大直徑?jīng)_孔灌注樁樁位及鋼筋籠偏位過程控制

劉 斌(中國十九冶集團有限公司勘察設(shè)計分公司，四川成都 611730)

大直徑?jīng)_孔灌注樁樁位及鋼筋籠偏位過程控制

劉 斌
(中國十九冶集團有限公司勘察設(shè)計分公司，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)常疏于對關(guān)鍵點加強控制措施，樁位偏位、成孔垂直度、鋼筋籠偏位等質(zhì)量通病頻發(fā)，嚴重甚至導(dǎo)致質(zhì)量事故。文章通過對大直徑?jīng)_孔灌注樁樁位及鋼筋籠偏位的過程控制研究，提出“三控制”措施(粗控制、細控制、精控制)，通過此措施樁位和鋼筋籠偏位問題達到有效控制。

沖孔；灌注樁；偏位；控制措施

國內(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、鉆孔機械加泥漿護壁非常普遍。由于橋梁樁柱鋼筋需對接，對樁位偏位和鋼筋籠偏位控制精度要求較高(一般設(shè)計要求樁位偏位≤5 cm)。從理論、規(guī)范控制來看對樁位偏位控制看似簡單，無非是幾個簡單工序的控制要點，但在實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。從已有實施的工程案例，幾乎每個工程都存在樁位和鋼筋籠偏位問題，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大，輕則要更改設(shè)計，增大承臺；重則要將樁報廢，重新成樁。控制樁位和鋼筋籠偏位在整個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)計要求內(nèi)。

1 項目工程概況

該項目位于大邑縣。設(shè)計為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土小箱梁橋，橋臺采用肋板臺，橋墩采用柱式墩。該項目地層參數(shù)見表1。該橋設(shè)計樁基為沖擊成孔灌注樁樁徑1.8 m，樁長36 m。開孔前埋設(shè)鋼護筒，護筒長度3 m；為確保成孔垂直度，成孔后下鋼筋探籠。圖紙設(shè)計樁基鋼筋籠直徑為1.63 m，混凝土保護層厚度為75 mm。通過成樁后實測混凝土澆筑用量，充盈系數(shù)為1.23，實際成孔直徑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)測量誤差。由于測量人員的技術(shù)水平，在樁位側(cè)放過程中出現(xiàn)存在誤差，導(dǎo)致樁位偏位。

(2)技術(shù)誤差。在鋼筋籠制安過程中設(shè)計單位一般安裝定位鋼筋來控制鋼筋籠保護層厚度，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，機械自動化程度不高，機械就位存在偏差，擴孔大，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，且長度較長，在吊裝中易變形，導(dǎo)致鋼筋籠變形，籠頂偏位[1]。

3 過程控制及研究

本文結(jié)合具體項目提出并實施三控制措施，即粗控制、細控制、精控制。通過三控制措施確保樁位對中，通過流程控制確保樁位和鋼筋籠偏位，確保工程質(zhì)量。粗控制和細控制主要控制樁位偏位不能過大，精控制主要控制鋼筋籠居中。

3.1 護筒埋設(shè)測量控制措施(即粗控制)，要求護筒偏位小于5 cm

樁成孔護筒采用8 mm厚鋼板制作，護筒長度3 m。護筒埋設(shè)應(yīng)準確、穩(wěn)定，護筒中心與樁位中心的偏差不得大于50 mm；沖擊樁孔口護筒其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑100 mm[2]。在實際施工過程中，由于大直徑樁護筒重量接近1 t，在埋設(shè)過程中達到規(guī)范要求的準備程度相當(dāng)困難。項目采用十字繞樁法，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)護筒采用機械埋設(shè)，人工配合,埋設(shè)護筒后測量護筒中心與樁位中心誤差偏位情況。

圖2 護筒與樁位位置關(guān)系示意

3.2 沖孔機械就位居中控制措施(即細控制)，要求錘頭偏位小于2 cm

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

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

3.4 數(shù)據(jù)對比及分析探討

通過以上控制措施，每個過程采用儀器測量樁位數(shù)據(jù)見表2。

表2 測量數(shù)據(jù)分析

通過對表2數(shù)據(jù)分析：

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

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

(3)通過分析測量數(shù)據(jù)，隨機性很大。沒有基本規(guī)律，但都在設(shè)計要求范圍之內(nèi)。隨機性大的原因：地層、鉆頭、機械人員操作水平等。

4 結(jié)束語

目前我國橋梁施工中大直徑?jīng)_孔灌注樁應(yīng)用普遍，但由 于對質(zhì)量控制不夠精細嚴格，控制措施及控制步驟不清晰，質(zhì)量意識淡薄，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)。本文通過對沖孔灌注樁樁位偏位的控制過程的對策，提出樁位三控制思路，即粗控制(控制護筒位置)，細控制(控制沖擊機械錘頭位置)，精控制(控制鋼筋籠位置)，在項目實施過程中很好得到應(yīng)用，使得所有樁位全部合格。對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，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踐工作。

TU753.3

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[定稿日期]2016-06-30