钻孔桩施工中钢筋笼控制的几个问题

摘要:文章针对钻孔桩施工过程中钢筋笼常出现的问题分析其成因,并提出了相应的解决和预防措施。经分析得出,做好钢筋笼的控制工作,对于控制钢筋笼偏位、上浮及质量问题至关重要也是控制灌注桩质量的关键。

关键词:钻孔桩;钢筋笼;偏位问题;上浮问题;工程质量管理

中图分类号:U443文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)07-0122-03

钻孔桩施工是现在高速公路、铁路、客运专线、高速铁路桥梁基础施工中经常遇到的一个关键工序施工,往往在施工过程中只注意钢筋笼本身制作质量问题,成孔后在下放钢筋笼过程中不注意钢筋笼定位、防上浮及后续桩头钢筋的保护问题,最后造成桩头破除后出现钢筋笼偏位、上浮、桩头钢筋弯曲等情况,远远超出允许范围,给桩身质量造成一定影响,本文对于钻孔桩其它施工问题不谈,重在分析由于钢筋笼定位等问题影响到的钻孔桩质量问题,同时提出一些处理措施与预防方案,指导钻孔桩施工。

一、钢筋笼平面位置的偏位

根据目前所有钻孔桩设计图纸情况,钻孔桩在设计图纸中往往采用定位钢筋(在制作好的钢筋笼外侧设置耳筋)来控制钢筋笼的保护层问题,一般采用直径12mm螺纹钢筋,不论采用哪种成孔工艺,成孔后护壁周边比较松软,采用耳筋接触面积比较小,定位过程或者灌注过程中稍微人为或机械挪动都可能会导致钢筋笼靠一边偏位挪移,导致钢筋笼偏位或者保护层缺失,后期的桩基检测无法检测出桩基砼钢筋笼的保护层问题,在施工承台时桩头钢筋笼出现超标的偏位,对桩身质量造成一定影响,影响桩身使用寿命。

(一)处理措施

根据目前客运专线、高速铁路钻孔桩施工情况,建议使用圆形滚轴砼垫块保护层,垫块可以采用与桩身标号相同的砼进行预制,然后竖向顺钢筋笼方向安装到钢筋笼外侧,对于目前客运专线、高速铁路采用群桩,桩基直径一般都是在1~1.25m间,对于1~1.25m之间钻孔桩钢筋笼,可以采用环向安装4个垫块,纵向间距2~3m,根据钻孔地质情况确认;对于直径大于1.25m的孔桩钢筋笼可以适当增加数量。垫块采用直径10mm钢筋穿心焊接到到主筋上,垫块中心预留孔尺寸可以适当比穿筋大2~3mm,这样在安装钢筋笼过程中遇到碰撞接触可以灵活滚动;垫块直径可以根据孔桩钢筋笼保护层及成孔工艺确定,孔桩钢筋笼一般设计净保护层为7cm,对于京沪高速铁路山东德州地区施工的德禹特大桥,设计上基本全部为摩插桩,施工过程中采用旋挖钻成孔工艺,设计钢筋笼净保护层为7cm,可以采用半径7cm圆形垫块,厚度6cm,当然这要根据成孔工艺情况及地质情况确定。

1.垫块的预制。垫块可以采用集中预制,钢筋笼运往现场前提前安装的方法,预制块采用与桩身同标号的砼进行预制,预制过程中注意中心预留孔的居中,尺寸要符合要求(孔的尺寸要根据所采用的穿筋确定),孔位居中,这在模具制作时在模具上考虑;孔的尺寸应稍比安装钢筋大2~3mm,保证安装上去后有滚动余地;

模具采用70×70角钢及14无缝钢管加工而成,模具加工比较简单,施工拆模都比较方便,模板加工如下图所示:

