新型鉆孔樁樁頭鑿除工藝與傳統(tǒng)工藝對比

(中鐵大橋局集團(tuán)有限公司 湖北 武漢 430050)

新型鉆孔樁樁頭鑿除工藝與傳統(tǒng)工藝對比

梁景瑞

(中鐵大橋局集團(tuán)有限公司湖北武漢430050)

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施項目的迅猛發(fā)展，橋梁工程越來越多，鉆孔灌注樁因其質(zhì)量可靠，地層適應(yīng)性強(qiáng)，被廣泛地應(yīng)用于橋梁工程中，而橋梁的鉆孔樁具有直徑大，超灌多的特點，因此，這種大直徑樁基的樁頭破除一直是一個難題?，F(xiàn)在工程施工中，基本還一直采用傳統(tǒng)的人工破除或人工輔助小型機(jī)械破除，耗費大量的人力物力，而且速度很慢，對樁體質(zhì)量、樁體鋼筋損傷大，且與現(xiàn)在的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目所要求的高效施工速度不相匹配。

新型；鑿除；工藝；優(yōu)勢

一、樁頭鑿除傳統(tǒng)工藝介紹

澆筑鉆孔灌注樁時應(yīng)澆筑至樁頂設(shè)計標(biāo)高0.5～1.0m以上，因超高澆筑部分在成樁后存在諸多缺陷，為保證樁身質(zhì)量，在進(jìn)行下一步工序前，需將超高澆筑部分予以清除。鑿除樁頂混凝土的工序稱為樁頭鑿除，也稱“砍樁頭”或“鑿樁頭”。

樁頭鑿除傳統(tǒng)工藝步驟如下：

(1)鑿除保護(hù)層混凝土。測量確定樁頂設(shè)計高程，并在樁頭位置處用顯著標(biāo)記標(biāo)明。在標(biāo)記線處人工開鑿缺口，深度至鋼筋。便于后續(xù)的風(fēng)鎬作用時不會損傷鋼筋保護(hù)層，之后用風(fēng)鎬剝離缺口以上保護(hù)層混凝土。

(2)剝離樁頭主筋。樁頭保護(hù)層混凝土鑿除后，將主筋向外側(cè)微彎，保證混凝土和鋼筋分離以便后續(xù)施工。

(3)鑿除樁心混凝土。利用鋼釬和大錘，使樁心混凝土分離開。

(4)吊出樁頭。利用吊機(jī)將已分離的樁頭吊出基坑。

(5)人工清理。樁頭被鑿離后，并不能保證斷面的平整，之后需人工鑿除不平整部分并清理樁頂。

傳統(tǒng)鑿除工藝的不足之處在于：(1)鑿除樁頭會對鉆孔樁鋼筋造成不同程度的彎折損傷；(2)樁頭鑿除時易損傷承臺以下樁身鋼筋保護(hù)層混凝土，削弱樁基和承臺之間的連接，埋下主筋銹蝕的病害而難以查驗和彌補(bǔ)；(3)預(yù)埋好的聲測管不易找到，費時費力；(4)樁頭處理時間長，造成基坑施工周期長，降水與防護(hù)、人工、機(jī)械費用高；(5)噪音大，不適合在市區(qū)采用。

二、新型樁頭鑿除工藝

在安裝鋼筋籠前，將事先加工好的珍珠棉管(或者復(fù)合脫松套、PE管)直接套入鋼筋籠外露承臺的主筋和聲測管外端表面，將鋼筋籠伸入承臺的主筋和聲測管全部包裹、密封，使樁頭混凝土和主筋不發(fā)生握裹。珍珠棉管底端設(shè)樁頂標(biāo)高以上50mm的位置處，用扎絲捆扎固定，保證其不發(fā)生串動，并防止漏漿，上端回折后用扎絲捆扎。

套管宜選取硬塑料材質(zhì)或稍厚的軟泡棉(建議采用珍珠棉管)，保證在灌注中不被混凝土擠扁失效。管徑宜選取比主筋直徑大10mm以上，厚度在10mm以上，確保鋼筋與套管順利分離。

破樁頭采用復(fù)合破樁頭法施工，在開挖承臺前，預(yù)先放出開挖邊線，并標(biāo)識樁頭所處位置，避免開挖過程中樁頭被損壞。承臺開挖完成后，在樁頂高程以上10cm處采用氣動鑿巖機(jī)垂直樁身方向鉆孔，根據(jù)樁基直徑，對稱鉆2～4孔，鉆孔深度只需要達(dá)到樁徑的1/5即可，然后將分離楔子插入鉆孔中，并采用外力進(jìn)行敲擊，直至鉆孔處樁頭與樁身面產(chǎn)生分離，然后再起吊出上部樁頭。

若條件允許且樁基數(shù)量較大的情況下，可將鋼楔子插打分離更換為液壓靜態(tài)分裂機(jī)進(jìn)行分離，能較大程度的提高工作效率。

三、新型樁頭鑿除工藝的技術(shù)原理

新工藝設(shè)計靈感來源于生活中的蜂窩煤，因為分離后的樁頭同樣會有蜂窩狀孔洞，類似于放大后的蜂窩煤，因此由蜂窩煤的制作經(jīng)驗推廣至樁頭鑿除中，形成新的樁頭鑿除工藝。蜂窩煤在制作過程也會有類似“樁頭分離”的步驟，即脫模。兩者共同原理是使模板(樁基主筋)與蜂窩煤(樁頂混凝土)之間有較小的粘合力，方便在較小拉力作用下，完成脫離。

