鉆孔灌注樁樁頭快速整體分離施工技術(shù)

（云南省鐵路總公司，云南 昆明 650500）

1 引言

橋梁鉆孔灌注樁泛應用于工程建設中，因其成樁澆注的特點，即借助導管下混凝土，讓混凝土在自重作用下快速填充于鉆孔中，并將孔中的泥漿向上擠出形成。為確保灌注樁樁頂混凝土強度和質(zhì)量，灌注澆筑時應高出樁頂設計標高0.5～1m，待樁基成型且混凝土達到一定強度后，將設計標高以上部分予以清除。因此，鉆孔灌注樁樁頭處理是不可缺少的一道工序，是工程技術(shù)人員重點關(guān)注的問題。賴文平[1]總結(jié)分析了鉆孔灌注樁高大樁頭分層鑿除法。付紅梅[2]通過對灌注樁中破樁頭方法研究，總結(jié)出各種樁頭處理方法的特點。鄭先奇等[3]介紹了橡塑發(fā)泡管、硬質(zhì)塑料管等在鋼筋隔離技術(shù)在鉆孔灌注樁樁頭處理上的應用。馬佳[4]等采用包裹法+雙刀環(huán)切法運用于樁基礎(chǔ)工程中進行破樁頭處理。隋豐隆[5]對鉆孔灌注樁樁頭整體鑿除施工技術(shù)進行研究分析，取得較好的效果。肖建宇等[6]對樁基頂部由于不規(guī)范施工導致出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象進行了論述。混凝土樁頭的處理不僅涉及工程進度和質(zhì)量問題，也涉及施工作業(yè)人員的安全問題，因此本文結(jié)合某橋灌注樁，研究樁頭快速分離的施工方法，為工程提供依據(jù)。

2 工程實例

以某高速公路一橋梁基樁樁頭處理為例，闡述樁頭整體快速分離技術(shù)與方法。該橋為3×40m、5×40m 左右兩幅，橋墩為雙柱墩，下設樁基礎(chǔ)。如圖1 所示，橋臺基樁樁徑為1.5m，墩柱下的樁徑為1.9m。為確保施工安全，全橋要求采用機械鉆孔進行施工，待鉆孔深度達到樁底設標高后，應對孔深、孔徑進行檢查，符合要求后方可清孔，下放鋼筋籠等后續(xù)工序的作業(yè)。

圖1 橋梁樁基圖

3 樁頭快速整體分離技術(shù)及注意事項

橋梁基樁樁頭處理是要破除超灌樁頂混凝土，但要保留伸入承臺或墩柱的鋼筋，其處理方法有傳統(tǒng)鑿樁頭法、整體破除法、射水法、溢出鏟除法。目前用得較多的是傳統(tǒng)鑿樁頭法，但因其施工效率低、鑿樁時間長，特別是對主筋和樁身的損傷、施工安全存在質(zhì)量隱患等方面存在一些弊端，而逐漸被樁頭整體破除法所取代。

3.1 樁頭快速整體分離技術(shù)

1）在樁基鋼筋籠成型后，在基樁樁頭伸入承臺或墩柱部分的兩根對角主筋上標記出基樁設計樁頂標高位置，用工程線對齊兩標記點位沿鋼筋籠圍一圈，即可得出所有主筋的樁頂設計標高的位置。

2）將提前準備好的橡膠圈套入基樁每一根主筋標記位置以上10cm 處，該橡膠圈起到密封、托起PE 管的作用。

3）在基樁樁頭每一根主筋上套入PE 管，PE管下方由橡膠環(huán)承托固定，上口用橡膠帶纏繞封口，確保混凝土澆筑過程不發(fā)生位移，以防泥漿滲漏入PE 管中，以免樁頭混凝土強度形成后鋼筋與混凝土發(fā)生握裹而難以剝離。這樣樁頭部位混凝土和主筋不發(fā)生接觸，為下面的“摘除”提供了條件。

4）待基樁強度形成后，在樁頂設計高程以上10cm 處的樁周圍，采用氣動鑿巖機在垂直于樁身方向均勻鉆孔，再將分離鋼契子插入鉆孔中，采用外力進行敲打，直至樁頭與樁身完全分離。