2.垫块的安装。安装采用10mm钢筋穿心焊接在相邻主筋上,为保证焊接质量,采用两边预留5cm弯钩进行焊接 确保焊接强度。

安装好钢筋笼运输过程中注意对垫块保护,采用板车运输,运往现场后采用吊车吊装入孔,坚决杜绝运输过程中进行滚扔情况。

(二)经济分析

按照20米钢筋笼考虑,每个笼子垫块按照2米间距,每个断面按照4个安装,所以每个钢筋笼上共计24个垫块,每个预制垫块工费按照0.1元,采用砼按照300元/方,则一个笼子垫块费用为:0.33元,一个20米钢筋笼垫块费用为7.94元;模具采用壁厚2mm内径14mm无缝钢管,L70角钢(厚度5mm),一套模具(预制15块),型材加工单价按照6000元/吨考虑,费用为:(2.4×2×5.82+15×0.06×0.789)/1000×6000=171.9元。

考虑到设计钢筋笼也需要增加耳筋,所以从上面分析可以看出,每个钢筋笼砼垫块增加费用为7.94元,模板属于一次性投入,每套只需增加171.9元,费用也比较低,因此在低投入情况下可以保证工程质量,因此比较适合推广应用。

(三)采用滚轴圆形垫块优点

1.施工比较简单,预制块可以其前预制安装,不影响工序之间衔接。

2.圆形活动性大,可以抵触现场一些人为扰动,接触面积大能确保钢筋笼准确定位。

3.费用比较小,工艺简单可以控制好钢筋笼定位质量。

二、钢筋笼标高控制(钢筋笼上浮)

钻孔桩钢筋笼上浮情况在钻孔桩施工过程中经常遇见问题,有的施工过程中控制预防不到位,钢筋笼上浮达到1m以上,直接影响桩身质量,为后续承台施工带来影响;对于钢筋笼上浮问题,除了施工过程中进行强压等控制外最主要的还是过程中的预防,施工中不注意预防,仅靠灌注砼过程中强压是难以保障的,下面关于如何防止钢筋笼上浮问题谈一些观点:

1.为防止钢筋骨架上浮,采取以下措施:(1)采取加固措施将钢筋笼锚固在地面;(2)当灌注混凝土顶面距钢筋笼底部1米左右时应降低混凝土灌注速度,加大拔管频率;(3)当混凝土上升到距钢筋骨架底口上4米以上时提升导管,使导管底口高于钢筋骨架底部2米以上,即可恢复正常灌注速度。

2.预防措施。钢筋笼上浮主要应该以预防为主,为防止钻孔桩灌注过程中钢筋笼上浮,结合现场施工情况,应从以下几个方面进行现场控制来预防:

(1)砼浇注过程中砼的质量是影响钢筋笼上浮的一个主要因素,由于砼的流动性对钢筋笼的上浮影响很大,所以搅拌站严格按照砼搅拌时间及配合比进行搅拌,现场试验人员在砼刚灌注到钢筋笼底时直到钢筋笼底以上2m以上时加强对现场砼质量控制,现场技术人员也应在此过程中严格控制,严禁将不合格的砼灌入孔内。

(2)灌注砼时随时测量孔内砼面高度,当砼进入钢筋笼时,要求施工班组把灌注速度控制在每小时20m3以内(这里指上返的最大瞬时速度),即每斗在2分钟内慢慢的放入漏斗中,以控制砼上返的速度,减少其对钢筋笼的携带能力。

(3)当砼进入钢筋笼时,要求严格控制导管与钢筋笼的公共埋深,最深不超过6m,当导管底端提到钢筋笼底以上安全距离以上时适当控制导管埋深,此时只要砼流动性好,钢筋笼不易上浮。

(4)通过控制导管底端和钢筋笼底端的相互位置。当砼进入钢筋笼时,要求把导管底端提到笼底以上1.5m处(这在导管组配时应该预先组配好,否则再要继续灌注,钢筋笼向上浮,要拆管又不能满足导管埋深的要求),此时导管以下1.5m的钢筋笼便被该段非流动砼压住。再继续灌注时,随着砼面的上升,该段钢筋笼受到的压持力也随之增加,一般有了这段安全距离,钢筋笼就不易上浮。这样也可以避免浮笼情况,但这需要现场值班技术人员灵活掌握,准确算好,应根据现场情况确定。

