桥梁桩基钢筋笼定位施工技术

桥梁桩基钢筋笼定位施工技术

王溪

濉溪县交通运输综合行政执法大队，安徽 淮北 235100

摘要：钢筋笼定位是桥梁桩基施工至关重要的一个环节，关乎桥梁桩基稳固性。文章以一个桥梁桩基项目为例，简单介绍了桥梁桩基钢筋笼定位施工技术流程，并从偏位着手，对桥梁桩基钢筋笼定位施工质量控制措施进行了进一步探究，希望为桥梁桩基钢筋笼定位作业提供一些参考。

关键词：桥梁；桩基；钢筋笼定位施工

前言：在我国高速铁路、高速公路、水利建设快速发展的背景下，各种桥梁大量建设，桥梁基础施工工法得到了大规模应用。钻孔灌注桩是桥梁桩基施工常用的形式，虽然钻孔灌注桩的钻孔技术完成了由冲击钻钻孔到旋挖钻钻孔的转变，钻孔质量与效率显著提升，但是，灌注桩基础钢筋笼定位仍然存在诸多困难。因此，探究桥梁桩基钢筋笼定位施工技术具有非常突出的现实意义。

1  桥梁桩基项目

桥梁长度为126m，设计速度为100km/h，设计洪水频率为1/300。桥梁基础为桩基连接墩柱，桥台为桩基连接桥台，桩基直径为1.5m~2.0m。桥梁桩基形式为钻孔灌注桩（结构见图1），桩基钢筋笼选择分段预制后直接进入钻设孔洞，纵向钢筋之间经机械套筒相连。

图1 钻孔灌注桩结构

图1中，1为上节钢筋笼；2为桩孔；3为下节钢筋笼。

2  桥梁桩基钢筋笼定位施工技术流程

桥梁桩基钢筋笼定位施工技术流程如下：

图2 桥梁桩基钢筋笼定位施工流程

2.1钢筋下料

在钢筋下料前，技术人员应综合考虑钢筋等级、规格、品种与生产厂家，确定钢筋外观质量合格，无斑点、麻坑、伤蚀问题[1]。确定钢筋外观质量合格后，技术人员可以人工利用砂轮清除钢筋表面油污，在钢筋调直机中捶打可以剥落的钢筋浮皮、铁锈。除锈后，利用冷拉法，均匀缓慢冷拉，冷拉参数见表1。

表1 钢筋冷拉参数

冷拉后，技术人员可以根据配料表要求，借助手动液压或乙炔火焰切断φ40mm及以上钢筋。根据钢筋设计规格，以长短搭配的方式，统一排布钢筋材料。

2.2分节加工

在钢筋下料后，技术人员可以选择专门的加工棚，借助弯曲机，进行钢筋弯曲成形，弯曲成形参数见表2。

表2 钢筋弯曲成形工具

在钢筋弯曲成型后，技术人员可以根据GB/T5118《低合金钢焊条》的相关要求，对照桩基钢筋笼设计图纸，利用焊接方法加工钢筋笼胎具，胎具参数见表3。

表3 钢筋笼胎具参数

   在根据表3加工钢筋笼弧形胎膜过程中，技术人员应主筋全部焊接完毕为节点，滚动弧形板至钢筋骨架下1/3弧长，反复焊接，最终吊起骨架套入盘，点焊固定[2]。

2.3底节吊装

分节完成钢筋笼加工后，技术人员可以借助平板车将钢筋笼运输至施工地点。到达施工地点后，根据编号，借助吊机吊起低节钢筋笼，将钢筋笼吊装到桩孔位置。根据案述桥梁桩基平台标高过高的特点，技术人员可以借助抽浆法与十字线定位法，完成钢筋笼的定位吊装。在抽浆法应用环节，技术人员应用大功率泥浆泵，抽取孔洞内泥浆，待孔洞内泥浆高度低于桥梁桩基标高（孔洞内泥浆高度低于桩基标高10cm）后，开展桩基测量引点[3]。为保证桩基测量引点准确度，技术人员可以先依据设计桩基钢筋笼加强箍直径，进行圆形钢圈制作。沿着圆形钢圈十字对角线方向，设置钢筋笼主筋，焊接镀锌钢管，镀锌钢管数量为4条，直径超出设计钢筋笼主直径1cm，长度为4cm。在确定镀锌钢管焊接缝隙牢固、饱满的请情况下，借助十字内分方法，寻找钢圈中心点并将2个内径为8mm的螺帽牢固、对称、统一焊接在钢圈内圈。同时，技术人员可以借助φ6mm钢筋，进行中心点定位杆的制作，中心点定位杆造型为“[”字形，长度与定位钢圈2个对角螺帽中心点之间的距离相等。在定位杆制作完毕后，技术人员可以完成钢圈对应螺帽内定位杆的放置，寻找钢圈中心点位置，将高5cm、φ3mm圆钢焊接到中心点位置。在圆钢中心参照物设置完毕后，将4条内衬钢筋焊接到钢圈四个角，获得桩基钢筋笼中心坐标定位装置，确保桥梁桩基低节中心位置标注准确性。

