混凝土灌注樁樁頭環(huán)切破除施工技術(shù)的應(yīng)用

王海燕

(山西路橋第五工程有限公司，山西 太原 030000)

0 引 言

當(dāng)前，隨著我國工程建筑事業(yè)的飛速發(fā)展，鉆孔灌注樁基在工程建筑領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，尤其在高速公路橋梁中的應(yīng)用尤為突出，摩擦樁及樁徑1.0～1.5 m的嵌巖樁越來越常見。在完成灌注樁混凝土灌注后，其最上部混凝土強(qiáng)度及質(zhì)量往往較差，為確保樁身混凝土整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及樁基與承臺(tái)連接的有效性，必須將強(qiáng)度和質(zhì)量欠佳的樁頭部分鑿除。這種鑿除并非復(fù)雜性工序，但如若所采用的鑿除方法不當(dāng)，必將對整個(gè)灌注樁結(jié)構(gòu)及樁頂平整度和密實(shí)度造成十分不利的影響。為降低鑿除工作強(qiáng)度和鑿除施工成本，簡化鑿除施工環(huán)節(jié)，加速施工進(jìn)度，確保鑿除后樁頂?shù)钠秸浴⒚軐?shí)性以及整個(gè)鑿除施工過程順利進(jìn)行，必須選用合理適用的混凝土樁頭破除方法。

1 工程概況

某高速公路第二合同段按照雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，該合同段工期緊、橋梁樁基工程量大，為保證施工進(jìn)度和樁基施工質(zhì)量，在其橋梁樁基樁頭破除過程中擬采用環(huán)切法破除技術(shù)。該合同段特大橋起訖樁號(hào)K145+317～K180+957，全長35.64 km，其基礎(chǔ)全部采用設(shè)計(jì)樁徑1.0 m、1.25 m和1.5 m的鉆孔樁基礎(chǔ)，最小及最大有效樁長分別為38 m和74 m，受力形式全部為摩擦樁。

該橋梁樁基工程施工在第二合同段全部施工任務(wù)中占比較大，且因樁基上部混凝土強(qiáng)度差，為確保樁基能與承臺(tái)高質(zhì)量連接，必須將混凝土強(qiáng)度較低的樁頭部分鑿除。結(jié)合類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，通常通過人工和空壓機(jī)、風(fēng)鎬配合的方式進(jìn)行樁頭鑿除，且施工期間必須完全剝出樁頭混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)所握裹的鋼筋材料，待外露鋼筋微彎并外露長度達(dá)到0.6 m及以上后沿樁周均勻打入3～5根鋼釬，打入深度控制在20 cm左右，再借助外力打斷外露樁頭，將打斷后的樁頭通過吊車吊出基坑。這種常規(guī)的樁頭破除技術(shù)工程量大、施工進(jìn)度難以保證，還會(huì)造成樁基內(nèi)鋼筋變形受損；且鑿除后的樁頭頂面高低不一，風(fēng)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)還會(huì)損傷樁基頂面混凝土結(jié)構(gòu)。為達(dá)到保護(hù)鋼筋及混凝土結(jié)構(gòu)、加快樁頭鑿除施工進(jìn)度、降低鋼筋所受混凝土握裹力等目的，本工程橋梁混凝土灌注樁采用樁頭鋼筋套防震氣泡膜及環(huán)切鑿除的樁頭破除技術(shù)。

2 施工原理

在樁頭鋼筋剝離前的灌樁環(huán)節(jié)就應(yīng)進(jìn)行樁頭破除準(zhǔn)備，即將防震氣泡膜套裝在樁頭鋼筋上，以消除混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的握裹力。將樁間土開挖至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高，以使樁頭露出，抄平對樁后在樁頂標(biāo)高處進(jìn)行彈線處理，在線以上15 cm范圍內(nèi)劃出紅色帶狀斷樁區(qū)域。沿樁頂標(biāo)高線通過無齒鋸環(huán)切，環(huán)切深度控制在3.0 cm左右；同時(shí)在所劃出的紅色帶狀區(qū)域內(nèi)沿樁身四周鑿出缺口，鑿深應(yīng)到達(dá)鋼筋，并采用風(fēng)鎬將缺口以上鋼筋外的混凝土層快速剝離；從樁頂開始依次向下鑿除失去保護(hù)層的鋼筋，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，剝出樁基主筋后使其向外微彎，并將5根鋼釬按相等間距打入樁周，鋼釬深度控制在20 cm左右。通過挖掘機(jī)向樁頂施加水平力，并推倒樁頭，再由挖掘機(jī)提出所推倒的樁頭，由人工通過鏨子將剩余樁頭徹底清除。

大量工程實(shí)踐證明，與傳統(tǒng)的樁頭破碎鑿除法相比，樁頭環(huán)切破除施工技術(shù)施工速度快、工效高，環(huán)切線的設(shè)置能避免樁頭鑿除時(shí)預(yù)留部分破損，可最大限度確保樁頭質(zhì)量，所形成的樁頭外觀好，并能控制揚(yáng)塵，減少噪聲和振動(dòng)，環(huán)境改善效果顯著，其與傳統(tǒng)樁頭破碎鑿除法的比較見表1。本工程混凝土灌注樁樁頭環(huán)切破除施工使用防震氣泡膜代替以往PVC管，能解決現(xiàn)有樁基主筋預(yù)埋PVC管一次浪費(fèi)的問題，并能提高施工效率，實(shí)現(xiàn)降本增效。經(jīng)市場調(diào)查經(jīng)濟(jì)成本對比：PVC管5元/m，人工費(fèi)1元/m；防震氣泡膜0.9元/m，人工費(fèi)0.5元/m。

