大直径斜桩超重超大钢筋笼制作安装关键技术_许谷星.pdf

202212Building Construction2882大直径斜桩超重超大钢筋笼制作安装关键技术许谷星 周伏萍江西省地质工程（集团）公司 江西 南昌 330029摘要：在港口码头工程的大直径钻孔灌注桩斜桩工程施工时，针对钢筋笼制作、运输与安装难题，提出了钢筋笼制作、运输、孔口连接、斜度控制等相关装置，并介绍了技术控制要点。项目采取所述装置和措施后有效地保证了钢筋笼施工质量，对类似工程具有一定的借鉴价值。关键词：斜桩；大直径钢筋笼；超重；制作安装中图分类号：TU753 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2022)12-2882-03 DOI：10.14144/ki.jzsg.2022.12.021Key Technologies for Fabrication and Installation of Super Large and Super Heavy Reinforcement Cage for Large Diameter Battered PileXU Guxing ZHOU FupingJiangxi Geological Engineering(Group)Company,Nanchang,Jiangxi 330029,ChinaAbstract:In the construction of large diameter bored pile battered pile in port and wharf engineering,in view of the difficulties in the fabrication,transportation and installation of reinforcement cage,the relevant devices for the fabrication,transportation,orifice connection,slope control,etc.of reinforcement cage are put forward,and the key points of technical control are introduced.The devices and measures effectively guarantee the construction quality of the reinforcement cage,which is of certain reference value to similar projects.Keywords:battered pile;large diameter reinforcement cage;super heavy;fabrication and installation16，桩数98根；系缆墩桩基直径为150250 cm，桩数18根。孔深在40 m左右，桩长在38 m左右。2 钢筋笼制作安装的特点和难点2.1 设计要求本工程钢筋笼采用直径40 mm螺纹钢为主筋，加强筋为直径20 mm圆钢，墩粗直螺纹钢筋连接。以桩直径150 cm的钢筋笼为例，主筋数量为32根，单节笼长12 m，一套钢筋笼重逾30 t。2.2 制作安装的特点和难点对于此类特殊的钢筋笼而言，单纯的人工钢筋笼制作精度无法满足设计要求。目前高速公路工程中使用的滚焊机钢筋笼制作由于动力问题无法拉动主筋，同样不适合用滚焊机加工钢筋笼。需要创新一种人工加机械的装置来满足施工要求。通过对本工程钢筋笼图纸和技术标准分析，结合合同工期，认为钢筋笼制作安装有如下特点和难点：1）上料困难：按照钢筋机械连接技术规程，在钢筋笼制作之前，先要将主筋端头切平墩粗车丝。直径40 mm螺纹理论质量约为10 kg/m，单根主筋质量近120 kg。单纯靠人工上料的劳动力消耗大，施工成本高，效率低。