姚金艳1 张浩2
1 陕西省铁路集团有限公司 陕西西安 710000;2 陕西城际铁路有限公司 陕西西安 710018
摘要：桥梁钻孔桩传统施工方法中，存在孔位中心定位不准确、钢筋笼吊放无限位措施导致钢筋笼偏位，造成钢筋笼保护层厚度不足等质量通病，本文通过对钻孔桩中心定位、钢筋笼制作及吊放定位技术微创新，有效的解决了传统施工方法存在的质量通病。
关键词：钻孔桩中心定位装置、加厚垫块、大耳筋、桩基钢筋笼保护层控制装置。
1.工程概况
新建城际铁路机场至法门寺是关中城市群城际铁路网的重要组成部分，是陕西省“十三五”重点建设项目，路线全长140.145km。“新建机场至法门寺线控制工程站前工程施工XFB-TJ01标段起讫里程为DK29+372.95～DK32+240.75，起点为召公镇官道村、途经法门镇建和村、终点为法门镇斜里村，线路全长2.87km，桥梁全长2.290km。
2.改良目的
钻孔桩施工孔位和钢筋笼中心控制是桩基施工质量控制要点，孔位和钢筋笼中心控制的优劣直接影响着桥梁工程施工质量，而传统施工方法存在定位不准确、受机械人为因素影响较大、操作繁琐等弊端。
钻孔桩施工孔位中心定位，传统施工方法为测量人员放样出中心点位后，打设简易钢筋作为临时护桩，在护桩上挂设线绳使用十字线相交法对孔位中心进行定位和校核，但在施工过程中，简易钢筋护桩极易受到机械及作业人员的碰撞而造成护桩偏位，无法对钻孔桩孔位中心进行有效地检查和校核。钢筋笼中心控制传统施工方法，主要依靠在钢筋笼外侧四周设置耳筋对钢筋笼位置进行定位居中，但往往由于耳筋所采用的钢筋直径较小，造成耳筋极容易穿透护壁，无法有效的将钢筋笼控制在孔位中心位置，达不到控制钢筋笼混凝土保护层效果。
针对上述问题，为确保在桥梁钻孔桩施工中有效控制孔位和钢筋笼中心位置准确，我们自行设计并制作了钻孔桩中心定位装置及桩基钢筋笼保护层控制装置，同时对钻孔桩钢筋笼耳筋进行改进，提高了桩基施工现场质量安全管理水平，确保了桩基钻孔桩成桩质量和作业效能。
3.钻孔桩中心定位装置
3.1.装置特点
钻孔桩中心定位装置具有定位快速、准确、移动方便、可重复利用等优点。操作简单，方便施工作业人员在钻机钻进过程中对桩孔中心位置随时进行检查和校核，可有效加强现场施工质量管控程度，确保钻孔桩施工质量。
3.2.装置组成和功能介绍
钻孔桩中心定位装置主要由三套定位杆件组成，每套定位杆件由支撑立柱、可旋转托杆及带刻度的调节杆组成。支撑立柱、可旋转托杆及带刻度的调节杆由等边角钢制作而成，支撑立柱下端制作成V形，便于立柱插入土体固定，支撑立柱上端位置开孔，通过蝴蝶螺栓与可旋转拖杆连接；可旋转拖杆两端与支撑立柱与调节杆连接处开孔，通过蝴蝶螺栓与之相连，调节杆一端制作成V形，V形中心处开孔，开孔为定位孔，三套定位杆件定位孔重合后通过蝴蝶螺栓相连，方便作业人员定位；调节杆靠近可旋转托杆侧角钢开通长槽口，槽口刻画刻度值，便于调节杆前后调节距离和左右旋转调节方向；所有杆件喷涂防锈漆进行防锈处理；钻孔桩中心孔位放样后，将三套定位杆件支撑立柱插打到桩位四周地面，通过调节可旋转拖杆将端部孔位与桩位中心重合，记录旋转角度和刻度值，方便后续孔位中心控制。护筒安装完毕及钻孔过程中均可通过定位装置实时检查孔位中心偏位情况。
钻孔桩中心定位装置
4.钢筋笼制作改进措施
4.1.设置加厚垫块及大耳筋
