樁基頂預埋墩柱鋼筋骨架在圓樁接方柱精準控制中的應用實踐

何冰山，朱先均，邱井東

（中國五冶集團有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

在橋梁施工控制上，細節處理直接關系到結構的整體性，對橋梁施工質量起到至關重要的作用。單樁接柱結構本身整體性較群樁弱，在樁接柱連接點的控制上無疑是整個下部結構的施工控制重點和難點［1］。

1 項目概況

德陽市高新區蔣家河橋起點樁號 K1+103.500，終點樁號 K1+220.500，全橋長 117.0 m。上部結構采用 35+40+35（m）等截面預應力混凝土連續梁橋，下部結構采用圓樁接方柱橋墩。橋梁位于強透水砂卵石地層，樁基設計均為摩擦樁，樁基長度 25 m，直徑 2.2 m；墩柱截面為正方形，邊長 1.6 m，高 4～5 m（不含與樁基重復2 m）。

2 施工工藝

2.1 方案選擇

墩柱鋼筋截面尺寸為方形，樁基鋼筋籠截面尺寸為圓形，鋼筋骨架設置 2 m 埋入樁基中。若采取單獨先施工樁基，再通過焊接連接施工墩柱，能保障墩柱鋼筋定位準確性，但樁基長度無法滿足成樁檢測，且會影響樁基承載能力。

為了不影響成樁試驗檢測，便于施工和易性，本項目選擇提前制作 2.5 m 長墩柱鋼筋預埋骨架。樁基鋼筋籠下放一定深度后在頂端通過焊接連接預埋鋼筋骨架，再下放并調整角度固定后澆筑樁基混凝土。

2.2 工藝流程

圓樁接方柱工藝流程為：施工準備→測量放樣→吊裝及鉆孔平臺施工→樁位復測→旋挖成孔→清孔→下放鋼筋籠（鋼筋骨架焊接）→定位復測角度調整→下放導管→澆筑水下混凝土→樁頂浮漿抽排→超灌混凝土→養護→破除樁頭→檢樁（見圖 1）。

圖1 圓樁接方柱施工工藝流程圖

2.3 施工方法

2.3.1 施工準備

1）開工前施工管理人員應詳細閱讀研究施工現場地勘報告資料、水文地質資料和施工設計圖紙，了解相關技術參數。

2）根據實際場地情況，整平場地，搭設吊裝及鉆孔作業平臺。

3）隨時監測河道水位變化，根據水位變化調整施工方法，加長護筒長度或對樁基周圍采用黏土圍堰阻止河水及地下水位灌入孔內造成塌孔。

4）主要施工機械及其配套設備的技術性能資料，所需材料的檢驗和配合比試驗已做好準備。

5）測量人員對鉆孔樁位進行詳細測量，標出其中心位置，并在樁基外 1 m 位置設置十字護樁，便于鉆孔實時檢查樁孔中心位置。

6）鉆機司機等操作人員已進行了安全教育及安全技術交底。

2.3.2 鉆孔

1）泥漿準備。泥漿的配合比和配置方法宜通過現場試驗確定，其性能應與鉆孔方法和地層情況相適應。鉆孔過程中應隨時檢驗泥漿比重和含砂率，并填寫泥漿試驗記錄表。注意地質變化，根據地質情況的變化隨時調整泥漿的性能指標，保證泥漿的各項指標符合規范要求。

2）鉆孔作業。鉆進施工時，由專人負責及時填寫《鉆孔記錄表》，交接班時應有交接記錄；根據鉆進速度的變化和土層取樣認真做好地質情況記錄，繪制鉆孔樁地質剖面圖；鉆孔樁地質剖面圖與設計地勘報告不符時及時報請監理現場確認。

3）護筒埋設。鋼護筒采用 20 mm 鋼板一次性卷成焊接，護筒長度 3 m，中部加焊厚 10 mm、高 20 cm 加強圈，以提高護筒的整體剛度，保證在使用中不變形；護筒鋼板接頭焊接密實、飽滿，不得漏漿。護筒頂面宜高出施工水位或地下水位 2 m，并高出鉆孔平臺 30 cm；在下沉鋼護筒的施工過程中，振動錘必須平穩，盡可能避免因偏心造成護筒產生偏斜。同時采用水平尺嚴格控制好各節護筒連接的垂直度，不得超過施工規范要求的 1/200，力求鋼護筒垂直入土。

4）檢孔與清孔。當鉆孔深度達到設計要求時，對孔深、孔徑、孔位和孔形等進行檢查，確認滿足設計要求后，方可進行孔底清理和澆筑混凝土的準備工作。清孔可采用抽渣法，嚴禁采用加深鉆孔深度的方法代替清孔。抽渣時，應及時向孔內注入新鮮泥漿保持孔內水位以防止塌孔。