2）定位困难：对于墩粗直螺纹连接来说，主筋的间距及相对位置的准确性及固定强度大小是钢筋笼能不能顺利进行孔口对接安装的关键。由于钢筋笼主筋的自重很斜桩是钻孔灌注桩中相对于直桩而言的一种桩基础形式，通常应用于大跨度建筑物、港口码头构筑物中。斜桩的斜度一般为1517。由于斜桩的中轴线与地球引力方向不在同一方向上，因此斜桩的钢筋笼在钢护筒内的下沉常出现与钢护筒的内壁碰撞和挤压情况，从而导致钢筋笼破坏和变形，直接影响到施工安全、工期及工程质量。特别是对于超大孔径、超粗主筋、总重超重钢筋笼的制作、运输、安装更具有挑战性。现有的文献资料中较少涉及超大孔径、超粗主筋、总重超重斜桩桩型钢筋笼的制作、运输、安装全过程，没有钢筋笼制作装置、运输装置及孔口对接装置等关键技术的研究和总结1-2。本文通过工程实践，对超大直径斜桩钢筋笼的制作、运输、安装等关键技术进行系统总结。1 工程概况本工程是一个10万吨级的化工码头，码头总长为340 m，宽度11 m，由一个工作平台和4个系缆墩及1个引桥组成。平台桩基为嵌岩斜桩，直径为150 cm，斜度15或作者简介：许谷星（1970），女，硕士，高级工程师。通信地址：江西省南昌市青云谱区京山南路23号1308室（330029）。电子邮箱：J收稿日期：2022-06-14地基基础FOUNDATION BED&FOUNDATION建筑施工第44卷第12期2883大，仅仅依靠加强筋无法有效地控制主筋位置。3）运输困难：一般来说，从钢筋笼加工场到钻孔桩的孔口都有500 m以上的距离，只有采取汽车运输方式才能到达孔口。由于单节笼重逾10 t，长度12 m，重心高容易失稳。另外，车辆需要较大的转弯半径。对施工道路和施工平台、栈桥的平整度及强度提出了较高的要求。4）安装困难：斜桩的中轴线与地球引力方向不在同一方向上，因此斜桩的钢筋笼在钢护筒内的下沉安装常常出现与钢护筒内壁碰撞和挤压情况，从而导致钢筋笼被破坏和变形。必须釆取特殊的措施才能确保钢筋笼在非自然下垂状况下的主筋孔口顺利对接及钢筋笼中轴线与桩中轴线一致。3 工艺流程针对上述超大孔径、超粗主筋、总重超重斜桩桩型钢筋笼出现的上料、定位、运输及安装等困难，工程项目部通过方案论证，制定形成了如下工艺流程：场地准备安装钢筋笼制作装置钢筋笼制作钢筋笼运输安装钢筋笼斜度保障装置孔口钢筋笼对接保筋块安装钢筋笼安装。3.1 场地准备场地须平整开阔，四周设排水系统，场内严禁积水。地坪采用C20混凝土加筋浇筑，以确保足够的强度和硬度。顶棚用2层彩钢板焊成。保持场内通风散热。为利于主筋上料，主筋墩粗车丝位置平行于钢筋笼制作位置并错开设置。3.2 制作装置及技术为解决超重超大钢筋笼制作时上料和定位问题，设计了一个钢筋笼制作的特殊装置。该装置由简易龙门架、2个主筋定位钢圈、1个主筋限位圈组成。1）简易龙门架由6根立柱、3个8 t以上的手拉葫芦、3根横梁、2根纵梁、1根中梁组成。高约5 m，宽约4 m。2）立柱采用22号槽钢对拼组成，埋入硬质基础50 cm以上，并安装2根斜撑，斜撑角度不小于45，长度不小于100 cm。横梁、纵梁均采用22号工字钢在立柱顶端同一水平面上焊接成完整的框架，与立柱组合为一个整体。3）手拉葫芦安装在横梁的中部、3个手拉葫芦在一条水平直线上。4）主筋定位钢圈采用12号槽钢卷制成，直径与钢筋笼直径相同。在主筋定位圈上按照钢筋笼主筋根数数量均匀分布圆孔，圆孔孔径略大于主筋直径。5）主筋限位圈为一圆形圈，内圈直径略小于钢筋笼内径，由一根与加强筋型号大小相同的螺纹钢卷制而成。外圈直径略大于钢筋笼外径，包括两部分，由12号槽钢卷制而成，在槽钢翼部刻出与主筋直径相当的弧形凹口，凹口数量与主筋根数相同，间距与主筋间距相等。3.3 制作技术简易龙门架安装固定后，把主筋定位钢圈安装在龙门架两端手拉葫芦上，主筋限位圈安装在龙门架中间手拉葫芦上，先用3根主筋同间隔试着插入主筋定位钢圈，并保持主筋定位钢圈和主筋限位圈在同一轴线上，处于同一个同心圆。将切割好的主筋依次对称插入主筋定位钢圈和主筋限位圈中。