标注桥梁桩基中心位置后，由桩基中心点引出钢筋笼下放点，有序下放底节钢筋笼。在底节钢筋笼下放期间，技术人员应借助测量工具，进行钢筋笼、中心点之间半径的测量，以便在钢筋笼、中心点之间半径发生变化的第一时间进行钢筋笼外边缘、位移调整，即在借助十字拉线法控制定位钢圈水平面倾斜度与工程要求误差相符、钢筋笼中心点与定位钢圈中心点已标注的基础上，移动钢筋笼位置，促使钢筋笼中心点、定位钢圈的中心点参照杆位置重合。重合后，将4条平面定位钢筋点焊到4条主筋上，固定中心点，并在钢筋笼主筋顶部放入钢筋连接器的钢筋连接孔，利用钢管卡固，最终表现为钢筋连接器对称安装于钢筋笼主笼同一个平面位置，桩孔位置在同一条直线上且孔口方向、连接孔方向相反，确保底节钢筋骨架中心、桩孔始终对中。

2.4吊装对位

完成底节钢筋笼吊装后，技术人员应借助吊车，进行上一节钢筋笼吊装，缓慢垂直下沉放置，并将吊杆穿入钢筋笼连接器吊杆孔内，手动调整螺帽至前期设计吊杆长度，确保吊索位于钢筋笼轴线，规避钢筋笼碰撞桩孔两壁。吊杆计算公式如下：

     式-1

式-1中，L为吊杆长度；a为护筒顶部到设计钢筋笼底部的距离，a=护筒顶标高-设计钢筋笼底标高；b为设计钢筋笼底标高；c为钢筋连接器底部到钢筋笼顶部的距离；d为钢筋连接器高度；e为保护垫片厚度，e=10mm。根据式-1，结合已有参数，可以选择φ20mmPSB540精轧螺纹钢，有效跨径为100cm。

在钢筋笼正确安放后，技术人员应根据钢筋笼的直线方向，借助1根水平旋转90°的定位筋，牢固划定钢筋笼位置，确保钢筋笼定位筋的方向与直线方向重合，规避后期混凝土灌注环节钢筋笼下沉问题，钢筋笼定位筋安装方式见图3。

图3 钢筋笼定位筋安装方式

2.5上下节焊接

    在上一节钢筋笼、下一节钢筋笼吊装后，技术人员可以利用双面搭接焊，牢固焊接，双面搭接焊的搭接长度大于等于20cm[4]。需要注意的是，在双面搭接焊期间，技术人员应控制焊接点、钢筋护筒距离一定，规避钢筋护筒、焊接点非必要碰撞引发的定位筋位置偏移现象。

2.6最后一节定位

    在钢筋笼全部下入孔后，技术人员应根据设计规范，利用点焊方法，将最后一节钢筋笼主筋焊接到孔口护筒，或者借助铁丝牢固与孔口绑扎，完成钢筋笼定位，控制桩位偏差小于等于100mm[5]。若桩顶标高低于桩口标高，则技术人员需要应用螺杆（或者悬挂器），连接加长2根钢筋或4根钢筋，加长到桩孔口后利用点焊或铁丝绑扎定位，规避钢筋笼因自重下落。

3  桥梁桩基钢筋笼定位施工质量控制措施

3.1偏位控制

桥梁桩基钢筋笼偏位主要表现如图4所示：

图4 桥梁桩基钢筋笼偏位

图4中，1为典型的桥梁桩基钢筋笼向内偏现象。作为桥梁主体结构的承重结构之一，一旦钢筋笼位置出现偏差，就会导致桥梁桩基主要受力与桥梁上部结构中心受力位置无法重合，桩基钢筋笼中心位置与设计位置出现严重差距，桩基保护层无法满足设计要求，最终影响后续墩柱、系梁模板安装。因此，为避免因桩基钢筋笼偏位而影响桥梁工程工期与造价，技术人员应进入现场，围绕桩基钢筋笼作业的各个工序，寻找致使钢筋笼实际位置与设计位置出现偏差的原因，比如，测量放线误差（含坐标误差、放样误差）、护筒埋设不准确、钢筋笼定位筋偏少、中心点位置未拉设十字线重复核对、护桩补设不及时、现场地质较差、钻杆垂直度偏差等。基于此，技术人员应从地质条件处理着手，事先挖除性质软弱的原土，回填低渗水性土体后密实夯击。确保地质条件满足施工要求后，技术人员可以进行桩基放样环节质量控制，复核控制点，确保独立控制点的数量在3个及以上，便于控制点与控制点之间相互检验校核，钻孔倾斜度偏差小于1%且不大于500mm，桩孔直径不小于设计值，桩孔深度不小于设计值。在桩基中心放样时，技术人员应设置2组独立的不平行计算，合理放置中心点后，沿中心点拉线布设4根木质护桩，并测量护桩、桩中心距离。待钻孔达到一定深度后，结合护桩量取距离，确定护筒位置，并借助测量仪器测量护筒上桩基中心位置，对比护筒中心位置、桩基中心位置，确定两者重合误差小于10mm。此时，测量护筒壁、四根护桩的距离，实时校核护筒位置、护桩距离，便于完成基于护筒的钻头位置复核，确保钻头、护筒中心位置差距在5cm以下[6]。确定钻头位置准确后，配备电子控制系统完成钻进垂直度调整，并在提钻甩渣复位后判定钻头对中与否，完成桩基钻孔。