钢筋笼由顶部16～25m钢筋笼主笼和下部副笼（固定声测管用）组成。为保证钢筋笼定位居中，图纸原设计钢筋笼外侧按间距2m设置直径为φ16mm钢筋定位耳筋进行钢筋笼保护层控制，但由于此种定位耳筋直径较小容易穿透护壁，达不到控制钢筋保护层效果。
针对此问题，我们结合现场实际施工情况，组织人员认真研究，对设计进行优化。在钢护筒范围以内的桩基钢筋笼上，采取将原有耳筋直径及尺寸加大的方法，通过加长护筒长度，使钢护筒底部低于设计桩顶标高，大耳筋正好顶住钢护筒，以确保钢筋笼居中。在钢护筒范围以下的桩基钢筋笼上，采取更换不低于设计混凝土标号强度厚度为6cm的混凝土垫块，按间距每2m设置一层，每层沿钢筋笼圆周均匀布置4个垫块，大大增加了垫块与孔壁的受力面积，成功解决了由于自重湿陷性黄土遇水松软，小耳筋穿入孔壁黄土中造成钢筋保护层不符合验收标准要求的质量缺陷。同时也避免了由于一侧保护层不足，造成桩头凿除时钢筋不便剥离、损坏桩头混凝土的质量缺陷。
钢筋笼采用大耳筋定位
钢筋笼采用加厚垫块定位
5.桩基钢筋笼吊装控制
5.1.装置特点
桩基钢筋笼保护层控制装置具有定位快速准确、操作简便、可循环利用等优点，通过该装置可有效保证钢筋笼在吊放过程中被控制在孔位中心处，防止其发生偏位，从而确保桩基钢筋笼混凝土保护层厚度达到设计及验标要求。
5.2.装置组成和功能介绍
桩基钢筋笼保护层控制装置主要由环向定位支架、调节吊杆和挂钩三部分组成。环向定位支架外径比护筒内径小2cm，内侧设置4个限位滚轴，滚轴间距为钢筋笼直径。在钢筋笼吊放过程中，使用挂钩和调节吊杆将环向定位支架固定在护筒内部，通过支架上设置的4个滚轴对钢筋笼进行限位，使钢筋笼在吊放和混凝土浇筑过程中，可准确的定位在孔位中心位置，从而保证了桩基混凝土保护层厚度符合设计及验标要求。
5.3.使用方法
桩基钢筋笼吊放前，作业人员使用挂钩先将环向支架固定在护筒顶部，再进行钢筋笼吊放作业。钢筋笼吊放时，首先将底节钢筋笼对准定位支架中心位置，再逐节吊放钢筋笼，吊放过程中，通过环向定位器上设置的4个限位滚轴，对钢筋笼中心位置进行控制。待钢筋笼下放至最后一节时，作业人员根据设计桩顶和护筒顶标高，计算出定位支架需下放的深度，使用挂钩和调节吊杆将定位支架同钢筋笼一同下放至设计桩顶位置，并悬挂固定在护筒顶部。钢筋笼和定位支架下放到位后，进行桩基混凝土浇筑，待混凝土浇筑至控制装置位置时将其提出，清洗干净，以便下次循环使用。
钢筋笼保护层控制装置
6.质量、安全保证措施
严格执行工程质量“三检制”，即：自检、互检、交接检三级检查验收制度，对施工过程中所有工序，特别是涉及隐蔽的工序，必须严格进行班组自检、技术负责人互检和专职质检人员交接检，经层层检验合格后方可报请监理检查，并经监理检查合格后才能转入下道工序施工。
三检制
定期召开桩基质量分析会，由质量、技术管理和施工班组人员参加，对桩基施工存在的质量问题进行全面分析，提出具有针对性的解决措施，确保桩基施工质量。
桩基质量专题会 质量保证宣誓仪式
施工前对每个墩的桩基分别进行统一编号，按设计图计算各桩位中心设计坐标。测量控制网、加密网点精度、测放桩位及护桩精度应满足设计及规范要求，并及时上报监理工程师验收。
钻孔桩中心定位装置应安装在稳定土体处，支撑立柱插打深度以装置稳定不倾斜移位为宜，装置定位完成后，现场技术人员应及时记录刻度值和旋转角度，方便杆件复位。
旋挖钻机钻孔过程中，操作人员应加强钻机操控，防止钻机碰触定位装置，导致定位装置移位或倾斜。
