秦 猛

(廣西路建工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530001)

0 引言

隨著目前建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的不斷完善，行業(yè)從業(yè)者對(duì)工程品質(zhì)的要求也越來(lái)越高。橋梁的樁基作為整個(gè)橋梁受力體系中非常重要的一部分，其施工質(zhì)量的重要性不言而喻。而樁基的中心偏位是否在規(guī)范范圍內(nèi)則是判斷一根樁基是否合格的首要標(biāo)準(zhǔn)，因此樁基施工中需要格外重視鋼筋籠的安裝這一步驟。目前高速公路行業(yè)普遍采用傳統(tǒng)的樁基鋼筋籠安裝定位施工方法，其定位方式繁瑣、效率低且定位效果不好的劣勢(shì)越來(lái)越突出，其施工工藝已不能滿足現(xiàn)今準(zhǔn)確性、連續(xù)性的標(biāo)準(zhǔn)化施工要求。因此對(duì)樁基鋼筋籠安裝定位工藝的研究及改進(jìn)創(chuàng)新具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，也能對(duì)行業(yè)內(nèi)的同類施工提供一定的借鑒。

1 設(shè)計(jì)思路

1.1 傳統(tǒng)樁基鋼筋籠安裝定位方法及弊端分析

1.1.1 傳統(tǒng)樁基鋼筋籠安裝定位方法

測(cè)量孔深→在樁基鋼筋籠底部四角焊四根鋼筋保證鋼筋籠底部標(biāo)高→吊車吊鋼筋籠入孔→復(fù)核鋼筋籠中心點(diǎn)→使用測(cè)繩分十字確定中心點(diǎn)位置→用鋼卷尺測(cè)量出四個(gè)角距中心點(diǎn)的距離并計(jì)算所需調(diào)整鋼筋籠位置→移動(dòng)鋼筋籠使鋼筋籠對(duì)中→復(fù)測(cè)鋼筋籠中心點(diǎn)位置→在鋼筋籠從上至下的第一個(gè)加強(qiáng)箍位置四個(gè)角焊四條鋼筋固定鋼筋籠中心位置→吊車下放鋼筋籠至樁底[1]。

1.1.2 存在的弊端

(1)鋼筋籠直接放入孔底樁基底部，易通過(guò)四根鋼筋對(duì)樁基底部鋼筋籠進(jìn)行腐蝕。

(2)樁基底部不平或焊在鋼筋籠底部的鋼筋不平，易造成放入樁基底部的鋼筋籠傾斜，并且鋼筋籠中間易扭曲受折，且鋼筋籠越長(zhǎng)，中間部位的扭力越大。

(3)在第一個(gè)加強(qiáng)箍上焊定位筋，定位好中心點(diǎn)位置后下放鋼筋籠至孔底，因其定位筋在下放的過(guò)程中要經(jīng)過(guò)一段距離才到孔底，易受鋼護(hù)筒埋設(shè)質(zhì)量影響。若鋼護(hù)筒埋設(shè)傾斜度過(guò)大，定位的鋼筋籠中心點(diǎn)也將隨著護(hù)筒傾斜度偏離。

(4)焊接在底部定位標(biāo)高的鋼筋均為一次性使用，造成浪費(fèi)。

(5)安裝定位工藝繁瑣，在中心點(diǎn)定位時(shí)不但需計(jì)算鋼筋籠對(duì)應(yīng)四個(gè)角的移動(dòng)距離，而且還需與吊車操作機(jī)手配合默契才能使鋼筋籠移動(dòng)至指定位置，效率低下。

傳統(tǒng)的樁基鋼筋籠安裝定位方法存在的弊端是導(dǎo)致樁基鋼筋籠安裝效率及質(zhì)量偏低的原因，因此需要更為先進(jìn)和更具實(shí)用性的施工方法來(lái)代替。由此引出了本文研究對(duì)象：一種新型樁基鋼筋籠安裝定位裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

