如何对灌注桩钢筋笼精确定位

如何对灌注桩钢筋笼精确定位

宋少英

 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

灌注桩是一种特殊的地基处理方法，其制作过程包括在地面打孔，然后将混凝土或钢筋混凝土灌入孔内，形成承重结构。它的种类众多，包括钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩以及爆扩灌注桩等。灌注桩常见于各类工程项目中，大多数采用钢筋混凝土型式，以便承载上部结构的负荷。在承重模式上，灌注桩可分为摩擦桩和端承桩。当岩层埋深较深时，通常会采用摩擦桩，依赖桩的深度和摩擦阻力来承受负荷。而对于岩层埋深较浅的地方，端承桩则更为合适，其桩端深入岩层，依靠岩层本身来承载负荷。根据工程环境，灌注桩可分为陆上桩和水下桩，而在建筑和公路桥梁工程中，更常见的是陆上桩。然而，当工程位于水位较高的地方，或者采用泥浆护壁成孔时，特别是桩顶平台较高，孔内水位高于桩顶高程，也就是水位高于钢筋笼顶端时，如何确保钢筋笼的准确定位就成了一个关键问题。下面将就这个问题展开讨论。

在水位较高的地方，干法成孔可能不再适用，由于水环境的影响，孔壁很容易塌陷，因此选择泥浆护壁成孔法成为首选。泥浆护壁成孔灌注桩的施工流程如下：先开挖泥浆池并准备护壁泥浆，然后整平作业平台，接着放样确定桩孔中心，之后是开挖孔口，精确定位，埋设护筒，打设定位桩，然后采用泥浆护壁成孔，测量孔深，清孔，验孔，下放钢筋笼，二次清孔，混凝土浇筑，破桩头，桩基检测，最后完成。

要确保灌注桩钢筋笼的准确定位，关键有三个方面：一是成孔的质量，二是钢筋笼的精确放置，三是在混凝土浇筑时避免对钢筋笼的扰动。接下来，我们将就这三个方面进行详细讨论。

一、成孔质量

成孔质量的精准性是灌注桩工程中的一个关键环节。准确的测量和定位是保证成孔质量的前提。首先，测量工作人员需要在施工前进行全面的准备，包括测量仪器的校准、制定测量工作计划以及完成控制点的复核工作。在进行放样定位时，可以利用全站仪进行精确定位，并使用水准仪及实时运动定位系统（RTK）进行复核，以尽可能地消除测量误差和人为失误。

在孔口开挖之前，需要在孔口外围2-3米的地方设立一个不影响作业，地基较稳固的测量点，用以打设定位柱，这将在整个钻孔过程中起到照准作用，确保钻孔的精准性。

在孔打成后，要进行孔底沉渣厚度及标高的检查，以确保成孔的质量满足要求。这是成孔质量管理的一个关键步骤，因为只有在满足了这些要求之后，才能够保证钢筋笼的准确定位以及最终的灌注桩的质量。

二、钢筋笼的检查

钢筋笼的检查也是灌注桩施工的一个重要环节。钢筋笼需要按照设计图纸的规定进行制作。制作完成后，需要再次检查主筋的长度，并根据孔口作业平台的高度测量结果，计算出吊筋的长度。这一步骤需要由技术人员进行复核，以确保钢筋笼的规格完全符合设计要求。

钢筋笼一般采用吊装的方式进行搬运和安装。在起吊前，需要对钢筋笼进行加固，增加钢筋的强度，以确保在起吊和下放的过程中，钢筋笼的形状不会发生变形。这是保证钢筋笼定位精确的又一重要环节，旨在避免在灌注过程中因钢筋笼的变形而影响最终的灌注桩质量。

三、钢筋笼安装

在下放钢筋笼之前，我们需要再次复核定位桩以及孔位坐标，以确保所有的准备工作都是准确无误的。这是一个关键的步骤，因为任何偏差都可能对最终的灌注桩质量造成不可逆转的影响。

接着，我们需要在孔位周围进行一些必要的加固措施，如设置枕木等，确保其能承受下放钢筋笼的重量，同时避免下沉，也不会对孔口护筒产生影响。这一步骤是为了确保施工过程的安全性和准确性，防止任何可能对钢筋笼定位造成影响的因素。

下放钢筋笼时，我们通常使用四根吊筋，均匀地分布在钢筋笼顶部的圆形加强筋四周。这些吊筋会通过焊接与桩顶部伸入基础的加长钢筋进行连接。为了提高施工的便利性，我们通常只在一面进行焊接，并在焊接前根据计算的吊筋长度提前标记位置。