2.3.3 鋼筋籠及墩柱鋼筋骨架制作

鋼筋籠主筋采用滾軋直螺紋連接；主筋接頭相互間隔錯開，控制接頭長度區段≥35d（d為主筋直徑）且≥1 m，每個斷面接頭數量≤50 %；鋼筋骨架的保護層厚度可用焊接鋼筋或同強度等級混凝土旋轉墊塊，設置密度按豎向每隔 2 m 設一道，每一道沿圓周布置 4～6 個。

聲測管采用鋼管綁扎于加強箍筋上，成正方形布置；上下端均用鋼板焊牢密封，避免漏水（漿）。聲測管上端伸出樁基頂面 100 cm 以上，下至樁底，每節長8～12 m，節間用套管焊接。

墩柱鋼筋骨架截面尺寸與墩柱鋼筋截面尺寸保持一致，長度為 2.5 m，主筋鋼筋提前加工螺紋絲頭并采用膠帶纏繞防護。

由于墩柱鋼筋需要提前預埋至樁基內，采用常規破樁頭方式難以實現，對此需采用 PVC 套管+防水膠布封堵固定對所有主筋（墩柱主筋和樁基主筋）進行隔離，使樁頭混凝土和主筋不發生握裹，PVC 管內徑比鋼筋外徑至少大 2 mm；PVC 套管下端直接埋在上定位板位置。

2.3.4 連接段箍筋安裝

鋼筋籠主筋連接完畢后，用圓鋼制作成環狀焊接在鋼筋連接區段籠外側，恢復該段外側的箍筋，箍筋恢復完畢后繼續下放鋼筋籠。鋼筋籠完全下放到位后用事先制作好的吊鉤拉筋將完整鋼筋籠懸掛固定在護筒上。

2.3.5 墩柱鋼筋骨架預埋安裝

鋼筋籠下放至樁底 1 m 位置時，固定鋼筋籠，吊裝墩柱鋼筋骨架至設計位置；為確保墩柱鋼筋籠定位準確，吊裝不變形，采用兩塊定位板進行固定，如圖 2 所示；墩柱預埋鋼筋骨架吊裝到位后，固定板焊接在樁基鋼筋籠上，兩塊定位板上下間距 1.5 m 固定。墩柱鋼筋預埋頭采用套筒連接，相鄰兩鋼筋錯位≥35d（d為主筋直徑）且≥1 m，1 根冒出樁頂 50 cm，另 1 根冒出樁頂 150 cm 且≥35d，相互錯開。

圖2 墩柱鋼筋骨架定位板加工安裝圖（單位：mm）

2.3.6 樁頂浮漿抽排

混凝土灌注至樁基設計頂標高時，對樁基頂 1 m 范圍內的混凝土浮漿進行抽排，以保證樁接柱范圍（樁基頂部）內混凝土的強度和密實度［2］。

2.3.7 樁頂混凝土超灌

混凝土浮漿抽排后，重新灌注混凝土，灌注過程中用振動棒對這部分混凝土進行充分振搗，并超灌混凝土至樁基頂標高 50 cm 以上。

2.3.8 破樁頭及成樁檢測

破除樁頭時在定位板（樁頂設計高程）位置畫出環形切割線，在環切線標記處用小型切割機進行環切，在環切線位置采用氣動鑿巖機垂直樁身方向鉆孔打眼（縱橫向各打一對孔，共 4 個），鉆孔深度只需達到樁徑的1/5 即可，使用鐵錘來回反復敲擊鋼釬所在的斷樁孔處，使樁頭混凝土環形斷樁孔處斷開，樁頭與樁身完全分離后利用起吊設備吊出上部樁頭。樁頭破除后，即可通知試驗室對樁基進行完整性檢測。

圓樁接方柱的主要控制點位焊接工藝控制和角度定位精準控制兩個方面。焊接前先通過試焊確定焊接參數，鋼筋籠吊裝焊接時采取臨時橫向鋼筋定位，避免焊接施工時不平穩造成焊接質量差。下放定位采用四角點法復核，通過反復調整，確定中心點和四邊位置與邊緣放樣線等距。

3 與傳統方式對比

3.1 傳統樁接柱方式

傳統方式即先施工樁基，樁基檢測合格后通過放坡開挖（h≥2 m），截斷樁基頂部 2 m 范圍混凝土，焊接連接墩柱鋼筋，支設模板再澆筑混凝土。

3.2 兩種方式優缺點對比

具體優缺點分析如表 1 所示。

表1 樁接柱傳統方式和預埋墩柱鋼筋骨架方式對比

采用兩種方式各有優缺點，根據本項目特點，通過表 1 可以看出，采用預埋墩柱鋼筋骨架方式對施工綜合影響較小，利于施工安全，便于節約工期和降低工程成本。

4 結語

本文在樁接柱施工選擇上，通過選擇預埋墩柱鋼筋骨架和傳統施工方法的對比，使用預埋墩柱鋼筋骨架方法便利了施工流程，減少了工作內容，規避了基坑開挖支護的安全風險，節約了工期，降低了施工成本。說明了該方法的可行性和可推廣性，對同類型橋梁樁接柱施工起到一定的指導意義。Q