(5)严格控制灌注过程中的泥浆比重,含砂率,泥浆比重过大,对钢筋笼产生的浮力增大,加上含砂率大,会在砼面上形成较厚的沉渣、浮浆,这些浮浆裹着钢筋笼向上浮。

(6)护筒底在灌注过程中少量塌孔,也可导致砼面始终有一层流动性不好的浮层,流动性差,不能把上返的流动性好的砼通过钢筋间隙,所以就裹着钢筋笼上浮,所以尽量避免过程塌孔,严格控制护筒埋设。

钢筋浮笼是现在钻孔桩常遇见的问题,应该以预防为主,加强现场的控制,现场技术人员应该灵活掌握灌注过程中的标高情况,只要控制好砼的流动性和上返速度、控制好导管底和钢筋笼底端的相互位置以及导管与钢筋笼的公共埋深,钢筋笼上浮是完全可以避免的。

三、钢筋笼绝缘保护

钻孔桩施工完毕后,往往后续桩头破除工作量比较大,根据目前规范及客专上设计图纸要求,孔桩砼标高一般要求高出设计桩顶标高1m以上,现场施工过程控制结果,一般桩头都比较高,后续桩头凿除比较困难,主要体现在桩头比较大,钢筋剥离比较困难,往往现场施工过程中桩头凿好后,钢筋出现严重弯曲机破损,并且浪费大量人工进行处理调直,根据现场的一些施工情况,现提出一点改进意见,对于桩头凿除有很大帮助,同时也可以保证桩头钢筋的质量。

对上部外漏主筋采用套管绝缘,在钢筋笼加工好成型后,对上部深入承台内的钢筋进行绝缘保护,钢筋主筋上套PVC管,PVC管适当比钢筋主筋直径大2~3mm,对于一些钢筋笼顶有标准弯钩的情况可以采用直段套好,用胶带裹缠,带弯钩部分采用胶带裹缠处理;这样一来在挖出桩头后,由于孔桩钢筋笼定位控制的比较好,钢筋笼基本在砼桩头正中,在凿桩头过程中很容易就剥离出钢筋,而且对于凿除桩头可节省人工,同时对于外漏钢筋质量也有保障,采用此方法一方面可以节省后续凿除桩头人工,另外可以保证钢筋质量。

根据现场施工情况统计,若采用以上方案对钢筋进行绝缘保护,在后续桩头凿除过程中一个桩头可以节省1个人工日,人工按照60元/工日,每个桩头采用PVC管成本费用30元,所以既可以有效节省费用,又可以保证后续质量,因此可以采用。

值得注意的是在具体施作过程中,一定要计算好需要套管主筋长度,采用胶带一定要缠裹密实,决不能漏浆,在钢筋笼倒运及吊装过程若有损破及时加补。

四、结语

钻孔桩在施工过程中,如不严格控制钢筋笼问题,通常会出现质量问题,钢筋笼上浮、偏位,有的严重影响桩身质量或者承台施工,控制钢筋笼偏位虽说从以上讲的来现场控制,但前提还要从测量放线、护筒埋设上来准确控制,在此基础上严格控制钢筋笼保护层问题及预防上浮问题,因此,在桩基施工中要严格控制,需要现场工程技术人员责任心要强,采取一定措施控制工程质量。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院建筑桩基技术规范(JGJ94-94)[S].北京:中国建筑工业出版社,1995.

[2]陈跃庆.地基与基拙工程施工技术[M].北京:机械工业出版社,2003.

[3]侯洪涛.建筑施工技术[M].北京:机械工业出版社,2009.

[4]赵占宇,姜玉玺,殷鸿彬.张建国.钻孔灌注桩施工中应注意的几个问题[J].沈阳建筑,2004,(1).

[5]刘吉士.公路桥涵施工技术规范实施手册[M].北京:人民交通出版社,2002.