四、新型樁頭鑿除工藝的優(yōu)勢

新型樁頭鑿除工藝的產(chǎn)生源于對生活的觀察，及對力學(xué)的靈活運用。與傳統(tǒng)鑿除樁頭工藝比較，優(yōu)化工藝具有工程效率高、工程風(fēng)險低、工程質(zhì)量優(yōu)、工程環(huán)境好的優(yōu)勢。

(一)施工效率高。與傳統(tǒng)工藝相比，新工藝去繁就簡，縮減了以下三個主要施工步驟：

A、主筋外混凝土保護(hù)層無需用風(fēng)鎬清除；

B、主筋無需向外微彎后，再向內(nèi)扳回；

C、樁頭吊離后，無需進(jìn)行人工二次鑿除。

由現(xiàn)場施工論證后得知，采用優(yōu)化工藝進(jìn)行鑿樁頭的效率為6根/人.天，而傳統(tǒng)工藝則為1.2根/人.天，優(yōu)化工藝的效率約為傳統(tǒng)工藝的5倍。

(二)風(fēng)險低。傳統(tǒng)鑿樁頭法不能趁早進(jìn)行人工鉆孔和風(fēng)鎬剝離，此時進(jìn)行樁頭鑿除容易影響到下層樁身質(zhì)量。同時也不能等到混凝土徹底凝固后進(jìn)行鑿除，這時的樁頭混凝土強(qiáng)度大，鑿除施工難度增大。因此傳統(tǒng)工藝需要密切關(guān)注樁頭的變化，選擇合適時間進(jìn)行樁頭鑿除作業(yè)，此方法耗時費力。

新型工藝的優(yōu)勢在于切除樁頭時，對時間要求低，沒有損傷樁身質(zhì)量的風(fēng)險，可以縮短工序時間，較早的開始承臺鋼筋施工。同時因不再需要剝離混凝土保護(hù)層，降低了工人在操作風(fēng)鎬時受傷的風(fēng)險，對施工效率以及工程安全生產(chǎn)有較大幫助。

(三)鋼筋損傷小。新型工藝施工過程中基本是與鋼筋零接觸，保護(hù)套管的存在阻止了鋼筋與混凝土的直接接觸。在垂直向上吊拉過程中，主筋只起到豎向?qū)虻淖饔茫划a(chǎn)生水平擾動，最大程度的保護(hù)了主筋。

(四)污染小、噪音低。傳統(tǒng)樁頭鑿除工藝中，風(fēng)鎬鑿除保護(hù)層時產(chǎn)生大量粉塵及噪音，剝離的混凝土殘留物還需要二次清除。新型工藝的優(yōu)勢在于取消了風(fēng)鎬作業(yè)，消除了工程安全隱患，保護(hù)了施工環(huán)境，使優(yōu)化工藝可以滿足在人口密集地區(qū)的施工要求。

五、新型樁頭鑿除工藝注意事項

(一)樁頭鋼筋及聲測管密封。在進(jìn)行復(fù)合脫松套安裝時，必須將外露承臺的鋼筋和聲測管全部密封，且完全固定，保證其不發(fā)生串動。

(二)樁頭分裂

A、保持水平的鉆孔，分裂的作用力會沿著鉆孔的角度延伸。

B、鉆孔深度只需達(dá)到樁直徑的1/5即可。

C、分裂楔子必須已合適的角度插入，唯一運動的部分是中心楔子，其作用力使得外部的楔子互相反向的分開、上下分開。如果分裂楔子被旋轉(zhuǎn)90度，它就會向兩邊分開，就會把樁體縱向從頭到腳分開。

D、插入分裂楔子后在工作前倒退大約50mm，這樣可以確保中心舌部有空間向前移動，從而使得外部楔子分開，而不會在鉆孔末端碰到砼阻力。如果確實碰到砼，中心舌部會彎曲。

E、在進(jìn)行破樁頭鉆孔時，要做到認(rèn)真、仔細(xì)，避免鋼筋或聲測管被損壞。

(三)樁頭起吊

A、樁頭起吊宜設(shè)置3個吊點，位置水平、分布均勻，以保證起吊是不發(fā)生傾斜而別住一側(cè)鋼筋，難以順利起吊。

B、在吊起樁頭前，必須確保樁頭與樁身完全分離。

C、在吊起樁頭時，要確保鋼絲繩等起吊機(jī)具不脫掉，避免安全事故。

六、結(jié)束語

該工法很好的解決了大直徑樁基的樁頭破除問題，施工速度快，減少施工對樁基的傷害，隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施項目的迅猛發(fā)展，該工藝將會被廣泛地應(yīng)用于橋梁工程中。

[1]嚴(yán)建峰.樁頭破除的綠色施工技術(shù).施工技術(shù).2011.

[2]王定寶.橋梁鉆孔樁樁頭截除環(huán)切工藝技術(shù)應(yīng)用[J].民營科技.2016.