在控制测量放线误差与护筒埋设误差、中心点位置误差、护桩误差的基础上，技术人员可以根据护桩位置拉设十字线，完成桩中心位置复核，并测量护桩位置、钢筋笼竖向钢筋距离。记录距离后，及时安装定位筋，定位筋安装参数见表4。

表4 钢筋笼定位筋安装参数

3.2上浮控制

    限制钢筋笼上浮的装置如图5所示：

图5 桥梁桩基钢筋笼上浮控制装置

图5中，5为钢筋笼，51为横筋、52为主筋。固定钢筋下端固定有内螺纹丝扣，钢筋笼的主筋上端焊接外螺纹丝扣，经内螺纹丝扣、外螺纹丝扣的相互配合，可以将固定钢筋下端与钢筋笼直接相连，稳固钢筋笼与护筒，限制钢筋笼上浮，控制钢筋骨架底面高程偏差小于等于±50mm。由图3可知，钢筋桩基钢筋笼上浮控制装置采用1个横筋、1个主筋焊接而成，装置内设置1个吊环连接孔（大于吊环直径5mm）和1个钢筋连接孔，孔壁与钢筋紧密连接。钢筋连接横筋采用与钢筋主筋等高1/3的5#槽钢双拼，内设直径小于连接钢筋直径1mm的抗滑螺纹，最小厚度为3mm，确保装置与钢筋笼连接稳固性。在连续加固焊接5#槽钢双拼的基础上，中间预留孔隙（大于吊装钢筋笼设计主筋直径5mm），从槽钢中间背向着手，加焊若干道钢筋，相邻钢筋之间的距离为30cm，加焊高度在槽钢高度范围内，连接位置焊缝牢固，且外部活动空间长度超出50cm。

在及时安装钢筋笼定位钢筋与限制钢筋笼上浮装置的基础上，技术人员应根据钢筋笼入孔后位置不易观察调整的特点，选择坍落度在180mm以上、220mm以内的混凝土，控制混凝土浇筑速度均匀，避免混凝土浇筑速度过快对钢筋笼施加过大的向上回冲浮力[7]。同时，技术人员应控制混凝土面导管埋藏深度，借助辅助工序，观察桩基孔道内混凝土覆盖钢筋笼初期导管的埋藏深度，确保混凝土面导管埋藏深度小于6m但大于2m。

总结：

综上所述，桩基施工是桥梁工程中高度复杂的分部工程，桩基施工质量对桥梁工程总体质量具有直接的影响。在严格根据规范完成桩基施工作业的基础上，技术人员应着重把控钢筋笼定位环节质量，综合考虑地质处理、测量放样、护筒埋设、护桩埋设、混凝土浇筑等因素，规避桩基钢筋笼位置偏移或上浮问题，确保桥梁桩基钢筋笼位置与设计位置偏差在规范要求内。

参考文献：

[1]陆文胜,蒙子潮,吴奎,黄国天.预制墩柱钢筋笼快速化成型工艺研究[J].中国设备工程,2022(21):18-20..

[2]赵萌,何福军.富水粉细砂层大直径钻孔灌注桩基础及钢管柱施工关键技术[J].建筑技术,2019(11):1392-1395.

[3]覃冠华,李永霞,谭海涛.一种深水大直径桩基钢筋笼精准定位装置的应用[J].西部交通科技,2022(04):116-118.

[4]闫贝贝,白凯博,王凤龙.超大直径大吨位钢筋笼制作加固与下放安装定位[J].交通世界,2021(28):93-94.

[5]刘铁柱,唐淼磊,邹磊.桥梁桩基钢筋笼准确定位的方法探讨[J].中华建设,2020(08):140-141.

[6]兰胜强,蔺鑫磊,齐勤华.黄河流域大埋深桩基永久钢护筒下放工艺改进[J].公路,2022(06):135-138.

[7]宋志坚.高速铁路桥梁下部结构施工技术创新及配套工装[J].建筑机械化,2022(02):61-63.