为便于拆卸，两端的主筋定位钢圈距离钢筋端头距离不大于40 cm。主筋用铁丝绑扎固定在主筋限位圈上。后按照常规操作把钢筋制作好。中间的主筋限位内圈留在钢筋笼中，把外圈拆除即可。一节钢筋笼做好后，用平板车将钢筋笼运到堆放场地。3.4 运输措施为解决超重超大钢筋笼运输难题，需要使用特殊的运输工具和固定钢筋笼的方法。具体做法是：1）运输工具使用平板汽车，为防止汽车侧滑，对汽车的制动系统有很高的要求，另外要保证汽车轮胎的安全性能。及时清除钢栈桥和施工平台面上的积水、积雪、积霜。2）钢筋笼的固定：在平板汽车平板两边对称安装4对挂钩。钢筋笼从制作龙门放置在平板后，用4根8号钢丝绳将钢筋笼固定在平板汽车的挂钩上，并在挂钩上用卡扣卡死，然后在钢丝绳与主筋结合处用绳卡卡住。3.5 斜度控制装置及技术针对上述斜桩的安装难题，使用了一个斜桩安装辅助设备，该辅助设备包括底座以及2根立柱。底座设置在具有水平面的支撑物上，2根立柱对称设置在底座的两侧，且2根立柱的底部均与底座相连；底座的上方设置有连轴杆，连轴杆的一端通过轴承与其中一根立柱相连，连轴杆的另一端穿过另外一根立柱并与该立柱转动连接，连轴杆穿过立柱的这一端固定连接有转动装置。连轴杆的外表面套接有滚筒，滚筒外表面缠绕有用于吊住钢筋笼的钢绞线。转动装置为转动把手。在钢筋笼的一侧设置有钢筋笼挂钩，钢筋笼挂钩与所述钢筋笼形成封闭的环状。钢筋笼挂钩的数量设置有若干个，且若干个钢筋笼挂钩均位于钢筋笼挂钩的同一侧。2根立柱的两侧均对称设置有2块倾斜设置的支撑斜杆，支撑斜杆的上端与立柱相连，支撑斜杆的下端与底座可拆卸固定连接。钢绞线的直径为0.60.8 cm。3.6 保筋块和孔口钢筋对接措施及技术1）保筋块安装要求：保障斜桩钢筋笼不偏心是确保桩基施工质量的关键环节。由于斜桩钢筋笼自重造成钢筋笼本身受到挤压，需要足够强度和硬度的保筋块支撑钢筋笼，因此对保筋块的制作及安装有特殊要求。保筋块强度要求在C50以上，中心点绝对居中，厚度不小于5 cm，形状为圆柱体饼状。保筋块安装时顺主筋方向间距不大于2 m，同圈保筋块间距不大于相邻3根主筋距离。用22 mm圆钢穿过保筋块。保筋块的安装位置尽量靠近主筋。2）孔口主筋对接措施：在孔口进行主筋连接时，要借助一个孔口主筋连接装置，该连接装置由比被连接主筋许谷星、周伏萍:大直径斜桩超重超大钢筋笼制作安装关键技术202212Building Construction2884直径大1 cm左右的钢管和16#槽钢组合而成，槽钢与钢管呈15左右夹角焊接成一整体。连接装置安装在钻孔桩倾斜方向上的58根主筋上。在主筋上将在脚手架上使用的扣件卡住连接装置。连接装置的钢管上端与主筋端头的距离大于连接丝距5 cm左右。孔口对接时将上节钢筋笼主筋导入连接装置的槽钢中，由此减少了起重机械摆动及风力的影响，可以比较顺利地完成主筋连接。3）声测管安装：尽管声测管安装不属于钢筋笼安装范围，但声测管安装与钢筋笼安装关系密切。安装时注意如下：声测管的壁厚不少于0.7 mm；采用液压钳连接；管口两端封堵要及时有效。3.7 超重超大斜桩钢筋笼斜度控制措施先将斜度控制装置底座固定在施工平台上，并将2个支撑斜杆固定好，当底座、2根立柱、2个支撑斜杆所组成的支撑机构安装完毕后，将吊车的吊绳与钢筋笼上端的吊钩连接起来，同时将本装置的钢绞线与钢筋笼挂钩连接起来。启动起吊装置将钢筋笼吊入钢护筒中，通过旋转转动把手，使与钢筋笼相连的钢绞线通过滚筒进行回收，保证钢筋笼与钢护筒始终平行，不会和钢护筒的内壁相接触而产生挤压。同时在钢筋笼不断下沉的过程中，每下沉3 m左右将钢绞线与钢筋笼主筋相连，使钢筋笼从刚进入钢护筒到安装完毕的过程中，钢筋笼与钢护筒始终保持平行，从而保证钢筋笼既不变形又能顺利安装。斜度控制装置及斜桩钢筋笼安装如图1所示。在钢筋笼安装完成后，将钢绞线切断并固定在主筋上。4 结语大直径钻孔灌注桩，尤其是斜桩，在海况环境中的钢筋笼制作与安装是一个非常重要且施工安全风险和质量隐患 吊绳钢筋笼支撑柱钢丝绳斜拉杆挂钩地锚吊车图