大直徑沖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計分公司，四川成都 611730)

大直徑沖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用非常普遍。但經常疏于對關鍵點加強控制措施，樁位偏位、成孔垂直度、鋼筋籠偏位等質量通病頻發，嚴重甚至導致質量事故。文章通過對大直徑沖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(一般設計要求樁位偏位≤5 cm)。從理論、規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，因而成了施工當中經常出現的質量通病。樁位和鋼筋籠偏位過大，輕則要更改設計，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計要求內。

1 項目工程概況

該項目位于大邑縣。設計為預應力鋼筋混凝土小箱梁橋，橋臺采用肋板臺，橋墩采用柱式墩。該項目地層參數見表1。該橋設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，充盈系數為1.23，實際成孔直徑1.97 m(圖1)。理想狀態鋼筋籠距離孔壁為95 mm，若成孔發生偏移，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系

表1 巖土的工程力學特性

2 偏位原因分析

(1)測量誤差。由于測量人員的技術水平，在樁位側放過程中出現存在誤差，導致樁位偏位。

(2)技術誤差。在鋼筋籠制安過程中設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，導致鋼筋籠偏位。

(3)成孔工藝。操作人員技術水平有限，加之地層復雜，機械自動化程度不高，機械就位存在偏差，擴孔大，從而導致鋼筋籠不能居中。

(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，導致鋼筋籠變形，籠頂偏位[1]。

3 過程控制及研究

本文結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。護筒埋設應準確、穩定，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徑應大于鉆頭直徑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，在埋設過程中達到規范要求的準備程度相當困難。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)，埋設護筒采用機械埋設，人工配合,埋設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、穩固，反復驗證確保樁位與錘頭中心。同時調整機械支腿的位置，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計樁徑，極易使得鋼筋籠偏位，達不到設計要求。故在現場實際施工時，現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，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，始終滿足設計要求。

3.4 數據對比及分析探討

通過以上控制措施，每個過程采用儀器測量樁位數據見表2。

表2 測量數據分析

通過對表2數據分析：

(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。沖孔樁擴孔系數大，粗、細控制即使略超規范限制，但由于成孔擴孔大，成孔直徑大，嚴控精控制，仍能保證成樁質量。

(2)樁位偏位控制只要加強人員培訓，包括測量人員和技術操作工作的技能培訓，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)通過分析測量數據，隨機性很大。沒有基本規律，但都在設計要求范圍之內。隨機性大的原因：地層、鉆頭、機械人員操作水平等。

4 結束語

目前我國橋梁施工中大直徑沖孔灌注樁應用普遍，但由 于對質量控制不夠精細嚴格，控制措施及控制步驟不清晰，質量意識淡薄，質量事故頻發，由于樁位偏位導致的質量事故不在少數。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].鐵道工程學報，2009(5).

[2] JGJ 94-2008 建筑樁基技術規范[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