1.2 新型樁基鋼筋籠安裝定位裝置的設(shè)計(jì)原理

該新型裝置的設(shè)計(jì)除滿足基本定位要求，還需避開(kāi)傳統(tǒng)定位方法產(chǎn)生的弊端。

(1)鋼筋籠采用懸吊進(jìn)行定位標(biāo)高的方法，可以讓鋼筋籠底部通過(guò)混凝土?xí)r完全封閉，避免鋼筋的腐蝕。并且鋼筋籠懸吊可以保證鋼筋籠的整體垂直度，避免鋼筋籠直接放入樁底使鋼筋籠的中間部位產(chǎn)生扭曲變形，同時(shí)使鋼筋籠四周的保護(hù)層得到了很好控制[2]。

(2)樁基鋼筋籠中心坐標(biāo)定位的方法，可采用在鋼筋籠頂部的中心位置安裝一個(gè)參照物，在鋼筋籠進(jìn)行中心點(diǎn)對(duì)中作業(yè)時(shí)，只要移動(dòng)鋼筋籠使其參照物與中心點(diǎn)設(shè)計(jì)坐標(biāo)位置重合即可達(dá)到鋼筋籠中心點(diǎn)定位的目的。該方法可通過(guò)直觀的方式來(lái)確定鋼筋籠中心點(diǎn)的位置，避免了計(jì)算及多次使用卷尺復(fù)核的程序，提高了施工效率。同時(shí)在頂部進(jìn)行參照物的安裝減少了中心定位通過(guò)豎直方向的距離，減少了有可能因鋼護(hù)筒傾斜帶來(lái)的偏位影響[3]。

(3)在裝置的安裝方式上采用可以拆卸的形式進(jìn)行重復(fù)的使用，可以有效避免材料的浪費(fèi)，節(jié)能環(huán)保[4]。

(4)在裝置使用材料的選擇上，其作為吊裝承重的橫梁可根據(jù)承重需求，采用相應(yīng)抗彎能力的槽鋼或工字鋼；吊裝桿件考慮到其可能在吊裝過(guò)程中的不平衡產(chǎn)生不同方向的應(yīng)力，可采用強(qiáng)度較高及延展性較好的精軋螺紋鋼作為吊裝桿件材料；吊裝桿件與鋼筋籠吊裝時(shí)的連接裝置考慮應(yīng)力的集中可選用強(qiáng)度較大的16Mn錳鋼錨具作為連接工具；平面中心坐標(biāo)定位圈因主要作為水平固定來(lái)用，普通螺紋鋼筋即可滿足材料的強(qiáng)度及剛度需求。

2 新型樁基鋼筋籠安裝定位裝置的制作

2.1 裝置示意圖

新型樁基鋼筋籠安裝定位裝置的制作如圖1所示：

圖1 新型樁基鋼筋籠安裝定位裝置示意圖

2.2 樁基鋼筋籠中心坐標(biāo)定位裝置的制作

(1)制作一個(gè)與設(shè)計(jì)樁基鋼筋籠加強(qiáng)箍相同直徑的圓形鋼圈，鋼圈使用鋼筋直徑宜與樁基鋼筋籠加強(qiáng)箍設(shè)計(jì)直徑一致。

(2)在鋼圈“十”字對(duì)角對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)鋼筋籠主筋的位置焊接四條比設(shè)計(jì)鋼筋籠主筋大1 cm，長(zhǎng)度為4 cm的鍍鋅鋼管，要求焊接焊縫飽滿牢固。

(3)通過(guò)十字內(nèi)分法，找出鋼圈中心點(diǎn)，并在中心點(diǎn)兩側(cè)鋼圈內(nèi)圈焊接2個(gè)內(nèi)徑為8 mm的螺帽，要求螺帽焊接牢固、水平統(tǒng)一。

(4)使用φ6 mm鋼筋制作一條“[”字型的中心點(diǎn)定位桿，其定位桿長(zhǎng)度為定位鋼圈內(nèi)2個(gè)對(duì)角螺帽中心點(diǎn)到中心點(diǎn)的距離。

