张 鹏 / 陕西高速公路工程咨询有限公司

浅谈桩柱一体施工技术

张 鹏 / 陕西高速公路工程咨询有限公司

桩柱一体施工存在钢管柱定位、混凝土浇筑、钢管柱垂直度控制等诸多难点，详细介绍了桩柱一体施工的工艺流程及钢管吊装定位，垂直度监测和桩柱一体混凝土浇筑施工及质量控制等关键施工技术。

桩柱一体；钢管柱；定位；混凝土浇筑

1.工程概况

本桥位于宝鸡市立交，跨越宝鸡西立交 B 匝道。桥梁起点桩号为左幅 K330+496.68、右幅K330+488.28，桥梁终点桩号为左幅K330+572.68，右幅 K330+564.28，桥梁全长 76 米，交角 120 度。上部为 20+30+20 米预应力混凝土先简支后连续箱梁；下部为桥墩为桩柱一体、柱式台、钻孔灌注桩基础。;

本桥处于挖方段，为了便于上部箱梁架设，施工顺序为：先施工墩台桩基及盖梁，在施工桩基时，建成后露出地面部分桩基需设置钢护筒，待架梁后在进行路基开挖。

2.施工特点与难点

2.1 因本工程交叉施工，1号、2号墩桩基位于挖方段B匝道边坡及坡脚处，总体考虑，主体结构采用桩柱一体施工方法，钢管柱长分别为3米、6米。故钢管柱的吊放安装定位和检测是本工程的难点之一。

2.2 采用桩柱一体的施工方法，在桩钢筋笼和钢管柱吊放完成后，同时浇筑桩身和钢管柱内混凝土，混凝土浇筑施工和质量控制难度大。

2.3 桩柱一体施工无法按照常规做法对钢管柱低坐标进行控制，在控制柱顶平面的坐标前提下，钢管柱垂直度控制难度大。

2.4 根据相关规范规定，钢管柱的垂直度允许偏差≤11000，且不大于10mm，而钻孔灌注桩的垂直度允许偏差≤1100，两者的要求相差甚远，因此如何保证桩柱的垂直度是本工程的关键点。

2.5 钢管柱上浮由于采用桩柱混凝土同时浇筑，当混凝土浇筑至钢管底时，上升的混凝土将对钢管柱产生一个上浮力及负摩擦力，可能会导致钢管柱上浮，需采取措施保证钢管柱的位置及标高。

3.工艺原理

利用桩柱同心的原理，立柱段先钻孔，安放立柱钢护筒，再进行桩基段的钻孔及安放桩基与立柱的钢筋笼，最后整体一次性灌注混凝土，实现立柱与桩基同步施工的方法。原理示意图见图一。

4.钢管柱施工要点

4.1 场地处理

对桩周地面（2米x 2米范围）进行浇筑C20混凝土的硬化处理，地面硬化及成孔清孔等工序完成后开始在硬化层上放线，定出钢支座位置。

4.2 测放桩位

定位一般采用坐标放样法，用全站仪和水准仪进行实测和复测，桩位确定后，在不易破坏的地方设立校核保护桩，以备施工过程中校核，防止桩中心移位。放样后对护桩要妥善保护，不得移位或丢失。

4.3 采用比立柱直径大30cm的钻头干孔钻入至设计立柱底，由于难免会出现超挖或欠挖现象，需在钻进过程中及时控制好钻进深度。开挖完毕后必须严格测量干孔底标高及垂直度，如出现超挖，可用土回填且必须严格夯实。

4.4 安放立柱钢护筒

安放立柱钢护筒重点是控制立柱的垂直度和立柱的中心偏差。由于采用干孔施工，可先将钢护筒连接后放入孔内，然后施工人员进入孔底调整护筒底中心位置和大致标高位置，然后在地面调整护筒顶中心位置和微调护筒顶标高。

桩底控制时先将设计桩位控制点引至干孔底，孔底定位三根钢钎作为钢护筒平面位置控制的依据，需人工在孔内调整钢护筒平面位置，直至护筒底中心和设计桩位吻合。孔底可铺垫方木扩散应力防止安放立柱护筒时下沉或一侧倾倒。

4.5 护筒外壁空隙填充

由于干孔和下放立柱钢护筒外侧有15cm空隙，该空隙采用M7.5砂浆填充。填充砂浆的目的是为了增大护筒外侧的摩擦力，稳定钢护筒，以防在钻进桩基孔时下沉或移位。砂浆填充前可先在空隙内填筑0.5m厚细砂，避免翻浆，填充砂浆过程不得从一边倾倒，防止钢护筒偏压倾斜；倾倒速度不得过快防止钢护筒上浮；倾倒砂浆每填充1米换个方位，确保四周均匀受力。

