個(gè)均勻設(shè)于樁基鋼筋四周，呈梅花形交叉布設(shè)。

3.4 鋼筋籠定位裝置制作

1）制作移動(dòng)式刻度桿：移動(dòng)式刻度桿由數(shù)根1 m的刻度桿螺紋連接而成，其下端通過(guò)螺紋連接1 m的套筒，套筒內(nèi)徑比主筋直徑略大。

2）制作鋼筋籠定位圈：制作1個(gè)與鋼筋籠加強(qiáng)箍相同直徑的圓形鋼圈；鋼圈上對(duì)稱留有4個(gè)缺口，以方便吊索進(jìn)入；通過(guò)十字內(nèi)分法，在鋼圈上焊接十字連接桿，其交叉點(diǎn)即為鋼圈圓心；在十字連接桿的交叉處垂直焊接1根可伸縮的定位桿。

3.5 鋼筋籠安放

1）鋼筋籠加工成形后，運(yùn)輸?shù)綐段皇┕がF(xiàn)場(chǎng)，用吊車下放。

2）鋼筋籠搬運(yùn)和吊裝過(guò)程中，要防止變形；安放前要再次檢查孔內(nèi)的情況，確定孔內(nèi)無(wú)塌方或沉渣。

3）安放過(guò)程中要扶穩(wěn)、緩慢、順直，避免碰撞孔壁；嚴(yán)禁墩籠、扭籠。

3.6 鋼筋籠定位裝置安裝

1）當(dāng)最后一節(jié)鋼筋籠頂部的加強(qiáng)箍筋和鋼護(hù)筒頂相齊平時(shí)，停止下放鋼筋籠，在鋼筋籠錨固區(qū)對(duì)稱插入4根移動(dòng)式刻度桿，將吊筋一端固定在鋼筋籠上。

2）繼續(xù)下放鋼筋籠，直至移動(dòng)式刻度桿上的數(shù)值為空樁長(zhǎng)度，停止下放。完成鋼筋籠標(biāo)高定位。

3）利用十字卡夾將鋼筋籠定位圈水平固定在移動(dòng)式刻度桿上。

4）利用十字交叉線法從樁位控制點(diǎn)引線恢復(fù)樁位中心。

5）移動(dòng)鋼筋籠使定位桿與樁位中心坐標(biāo)重合，完成鋼筋籠平面定位。

6）在井口設(shè)置方木，方木需水平承放并有足夠的剛度，將吊筋的另一端固定于方木上，完成鋼筋籠固定。

3.7 鋼筋籠定位裝置拆卸

1）旋轉(zhuǎn)十字卡夾螺母，拆卸鋼筋籠定位圈，拔出移動(dòng)式刻度桿。

2）移至下一井口進(jìn)行鋼筋籠安裝。

4 效益分析

應(yīng)用鋼筋籠定位裝置主要體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)效益上，表現(xiàn)在時(shí)間和成本兩方面。

1）時(shí)間節(jié)約：傳統(tǒng)的加長(zhǎng)鋼筋籠法定位，鋼筋籠制作及后期錨固筋的切割、接長(zhǎng)，均需耗費(fèi)一定的時(shí)間，這對(duì)項(xiàng)目工期產(chǎn)生一定影響。而采用本裝置無(wú)相關(guān)內(nèi)容，可有效節(jié)約時(shí)間，加快施工進(jìn)度。

2）成本節(jié)約：假設(shè)某項(xiàng)目100根樁，樁徑1 m，保護(hù)層50 mm，鋼筋籠主筋配筋為12φ14 mm，樁基平均空樁深度為3 m。通過(guò)計(jì)算可知，采用本裝置可節(jié)約費(fèi)用21 400元。

5 結(jié)語(yǔ)

采用本裝置進(jìn)行鋼筋籠定位，鋼筋籠定位質(zhì)量高，進(jìn)行鋼筋籠安裝時(shí)，有效地節(jié)約了成本，鋼筋籠定位偏差均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并精準(zhǔn)控制鋼筋籠安裝標(biāo)高，提高了鋼筋籠定位質(zhì)量，取得良好的效果，間接地保證了工程工期，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本裝置在空樁部分≥2 m或鋼筋籠位于泥漿面以下的灌注樁工程中具有很好的推廣性。