(5)把定位桿放入鋼圈對(duì)應(yīng)螺帽內(nèi)，再次找出鋼圈中心點(diǎn)位置，在中心點(diǎn)位置上焊接一條φ3 mm、高度為5 cm的圓鋼作為中心點(diǎn)位置參照物。

(6)在鋼圈內(nèi)部四角加焊4條內(nèi)襯鋼筋提高鋼圈抗變形能力，鋼筋焊接直徑宜選用與鋼圈直徑一致的鋼筋且焊接必須牢固，并注意避免與“[”定位桿位置的沖突。

樁基鋼筋籠中心坐標(biāo)定位裝置效果如圖2所示。

圖2 樁基鋼筋籠中心點(diǎn)坐標(biāo)定位裝置現(xiàn)場(chǎng)圖

2.3 樁基鋼筋籠標(biāo)高定位裝置的制作

2.3.1 鋼筋連接器及鋼筋連接夾片的制作

(1)鋼筋連接器采用一個(gè)單孔錨具及一個(gè)單孔鋼圈相互焊接而成，連接器內(nèi)設(shè)2個(gè)連接孔：一個(gè)單孔鋼圈為吊環(huán)連接孔，孔直徑比吊環(huán)直徑稍大5 mm以便于拆卸即可；另一個(gè)單孔錨具孔為鋼筋連接孔，孔壁為上大下小的錐形，孔壁錐形上下圓直徑與鋼筋連接鋼夾片等同。

(2)鋼筋連接鋼夾片采用與鋼筋連接器等高1/3的錐形鋼夾片，錐形夾片內(nèi)設(shè)直徑比所需連接鋼筋直徑稍小1 mm的抗滑螺紋。錐形鋼夾片錐度為14°即可，鋼夾片最小厚度應(yīng)≥3 mm。

2.3.2 吊桿的制作

截取2或4截等長(zhǎng)的精扎螺紋鋼作為吊桿，每截吊桿配備2個(gè)配套螺帽及2塊1 cm厚的墊片。

2.3.3 扁擔(dān)的制作

采用槽鋼背向雙拼，再使用鋼板連接加固焊接而成，中間預(yù)留空隙比所需吊裝鋼筋籠設(shè)計(jì)主筋直徑稍大5 mm。兩槽鋼中間背向使用比吊桿直徑稍大的鋼筋每隔30 cm焊接一道，要求連接鋼筋長(zhǎng)度不能超過(guò)槽鋼高度且與槽鋼相連部位焊縫飽滿、牢固。扁擔(dān)長(zhǎng)度宜為有效跨徑(架設(shè)在樁基鋼護(hù)筒上的跨徑)外預(yù)留50 cm活動(dòng)空間。

3 樁基鋼筋籠安裝定位裝置的使用方法

3.1 施工準(zhǔn)備

(1)樁基鉆孔施工前，場(chǎng)地宜平整至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高。

(2)樁基護(hù)筒需垂直于水平面進(jìn)行埋設(shè)，并且護(hù)筒周圍的回填土要夯實(shí)，確保護(hù)筒埋設(shè)牢固。

3.2 施工步驟

(1)使用吊裝機(jī)械懸吊鋼筋籠入孔，懸吊鋼筋籠頂位置稍低于鋼護(hù)筒頂面即可。

(2)安裝鋼筋中心點(diǎn)定位裝置在鋼筋籠頂部，要求安裝的定位鋼圈水平面傾斜度符合工程要求誤差。

(3)通過(guò)十字拉線法得出樁基設(shè)計(jì)中心點(diǎn)位置，再移動(dòng)鋼筋籠位置使中心點(diǎn)定位裝置上的中心點(diǎn)參照桿位置與設(shè)計(jì)中心點(diǎn)位置重合。

