刚性撑体辅助下混凝土灌注桩钢筋笼逆序施工

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[摘 要] 介绍了采用一种加强钢筋笼刚度用刚性撑体，有效地解决了灌注桩在施工过程中钢筋笼变形而造成的下落难或无法下落的难题，为类似工程施工提供参考。
　　[关键词] 刚性撑体 钢筋笼
　　
　　1 类似工程施工特点及分析
　　钢筋混凝土灌注桩被广泛地应用于工程的地基基础、深基坑围护等结构中，通过采取桩钢筋笼逆序法施工，即通过人工或机械成孔后先浇灌混凝土后放置钢筋笼，与传统的成孔后先放置钢筋笼再浇灌混凝土相比较，减少了孔壁坍塌、流砂等现象的发生，有效地改善了灌注桩桩身混凝土的完整性。但随着钢筋笼长度的增加，其刚度将降低，且在下落过程中受桩孔内混凝土阻力的影响，易产生弯曲变形，成为灌注桩钢筋笼下落困难的主要原因，导致断桩、截桩等突出质量问题，同时，钢筋笼在通过自身重力下落一定深度后，在采用平板振捣器于钢筋笼顶部进行振捣中，易产生主筋与加强筋、螺旋筋等脱离后而沿桩横截面非均匀分布现象，严重影响工程桩承载力。
　　2 施工问题处理方法
　　特制刚性撑体，被置于钢筋笼内进行分段组装后，与钢筋笼形成组合桁架，提高了钢筋笼的整体刚性，辅助钢筋笼在成孔混凝土中的正常下落。
　　与传统钢筋混凝土灌注桩逆序法施工相比较，改变了仅钢筋笼尾部受平板振捣器作用而产生加速钢筋笼变形的问题，在钢筋笼通过自身重力下落一定深度后，通过刚性撑体顶部承受平板振捣器作用，且由刚性撑体带动钢筋笼整体受力进行下落。
　　通过采取刚性撑体辅助钢筋笼下落，有效地避免了断桩、截桩等质量问题及后期处理难题，且此刚性撑体安装、拆卸方便、便于周转使用。
　　3 施工方案
　　（1）特制刚性撑体加工制作
　　图一 撑体中心杆件之间连接用紧固套筒加工示意图
　　1）刚性撑体中心杆件与撑体压（拉）杆之间连接用紧固套筒加工
　　“紧固套筒”采用厚度5mm、高度150mm的钢管制作，其四周均匀设置四对“连接撑体压杆固定耳片”，采用厚度为5mm钢板制作，“连接撑体压杆固定耳片”用于连接“撑体拉杆、压杆”。
　　一对“连接撑体压杆固定耳片”之间的间距为30mm，耳片之间设置10cm紧固螺杆配套带螺纹的螺孔，紧固套筒通过紧固螺杆的拧紧，与通长型刚性撑体进行固定。
　　2）特制组合型撑体压杆加工
　　“特制组合型撑体压杆加工”由两个“单撑体压杆”通过“连接单撑体压杆固定背片”连接而成，“单撑体压杆”和“连接单撑体压杆固定背片”均采用5mm钢板制作。
　　每个“单撑体压杆”均设置宽度10mm、长度0.35mm的“撑体拉杆滑道”，“撑体拉杆滑道”下部设置直径为10mm的“撑体拉杆卡槽”，间距50mm。一端设置直径10mm的螺孔通过直径8mm螺杆与“紧固套筒”连接，另一段设置直径20mm带缺口的“钢筋笼加强筋卡槽”通过直径8mm螺杆与“撑体拉杆”拉结。
　　图二 特制组合型撑体压杆加工示意图
　　3）特制撑体拉杆加工
　　“撑体拉杆”中间区段及两端连接段均采用5mm厚钢板制作，两端均采用双板与中间段单板连接，两端双板设置直径10mm螺孔，用于与“紧固套筒”、“撑体压杆”、“刚性撑体末端承压板”等通过直径8mm螺杆连接用。
　　图三 特制撑体拉杆加工示意图
　　4）特制刚性撑体末端承压板加工
