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桥梁桩基钢筋笼偏位的处理及预防措施

2022-11-02陈朋飞

治淮 2022年10期
关键词:桩位钢护筒护筒

陈朋飞 崔 培

(中水淮河规划设计研究有限公司 合肥 230601)

1 工程概况

某防汛交通桥为5×20m 预应力混凝土空心板,桥梁按照整幅桥梁设计,桥梁总长为100m,全宽6m=0.5m(护栏)+5.0m(行车道)+0.5m(护栏),桥梁汽车荷载等级采用公路-Ⅱ级,设计基准期及使用年限为100年,结构设计安全等级为一级。桥梁上部结构采用装配式后张法预应力混凝土简支空心板梁,空心板高95cm,预制中板1.24m,预制边板1.745m,悬臂为0.505m。下部结构桥墩采用柱式墩,墩柱直径1.3m,桩基直径1.5m,桥台采用桩接盖梁轻型桥台基础,桩基直径1.3m,钻孔灌注桩基础,均按照摩擦桩设计。交通桥横断面结构图见图1。

图1 交通桥横断面结构图

2 桩基偏位情况

桩基破桩头后,在进行桩柱钢筋笼连接施工时发现1#桥墩Z3 桩基钢筋笼桩基的轴线偏位约13cm,偏移方向与桥梁横桥向桩基轴线方向呈一定夹角。钢筋笼主筋在桩顶严重弯折,对桥梁桩基受力产生影响。经发现后,业主、设计、监理、施工单位紧急开会讨论后建议,对桩基下挖至1~2m 深度并请检测单位对桩基钢筋保护层厚度进行检测,根据检测结果桩基保护层厚度满足规范要求。

3 原因分析

分析桩基钢筋笼偏位的原因,主要归纳有以下几个方面:桩基测量放样误差;钻孔倾斜度超标;扩孔严重,钢筋笼入孔后未进行校正、定位、加固。根据现场Z3 桩基施工资料显示,该桩基混凝土浇筑时实际方量远大于设计工程量,经分析第三种情况可能性最大,由于桩基扩孔严重,钢筋笼入孔后未进行二次定位加固导致桩基钢筋笼偏位。

4 处理方案

针对1#桥墩Z3 桩基钢筋笼偏位超出了规范规定允许的误差且偏差较大,本次提出以下几种处理方案。

4.1 桩位纠偏

将偏位的桩基周围挖开,将混凝土向下凿除,检查下部的桩身及钢筋笼的轴线位置。如果下部的桩身及钢筋笼的轴线偏位在规范允许范围内,上部的钢筋较直,上部按照接桩处理,混凝土的强度等级提高一个等级,桩身回填土必须压实且验算桩长时必须考虑回填土的负摩阻力影响。本方案基本维持原设计,但返工工作量大,尤其要注意原设计摩擦桩桩长的验算。

4.2 桩顶植筋

由于桩基轴线偏位,引起桩柱不在同一轴线上,导致偏心受压,增加附加弯矩和剪力,可以在桩顶植筋抵消这部分附加应力。具体方法是在桩基外壁正确桩位处用风镐打眼,深度不小于钢筋锚固长度,外露长度深入柱底50mm 以上,植入的钢筋型号与直径同原设计桩基主筋,钢筋的周围应加固化剂,施工完成后要进行抗拉拔试验。本方案较容易保证桩基的承载力,返工成本不大,适用于钢筋笼偏位不大的情况。

4.3 原位重钻

可在桩基原位置上用冲击钻将原桩毁除,重新施工。本方案返工成本大,施工风险高,周期长。

4.4 扁担桩

在原设计桩两侧重新钻孔成桩,桩顶接承台,俗称扁担桩,按照群桩处理。本方案容易保证工程质量,返工工期长,施工成本大。适用于桩位偏离太大,采用其他方案风险高。

根据现场调查,1#桥墩Z3 桩基钢筋笼偏位较大且桩基主钢筋严重弯折,该桩基已经存在严重质量问题,作废桩处理。故采用扁担桩方案。具体实施方案Z3 桩基在纵桥向方向各新建一根直径1.5m桩基上接承台,承台尺寸满足构造要求,承台顶与原桩顶保持齐平,承台顶上接原墩柱。桩基偏位处理方案图见图2。

图2 桩基偏位处理方案图

5 预防措施

5.1 埋设固定护筒

采用全站仪现场进行桩位精确放样,在桩中心位置做好标记,从纵横方向引出护桩,护桩与栈桥平台固定护好。钢护筒下放定位时,采用导向架进行定位,护筒中心轴线应对正测量标定的桩位中心,其偏差不得大于1cm,并应严格保持护筒的竖直度。护筒对正位置后,采用120 振动锤施打,在施打过程中随时观测护筒中心位置,如偏差超过允许,则及时校正。钢护筒施打到位后,采用固定架与钢栈桥管桩焊接固定形成整体。钢护筒埋设完毕后,用四个正交方向的护桩来确定桩位中心位置,然后把纵横线恢复到护筒外壁上,用来调整锤头的中心位置。通过采取此措施,一次放线,可多次校核,增加了可控性。

5.2 钻孔倾斜度控制

①在钻进过程中经常提起及放下钻头,若钻头提起及放下行动自如,则钻孔基本垂直。

②钻机就位基底应坚固,安装要求水平、稳固、三点一线。

③施工中应通过观察卷扬机摆动和吃力情况来判断是否出现斜孔,如出现斜孔,应立即悬吊钻头扫孔。

5.3 钢筋笼安装定位

①安设保护层垫块。为了确保钢筋保护层的厚度,钢筋保护层垫块采用强度为M40 的圆饼式滚轮砂浆垫块。沿钢筋笼纵向每隔2m 设一组垫块,每组4 个均匀设于桩基钢筋四周,呈梅花形交叉布设。

②定位加固。钢筋笼分节加工成型后,运输到桩位现场,用吊车分节下放。钢筋笼机械连接在孔口进行,钢筋笼下放要平稳,避免挂伤孔壁,禁止猛起猛落、强行下放。当最后一节钢筋笼顶部的加强箍筋和钢护筒顶相齐平时,停止钢筋笼下放。利用“十字交叉线法”从钢护筒的护桩引线恢复桩位中心位置,通过钢卷尺检校定位加强箍筋的圆心,认真调整其位置,使定位加强箍筋圆心和桩位中心相重合。

③设置钢筋笼吊筋。钢筋笼吊放过程中,利用两根吊筋将桩基钢筋笼吊起,保证钢筋笼底部悬空实际孔底标高5cm。连接钢筋笼的两根吊环一定要等长,对称焊接在钢筋笼的主筋上。悬吊钢筋笼的两根方木或槽钢要有足够的刚度,承放在钢护筒顶上要保证高低一致。这样钢筋笼才会竖直平稳、两吊环的受力才能一致,钢筋笼的对中才能得到相对的控制。

6 结语

桩基的施工情况,直接制约着项目总体施工进度、成本、质量目标。钢筋笼定位环节的控制要从思想上引起高度重视,提高技术人员的质量责任意识。桩基施工时重点在于预防偏位,从源头上控制各道工序。当前期施工的桩基发现偏位后必须及时总结经验,寻找发生问题的原因,制定切实可靠的预防措施。不宜当桩基偏位已成为事实后,再根据具体情况采取相应的处理办法。在后期的桩基施工中积极应用总结的预防措施。本文对类似工程的设计研究可提供一定的参考■

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