(4)在中心點(diǎn)定位裝置所固定的4條主筋上點(diǎn)焊上4條平面定位鋼筋，用于固定中心點(diǎn)位置。

(5)把鋼筋連接器的鋼筋連接孔放入制作完成的鋼筋籠主筋頂部，再用鋼夾片放入鋼筋連接孔內(nèi)夾緊。要求鋼筋連接器對(duì)稱安裝在鋼筋籠主筋同一平面位置，且其吊桿連接孔位置處于同一直線上，孔口呈相反方向。

(6)計(jì)算吊桿長(zhǎng)度，把吊桿分別穿入鋼筋籠連接器吊桿孔及扁擔(dān)內(nèi)，扭動(dòng)螺帽調(diào)整至所需吊桿長(zhǎng)度位置。

①吊桿的長(zhǎng)度按式1計(jì)算，如圖3所示：

圖3 吊桿計(jì)算示意圖

L=L1-L2+(L3+L4+L5)

(1)

L1——護(hù)筒頂?shù)皆O(shè)計(jì)鋼筋籠底的距離，L1=h1-h2；

h1——護(hù)筒頂標(biāo)高；

h2——設(shè)計(jì)鋼筋籠底標(biāo)高；

L3——連接器底部到鋼筋籠頂?shù)木嚯x；

L4——扁擔(dān)高度；

L5——墊片厚度，取L5=10 mm。

②吊桿選用應(yīng)符合表1規(guī)定：

表1 吊桿選用標(biāo)準(zhǔn)表

③承重扁擔(dān)橫梁選用應(yīng)符合表2規(guī)定：

表2 承重扁擔(dān)橫梁選用標(biāo)準(zhǔn)表

(7)吊車下放鋼筋籠使之懸吊在樁基護(hù)筒上。

(8)澆筑樁基混凝土。

(9)扭動(dòng)取出吊桿上螺帽及墊片并移走扁擔(dān)，即可使用鐵錘輕敲樁基中心點(diǎn)定位裝置的4個(gè)固定點(diǎn)，取出中心點(diǎn)定位圈；使用鐵錘輕敲連接器上表面使之松動(dòng)，取出鋼筋連接器及夾片。

4 效果論證

我們對(duì)使用了新型樁基鋼筋籠安裝定位裝置進(jìn)行施工后的152根樁基成品的中心點(diǎn)坐標(biāo)偏位情況及鋼筋籠底標(biāo)高(通過(guò)籠頂鋼筋反算)偏位情況進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果如圖4～5所示。

圖4 樁基成品鋼筋籠中心坐標(biāo)實(shí)測(cè)圖

圖5 樁基成品鋼筋籠底偏位實(shí)測(cè)圖

由圖4可看出在使用了新型樁基鋼筋籠安裝定位裝置的152根樁基成品其中心點(diǎn)坐標(biāo)均在50 mm以內(nèi)。由圖5可以看出鋼筋籠底標(biāo)高偏位誤差也均在50 mm以內(nèi)。其中心坐標(biāo)偏位誤差和鋼筋籠底標(biāo)高誤差均控制在《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG F80/1-2017)要求的質(zhì)量要求范圍內(nèi)。

該裝置操作簡(jiǎn)單，拆卸方便，定位準(zhǔn)確，工作時(shí)間與傳統(tǒng)定位方式約20 min左右相比降低到了10 min以內(nèi)，大大地提高了工作效率，很好地實(shí)現(xiàn)了裝置設(shè)計(jì)的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

樁基鋼筋籠安裝得準(zhǔn)確是保證樁基施工質(zhì)量的重要步驟。本文介紹了一種新型的樁基鋼筋籠安裝定位裝置，從裝置的設(shè)計(jì)思路、原理、制作方法和使用方法進(jìn)行了分析，并在實(shí)際施工中進(jìn)行了效果論證。結(jié)果表明，本文所介紹的新型樁基鋼筋籠安裝定位裝置能達(dá)到樁基鋼筋籠安裝定位的目的，并具有準(zhǔn)確性及實(shí)用性。