　　图四 特制刚性撑体末端承压板加工示意图
　　“刚性撑体末端承压板”用于将平板振捣器的振动作用传递至“刚性撑体”后，再通过“撑体拉杆”传递至钢筋笼内圈加强筋，采用5mm钢板制作，沿其四周均匀设置一对厚度为5mm的固定钢板，通过“撑体拉杆”与“紧固套筒”连接以固定。
　　为防止平板振捣器在振动中，“刚性撑体末端承压板”滑移而影响振动效果，与“刚性撑体”接触面设置内径240mm、厚度5mm的钢管。
　　（2）刚性撑体安装
　　1）将内衬通长撑体依次从桩末端位置送入钢筋笼中在进行组装，严格注意内衬通长撑体中内径（或外径）最小的在前，其次在后；
　　2）将与“紧固套筒”连接的“撑体压杆”均与钢筋笼内圈加强筋通过“钢筋笼加强筋卡槽”固定后，将各“撑体拉杆”沿对应“撑体压杆”的“撑体拉杆滑道”滑移至同一对应 “撑体拉杆卡槽”通过螺杆固定。
　　图五 特制撑体连接紧固套筒、压杆、拉杆安装示意图
　　3）刚性撑体之间相互承插或通过套筒进行相互连接，沿撑体两端四周均匀设置10mm螺孔，通过螺杆将两段刚性撑体连接。
　　图六 内径不同刚性撑体之间组合安装示意图
　　图七 内径相同的刚性撑体之间组合安装示意图
　　4）将最后一节刚性撑体与承压板装置安装于桩头位置，四周均匀设置各对固定钢板通过螺杆连接固定后；重点将“刚性撑体末端承压板”紧贴“刚性撑体”顶部放正后，将“紧固套筒”四周的“紧固螺杆”拧紧后与“刚性撑体”连接固定后，刚性撑体末端承压板亦固定，需注意高出桩头30mm-50mm。（见图八）
　　（3）成孔提钻浇灌混凝土后钢筋笼吊装
　　1）成孔提钻浇灌混凝土
　　将混凝土输送泵管一端接在钻杆顶部的导流器预留管口处，另一端接在注浆泵上，将配制好的水泥浆由下而上在提钻同时在高压作用下喷人孔内。提钻压浆应慢走进行，一般控制在0.5~1.0m/min，过快易坍孔或缩孔。
　　2）钢筋笼的吊装
　　将桩机吊装用钢丝绳挂于钢筋笼的加强箍筋上，吊运时避免刮碰到刚性撑体，直至钢筋笼完全垂直于钻孔。
　　图八 刚性撑体末端承压板与撑体拉杆安装示意图
　　（4）桩钢筋笼下沉（振捣）
　　当下孔过程中存在困难时，将平板振捣器落于桩头末端的承压板上进行振捣。通过与各段刚性撑体连接的加强箍筋，保证钢筋笼各段整体受力均匀，下孔过程顺畅。
　　（5）刚性撑体提升
　　待钢筋笼完全下至标高后，将拉钩挂于刚性撑体末端进行起吊。起吊时尽可能保证刚性撑体垂直于钻孔，避免刚性撑体刮碰钢筋笼。如果刚性撑体起吊时遇到阻力，可用人工进行辅助。
　　（ ）刚性撑体拆卸、清理及周转使用
　　待刚性撑体完全回收后，进行拆卸。由于经过混凝土密实，各个杆件连接部位会有混凝土遗留物，可用抹布擦拭干净。如果脱离困难，可用小铁锤敲击。将拆下的杆件按照顺序放置好，待下一个钢筋笼进行安装，重复使用。
　　4 结语
　　通过采取特制刚性撑体辅助钢筋笼下落，通过采用刚性撑体，在钢筋笼内进行分段组装后与其形成整体性刚性桁架，增加钢筋笼整体刚性，同时，由刚性撑体受平板振捣器等作用带动钢筋笼整体受力而进行下落，减缓钢筋笼在下落过程中的变形，最终有效解决了本工程较长工程桩钢筋笼下落困难的难题。
               
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