淺談鉆孔灌注樁樁頭即時處理技術的研究

楊剛

摘要：本文介紹鉆孔灌注樁樁頭即時處理技術，該工藝簡單、工效高且為后續工序提供了便捷，可為今后鉆孔灌注樁樁頭處理施工提供參考。

Abstract： This paper introduces the instant treatment technology of bored pile head. This technology is simple and has high efficiency and it is convenient for the subsequent process and it can provide reference for the future construction of bored pile head.

關鍵詞：鉆孔灌注樁；樁頭處理；即時

Key words： bored pile；pile head treatment；instant

中圖分類號：TU473.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）06-0129-02

0 引言

目前我國鉆孔灌注樁樁頭處理多在承臺開挖以后，鑿除的方法通常有兩種做法。一是使用人工配合風鎬、鋼釬等工具進行樁頭鑿除。二是先鑿除鉆孔灌注樁的主筋，進行剝離，然后環切樁頭的方法。

而在鉆孔灌注樁水下混凝土灌注完畢后即進行樁頭挖除作業方面，國內僅有加長鋼護筒至樁頭以下，抽干泥漿后人工挖除樁頭混凝土的嘗試，通過寧西鐵路項目試驗，研制工裝設備提高樁頭處理施工技術水平，可為今后工程提供指導意義。

1 工裝設計原理

鉆孔灌注樁施工過程中樁頭處混凝土在灌注時會不停被抬升，為不影響樁頭混凝土的質量，水下混凝土多摻有緩凝劑，根據規范要求，鉆孔灌注樁水下混凝土灌注完畢時，樁頭處混凝土都沒有初凝，這樣就為我們樁頭混凝土的提前處理創造了可能。

樁頭即時處理工裝主要由工作和走行兩部分組成，工作部分主要由鉆桿、鉆頭和動力頭組成，走行部分主要由行走、轉向、液壓機構組成。通過鉆桿、鉆頭的旋轉，切割破碎尚未初凝的水下混凝土，將孔內浮碴、樁頭多余混凝土儲存于鉆頭內，帶出樁體，達到樁頭提前處理的目的。

2 工藝試驗驗證

在寧西鐵路西安至合肥段增建第二線工程NXZQ-1標梁灣特大橋、鴻雁大橋？準100cm樁基進行了試驗驗證，試驗方法簡介，選擇？準100cm鉆孔樁作為試驗用樁，加工直徑？準68cm的樁頭處理鉆頭，該鉆頭與YTR220型旋挖鉆機配套使用。當鉆孔樁灌注完畢3～5小時后，將旋挖鉆機的鉆頭換成樁頭處理用鉆頭，然后在鉆孔樁鋼筋籠內鉆至設計樁頂標高，將浮碴和樁頭多余混凝土取出。承臺基坑開挖后驗證：①浮碴是否混入樁頭混凝土中；②樁頭混凝土表面是否密實、平整；③樁頭以上剩余混凝土清理難易程度。

試驗過程步驟如下：第一步：旋挖鉆機換裝樁頭處理用專用鉆頭，將旋挖鉆機的鉆頭換裝成樁頭處理專用鉆頭這個過程很快，一般5～10分鐘內即可完成。第二步：鉆頭平面和標高定位。第三步：進行即時樁頭處理，鉆進至樁頂標高。第四步：提取浮碴和樁頭多余混凝土。

3 工裝設備設計

3.1 整套工裝設備的設計

根據鉆孔灌注樁樁頭即時處理的工作特點和工作環境，設計該工裝需具備走行能力，不用輔助機械的自我工作能力，可更換不同直徑鉆頭的強適應性能力，可進行長深度樁頭處理的深孔作業能力。如有旋挖鉆機施工，設計與旋挖鉆機進行匹配施工的能力。

整套工裝設備運輸走行時預計長度10m，寬3m，高度3m總重不超過20t，總體設計圖如圖1所示。

3.2 鉆頭的設計

根據鉆頭的工作特點和工作需要，采用旋挖鉆機鉆頭的相似設計，去除旋挖鉆頭的刀齒，采用平刀頭，以防止破壞下層樁頭混凝土，鉆頭底部設置擋板，使活動門更容易開關。由液壓動力頭提供鉆頭切削未凝固的水下混凝土必要的扭轉動力。使用旋挖鉆機同樣的可伸縮鉆桿，保證樁頭及時處理能進行深孔作業。