4.6 桩基段施工

开始钻进时，进尺要适当控制，在立柱护筒刃脚处应低档慢速钻进，钻至刃脚下1.0m后，可按土质情况以正常速度钻进。在钻孔过程中随时检查钻杆的垂直度和钻头的平面位置，防止偏孔或斜孔现象的发生。

4.7 成孔检测

桩基成孔检测应采用孔径检测专业设备对成孔后对孔径、孔深、垂直度进行检测，检测结果满足规范要求后可进行钢筋笼的安放。

4.8 钢筋笼的制作与安放

钢筋笼制作时的分节原则为：根据钢筋的定尺长度，合理安排，尽量做到节省材料，减少孔口对接的数量及作业时间。立柱钢筋笼大于桩基钢筋笼，需设置过渡段。在吊装中要保证钢筋笼在空中由水平状态向竖直状态的转换以保证钢筋笼的垂直度，立柱钢筋笼同桩基笼一样吊放进孔内。

4.9 桩柱一体的混凝土浇筑

4.9.4 钻孔应经过质量检验合格后、才能进行混凝土灌注工作。

4.9.2 钢护筒定位后、高于地面 60cm、混凝土浇筑采用气车泵浇筑，为避免导管与钢护筒碰撞、导致钢护筒顷斜、在桩口设一与钢管柱调整架相脱离的混凝土灌浆架。

4.9.3 导管安放于钢管柱内，导管接口设置止水密封胶圈，确保接头密封良好。导管下放长度以成孔深度和灌浆架高度为准，导管下部配好固定管长、便于拆接、灌注柱内混凝土。下放过程中尽量减少与钢管柱间的碰撞。

4.9.4 导管顶部应安装储料漏斗 ，安装高度应适应操作需要。开始灌注混凝土时，导管底部至桩孔底距离为 30-50cm，储料斗应有足够的混凝土储备量，保证浇筑时导管一次埋入混凝土面一下不应小于 80cm。

4.9.5 首批混凝土连续不断灌注后，应有专人测量孔内混凝土面高度，并计算导管埋置深度，一般控制在 2～6m，严禁将导管提出混凝土灌注面。灌注中，应注意观察柱内外混凝土高度和孔内泥浆变化情况，常上下小范围抽动灌浆导管，保证浇筑混凝土的密实度，及时测量孔内混凝土面上升高度和分段计算充盈系数。

5.质量控制

5.4 施工中各项技术和标准应满足《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000），《公路工程质量检验评定标准》（JTG F080/1-2004）。

5.2 桩位的放样必须做到有放必复，且通过不同的导线点进行复核。控制偏位不大于5cm，垂直度小于1/100。

5.3 安放立柱钢护筒时，保证中心与桩位中心重合。

5.4 钻孔过程中，用十字线法检查孔位中心，并定期检测钻头与钻杆、钻杆与钻杆的垂直度，保证孔位准确。

5.5 钢筋笼在加工、停放及运输过程中通过箍筋内的临时十字加强筋防止变形。

5.6 控制好混凝土灌注至顶面的混凝土质量。

5.7 施工中做好钻孔记录、灌注记录等各项原始记录

6.结语

施工完成后及时测钢管柱的垂直度在允许偏差范围内，通过本工程桩柱一体的施工可得出一下结论；

6.1 定位装置是钢管柱的关键，本工程将钢管柱定位装置控制在桩头，通过千斤顶对钢柱进行纠偏、既能满足施工要求，也能有效控制钢管柱的安装精度。

6.2 在桩柱一体的混凝土浇筑施工中，混凝土灌注过程中动荷载对钢管影响较大、极易致钢管倾斜、采用钢管架完全分开的灌注方式可避免混凝土浇筑过程中导致的钢管不竖直。

6.3 施工前明确操作工艺流程，将钢管柱调垂控制流程要点向操作人员技术交底，通过操作人员对工艺流程的熟悉，降低操作对钢管柱垂直度的影响。

[1]《凉泉至苟家岭段宝鸡枢纽立交施工图纸》.

[2]中国建筑科学研究院 JGJ120-99 建筑基坑支护技术规程.

[3]济南大学 GB50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范.

[4]《路桥施工计算手册》.

[5]《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）.

[6]GB50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范.