现场技术人员在钻孔施工中应经常检查孔位、孔径和倾斜度，发现偏差时及时进行纠偏，确保成孔质量符合验标要求。
设置专人对钢筋加工场进行管理，严格按照设计、验标及施工方案要求加工制作钢筋笼，每个钻孔桩钢筋笼出场前必须由专职质检员进行自检，合格后报监理工程师进行验收。钢筋笼吊装入孔前必须由现场技术人员对钢筋笼再次进行检验，确保混凝土垫块及大耳筋尺寸、数量符合要求。钢筋笼吊装时，现场技术人员必须对钢筋笼位置进行校核，及时调整钢筋笼位置，确保钢筋笼中心位置偏差符合验标要求。
桩基钢筋笼保护层控制装置安装前，作业人员应检查各杆件是否齐全，无误后进行安装，控制装置吊放在护筒时，挂钩应与护筒悬挂牢固，钢筋笼应缓慢下放，防止钢筋笼与控制装置碰撞造成装置损坏。
作业人员下放桩基干净利落保护层控制装置时，应相互配合，同步下放至桩顶设计标高位置，混凝土灌注至控制装置后，及时提升装置，防止混凝土灌注过高导致控制装置无法提出。
对所有参建职工进行岗前安全教育培训，使人人熟知和掌握安全知识，始终贯穿在施工全过程中。
特殊岗位和技术工种，如安全员、质检员、机械操作员等执证上岗。配齐配足劳动安全防护用品，确保施工现场安全防护到位。
施工现场设安全标志。危险作业区悬挂“基坑危险、请勿靠近”、“禁止通行”、“禁止翻越”等安全警示标志。过渡道路两端应按规定设防护栏及警告标志。
施工作业严格按照《铁路桥涵工程施工安全技术规程》和《铁路工程基本作业施工安全技术规程》规定的要求执行。
定期组织机电设备、车辆安全大检查。对检查中查出的安全问题按照“三不放过”原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。
加大对施工材料的安全监管力度，设专人看管材料库，防止盗窃等事件的发生。
7.实施效果
（1）通过在桩基施工中使用钻孔桩中心定位装置，有效的解决了传统拉线绳简易护桩定位不准确、易损坏等缺点，其中一套定位杆件受碰撞偏位可通过其余两套定位装置进行复位。通过对成桩桩位中心进行复测，桩基孔位中心偏差由原先4～5cm，降低至2cm以内，使孔位中心均控制在验标允许偏差范围内，确保了钻孔桩孔位中心位置的准确。
使用钻孔桩中心定位装置检查孔位中心
（2）通过在桩基施工中使用钢筋笼保护层控制装置，有效的降低了钢筋笼中心位置偏差，避免因钢筋笼偏位过大造成钢筋笼保护层不足的现象发生，使钢筋笼中心偏差由原先4～5cm，降低至2cm以内，确保了钢筋笼在下放过程中被固定在孔位中心位置，提高了施工现场质量管理水平和标准化程度。钢筋笼设置顶部大耳筋与加厚混凝土垫块后，成功解决了由于自重湿陷性黄土遇水松软导致小耳筋穿入孔壁黄土中，造成钢筋笼保护层厚度不足的弊端。
改进后桩基保护层效果
参考文献：
（1）《铁路桥梁钻孔桩施工技术规程》（Q/CR9212-2015）；
（2）《高速铁路桥涵工程施工技术规程》(Q/CR9603-2015)；
（3）《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010)；
（4）刘月波《桥梁工程施工质量通病与防治》；北京；中国建材工业出版社，2009。
论文作者:姚金艳1,张浩2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/2
标签：钢筋论文; 桩基论文; 钻孔论文; 装置论文; 保护层论文; 中心论文; 作业论文; 《防护工程》2018年第28期论文;