5）用起吊設備吊出剝離下來的樁頭混凝土，至此，一顆基樁的破樁頭工序結(jié)束，進行下一顆基樁的破樁頭工作。

3.2 注意事項

1）在鋼筋上標識樁頭位置，避免開挖過程中樁頭被損壞。

2）在進行破樁頭用氣動鑿巖機鉆孔時，按照事前標記位置，要認真、仔細核查，避免鋼筋或聲測管被損壞。

3）人工用風鎬或氣動鑿巖機將整個樁頭鋼筋外保護層混凝土剝離。在剝離過程中不得用工具直接觸碰鋼筋，防止鋼筋損壞或扭曲。

4）在基樁樁頂設計標高以上10cm處鉆眼孔，孔位均勻布置在樁頭四周，將鋼楔打入鉆孔，逐個依次擊打加壓，直至將樁頭與樁身完全分離。

5）必須確保樁頭與樁身完全分離才能進行樁頭起吊工作，以免擾動樁體。

4 材料選用及施工工藝

4.1 橡膠圈

為確保橡膠圈與鋼筋穩(wěn)固貼合鋼筋且能托住上面PE 管，橡膠圈直徑要求略小于主筋2～3mm，且要求密封性能好，抗變形能力大。本橋中采用的托底橡膠圈具體尺寸為：外徑3.8cm，內(nèi)徑2.6cm，厚度為5.5mm。橡膠圈安放在樁頂設計標高以上10cm 處，承托其上的PE管作用。

4.2 PE管材

為快速破除樁頭混凝土，減少PE 管壁與混凝土的摩擦作用，增加混凝土與鋼筋的剝離難度，PE 管選用管徑比主筋直徑大2～5mm 的硬塑料材質(zhì)，在提整體樁頭時能快速剝離鋼筋。為確保在澆筑混凝土時PE 管能固定不發(fā)生串動，在PE 管上口端用膠帶與主筋纏繞在一起，必要時可用鉛絲固定。

4.3 施工工藝

在綁扎成型的鋼筋籠主筋上標定樁頂設計標高的位置，將橡膠圈套入主筋并移至該設計標高上方10cm 處，起到承托PE 管的作用，再將PE管套入主筋，為防止施工過程中泥漿從PE 管上口流入PE 管內(nèi)，在PE 管上口用膠帶纏繞封口后即可澆筑混凝土；在成孔檢查、清孔完成后，將提前套橡膠圈、PE 管的鋼筋籠放入孔中，澆筑基樁混凝土，待混凝土達到一定強度即可破樁，具體施工工藝流程圖如圖2 所示。

5 工程實際應用效果

圖2 施工工藝流程圖

在該橋破樁頭工作中，橡膠圈為確保橡膠圈與鋼筋穩(wěn)固貼合鋼筋且能托住上面PE 管，而PE套管避免了鋼筋與混凝土在樁頭位置的直接接觸，在垂直向上吊拉過程中，主筋不會產(chǎn)生大的豎向與水平向擾動，最大程度地保護了主筋的原始應力狀態(tài)。

該破樁頭方法能有效地將樁基主筋與混凝土剝離，橡膠圈能很好地握裹主筋承托固定好PE管，在混凝土澆筑過程中PE 管不會發(fā)生躥動和漏漿入PE 管中，減少樁頭混凝土分離時的摩擦系數(shù)，使樁頭與樁身能較好地完全分離。在破樁頭時不會損傷下層樁身質(zhì)量，基樁主筋不需要來回扳動，施工質(zhì)量較好；樁頭吊離后，不需要進行人工二次鑿除，能有效地提高施工效率和質(zhì)量。最后采用鋼絲繩將脫離樁身的樁頭捆綁牢固，利用起重機將樁頭吊運出坑，整顆樁的破樁工作結(jié)束。

6 結(jié)論

該樁頭破除法可使樁頭混凝土與樁頭鋼筋快速分離，使樁基鋼筋不受損傷，極大地提高了樁頭破除的效率，并能確保施工安全、質(zhì)量、進度，取得了良好的經(jīng)濟與社會效益。該鉆孔灌注樁樁頭快速分郭技術(shù)具有一定的推廣應用價值。