吊筋的焊接过程可以分为两步。在清孔之后，我们将钢筋笼吊装到孔位上方，然后慢慢下放。当上部钢筋下放到距离孔口顶部大约1.5米的位置时，我们将两根吊筋对称焊接在钢筋笼上，焊接的标高需要严格按照预先标记的位置进行控制。此时，需要进行吊车的大小勾转换。首先，将新焊接的两个吊筋用钢丝绳悬挂至吊车的吊钩上，这样吊车的两个吊钩都会受到拉力。然后，保持这个状态不动，让之前用于下放钢筋笼的吊钩继续下放，直到合适的位置后取下吊具。这时，只有新焊接的两个吊筋在受力，大小勾的转换就完成了。最后，在这两根吊筋的90°方向位置，我们需要再焊接两根新的吊筋，标高同样需要严格按照标记位置进行控制。这样，四根吊筋的焊接就全部完成了。这些吊筋将在后续的混凝土浇筑过程中发挥关键作用，帮助确保钢筋笼的稳定和准确定位。

随后，钢筋笼将继续缓缓下放，直到其顶部的圆形加强筋距离孔口约30厘米的位置停止。这个过程需要非常仔细，因为任何的过度下放都可能导致钢筋笼的位置偏离预定的位置。在圆形加强筋的纵横轴线上，我们会悬挂两根线绳。在交叉点位置，我们会用扎丝制作出一个向上的圆环形吊环，并将两根线绳固定在这个吊环上。这个工作的目的是确定钢筋笼的中心，这是保证钢筋笼准确放置的关键一步。

接着，我们将使用一个空的塑料瓶，比如一个空的矿泉水瓶。我们会在瓶盖的中心位置开一个小孔，然后将线绳穿过这个孔并将线绳在瓶内的一端固定住，然后再将瓶盖拧紧。线绳的另一端会穿过扎丝吊环后紧紧握在手中，然后将塑料瓶抛入孔内。由于孔内的泥浆面相当高，这个塑料瓶会浮在泥浆的表面上。这一操作要求我们事先测量钢筋笼顶部的安装高程与孔口作业平台的高差，保证线绳有足够的长度。这里的线绳长度必须大于两倍的这个高差，以确保操作的顺利进行。

一旦完成了对中作业，钢筋笼的下放过程将继续进行。在这个阶段，工作人员需要同步释放手中的线绳，确保孔内的塑料瓶始终处于漂浮状态。这样做的目的是为了确保钢筋笼在下放过程中始终保持在正确的位置。当钢筋笼下放到预定的安装高度时，工作人员需要在没有加吊具的两根吊筋的吊环内穿过一根钢棒。然后，他们将钢棒的两端支撑在孔口外围事先预设好的枕木上。这个步骤的完成意味着钢筋笼的高度已经准确无误地达到了设计要求。在此阶段，一切都要以精确性和安全性为导向。工作人员需要在注意观察的同时，配合同步行动，以确保钢筋笼的正确安装。同时，他们还要注意自身的安全，避免因操作不当或注意力不集中而导致的意外伤害。

对中作业：在孔外的定位桩上对拉线绳，确立孔心，然后使用测量仪器进行复核。这个时候，负责拉塑料瓶的工作人员会微微拉紧线绳，让塑料瓶处于悬浮状态，瓶口朝下，平底朝上。塑料瓶因重力作用，在线绳的牵引下，将形成垂直向，因此塑料瓶底部的中心将与钢筋笼的中心重合。在这个阶段，我们需要观察定位筋线绳的中心与塑料瓶底部是否垂直重合。如果重合，说明对中已经完成；如果没有重合，就需要利用吊车调整钢筋笼的位置，直至线绳中心与塑料瓶底部垂直重合。我们可以借助测量仪器进行精确判断，也可以通过竖直抛掷小石子来辅助判断。当钢筋笼的标高和水平位置都经过复核，钢筋笼的安装就完成了，接下来就可以进行下一步工作。

混凝土钻孔灌注桩钢筋笼的安装是一项关键工作，其影响混凝土桩的结构性能和整体质量。对钢筋笼的精准定位至关重要，尤其是在孔内存在水或泥浆的情况下，钢筋笼在泥浆内不可见，无法直接使用测量仪器进行定位。面对这种情况，我们需要采取一些策略和方法来确保精准定位。一些方法包括预先安装竖向钢筋，但这样做会影响导管的下放和混凝土的浇筑；有的方法是提高测量设备标杆的高度，但这只适用于浅埋，对于深埋不适用；有的方法是在钢筋笼四周设置保护层钢筋，但这将影响钢筋笼的下放。有些施工队伍甚至凭借经验来进行定位。然而，无论使用哪种方法，我们都应该保证其精准度，确保施工质量和桩的性能。