4 施工工藝

樁頭混凝土即時處理施工工藝，是在水下混凝土灌注完畢后，3～5小時后，使用專用樁頭處理設備，將樁頭即時處理專用鉆頭放入孔樁內，到達浮碴層后，啟動動力頭旋轉鉆桿，使鉆頭切削浮碴或樁頭以上多余水下混凝土，將浮碴或混凝土通過鉆頭底部活動門鏟入鉆頭內，然后提升鉆頭，在孔外排出浮碴、混凝土。對于孔壁和鋼筋籠間沒有清除的混凝土，也起到了擾動的作用，使其松動，便于后期清除。

4.1 工藝流程

鉆孔灌注樁水下混凝土灌注完畢拔導管→旋挖鉆機換裝專用鉆頭或專用樁頭即時處理機械進場→平面和標高定位→下沉鉆頭至孔內浮碴層→啟動動力頭帶動鉆頭鉆進→至樁頂設計標高以上5cm時停止鉆進，原位旋轉10min→提升鉆頭至孔外→清除鉆頭內浮碴、混凝土→清洗鉆頭。

4.2 施工工藝

4.2.1 施工工藝要點

①鉆孔灌注樁水下混凝土灌注完畢后，拔除導管后，應等待3～5小時，等水下混凝土強度達到200kPa左右時，方可進行樁頭即時處理，過早會造成鉆頭底部的活動門無法關閉，取不出來浮碴和混凝土；過晚水下混凝土強度過高，會造成鉆頭無法鉆取混凝土，或擾動到鉆孔樁鋼筋，而無法繼續鉆進。水下混凝土達到200kPa強度所需的參考時間如表1所示。②鉆頭下沉和旋轉時轉速應控制均勻，要盡量慢速，盡量不要擾動鉆孔樁鋼筋，以造成樁頭以下混凝土的破壞。③在鉆至設計樁頂標高以上5cm時，鉆頭停止轉動，下壓鉆桿，使鉆頭底部到達設計樁頂標高位置，反轉鉆頭，使活動門關閉，提升鉆頭出碴。在樁頂設計標高位置可反復執行以上操作，將鉆孔樁邊緣滑落下來的浮碴和水下混凝土清除干凈。④有聲測管的鉆孔灌注樁，對于設計樁頂標高以上的聲測管，應盡量向外側掰開，使其伸出到鋼筋籠范圍之外，防止在設計樁頂標高以上進行樁頭即時處理時，破壞了聲測管。

4.2.2 施工注意事項

①在灌注水下混凝土前應平整場地，特別是鉆孔灌注樁鋼護筒周圍墊層應平整密實。②開始旋轉時，應保持鉆桿垂直、位置正確，防止因鉆桿晃動引起工裝整體歪斜。③發現鉆桿搖晃、移動、偏斜或難以鉆進時，應將鉆頭提起一段距離，在緩慢均勻的旋轉鉆桿，避免樁孔偏斜和工裝損壞。④鉆頭進入混凝土層時，易造成鉆桿因摩擦力偏斜，可提起鉆頭上下反復掃鉆幾次，以減少鉆頭阻力，保持鉆桿垂直。⑤快達到設計深度時，要勤測量，防止鉆深后影響樁頭混凝土質量。

5 結論

鉆孔灌注樁樁頭即時處理施工技術，已經在工地試驗上說明是行之有效的，它具有以下的優點：

①工效高，承臺開挖后只需射水清理掉鋼筋籠范圍內樁頭的浮漿，用鐵錘或風鎬敲掉鋼筋籠外的剩余樁頭混凝土即完成了樁頭處理施工。②經濟性好，經測算如果大規模采用該技術施工，它比樁頭整體處理施工技術的費用還要低，而且直徑越大的樁基經濟性越好。③后續施工便捷，在基坑開挖完畢后，在向基坑吊放鋼筋的同時便可完成樁頭的剩余處理工作，實現了基坑開挖和承臺鋼筋施工的無縫連接。對于水中墩、深基坑等危險性較大的施工，可大大降低風險施工期的時間。

參考文獻：

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