3 樁頭環(huán)切破除施工

3.1 施工準(zhǔn)備

在下放鋼筋籠前在鋼筋籠加工場進(jìn)行防震氣泡膜安裝，并將防震氣泡膜套裝在鋼筋籠伸入承臺(tái)的鋼筋及聲測管外，防震氣泡膜兩端均通過膠帶纏繞方式密封，以保證防震氣泡膜能抵抗泥漿浮力所引發(fā)的位移。樁頭鋼筋和聲測管均應(yīng)保持垂直，以便于整體性進(jìn)行樁頭起吊。在樁頭鋼筋上套裝防震氣泡膜能免除傳統(tǒng)樁頭鑿除方法下剝筋施工環(huán)節(jié)，并能有效防止剝筋施工損傷鋼筋的可能。

在施工準(zhǔn)備階段還應(yīng)結(jié)合水下混凝土灌注樁的工藝要求進(jìn)行水下混凝土澆筑施工，并將樁頂控制在設(shè)計(jì)標(biāo)高以上0.5～1.0 m。待樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高標(biāo)出后，在樁頂標(biāo)高以上5 cm處確定灌注樁樁頭切割線。

3.2 鋼筋籠制作

為確保環(huán)切后剝離混凝土結(jié)構(gòu)的過程中鋼筋免損傷，保證剝離質(zhì)量，必須在結(jié)束鋼筋制作后在鋼筋頂部按照設(shè)計(jì)樁長安裝防震氣泡膜。完成鋼筋籠防震氣泡膜安裝的基礎(chǔ)上，還應(yīng)采用透明膠帶將外露鋼筋和防震氣泡膜段包裹，確保此后所澆筑的混凝土不會(huì)對鋼筋和防震氣泡膜造成握裹，保證鋼筋和混凝土結(jié)構(gòu)在不采用風(fēng)鎬的情況下能快速高效分離。

3.3 開挖、測放、定線

樁基強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求后由測量人員進(jìn)行樁位測放，并打入木樁加強(qiáng)防護(hù)，沿基坑開挖位置撒布白石灰；將設(shè)計(jì)開挖深度事先告知挖掘機(jī)操作人員，并安排技術(shù)人員隨挖隨測，本工程開挖深度在樁頂標(biāo)高以下30～50 cm。完成基坑開挖的基礎(chǔ)上，還應(yīng)平整場地，二次測放，并用紅油漆在樁頂標(biāo)高處標(biāo)出環(huán)向切割線。

切割開始前由技術(shù)人員通過測定儀進(jìn)行切割帶保護(hù)層厚及鋼筋實(shí)際位置等的測定，記錄測量數(shù)據(jù)，加強(qiáng)交底，確保無誤后開始切割施工。一般情況下，樁頭應(yīng)當(dāng)位于鋼護(hù)筒處，且此處樁徑設(shè)計(jì)值應(yīng)控制在20 cm，鋼筋保護(hù)層厚也按20 cm控制，切割深度約3～5 cm。

3.4 樁頭環(huán)切

由技術(shù)人員手持無齒鋸沿定線進(jìn)行環(huán)向切割，并嚴(yán)格根據(jù)鋼筋保護(hù)層測定數(shù)據(jù)進(jìn)行切割深度控制，為避免切傷鋼筋和聲測管，切割深度一般控制在3～5 cm，且不得超出鋼筋保護(hù)層厚。與此同時(shí)，在樁體無效鋼筋保護(hù)層剝離過程中為避免樁頭頂面損傷，還應(yīng)在每根樁樁頭四周切割線之上2～3 cm處增設(shè)8～10個(gè)孔位，通過風(fēng)鎬按8～10 cm深度鉆孔，鉆進(jìn)過程必須對稱進(jìn)行，并確保斷裂面處于同一水平面。完成鉆孔后將楔形鋼釬插入孔內(nèi)，并加鉆將樁頭頂斷，再通過風(fēng)鎬持續(xù)敲打鋼釬，環(huán)形斷樁孔處的混凝土結(jié)構(gòu)便會(huì)斷裂。向各鋼釬分配兩個(gè)夾片，以便于頂斷樁頭后能輕易取出鋼釬。

3.5 樁頭處理

樁頭起吊前必須保證樁頭與樁身徹底分離，通過25 t吊車進(jìn)行樁頭起吊，全過程中必須嚴(yán)格操作流程并加強(qiáng)對鋼筋的保護(hù)；吊裝前全部施工人員必須撤離至安全范圍，避免因樁頭掉落而引發(fā)安全事故。對于因外露鋼筋彎曲而無法順利吊出的樁頭，只能采取人工破除方式，

待拔除樁頭后通過人工方式鑿除樁頭斷裂面的凸出部位，并打磨殘余樁頭混凝土，保證樁頂面結(jié)構(gòu)平整密實(shí)。

樁頭處理好后應(yīng)通過人工方式用鋼筋扳手調(diào)直整個(gè)基坑樁頭部分彎曲鋼筋，結(jié)束后采用高壓水槍徹底沖洗樁頭浮渣及附著物，并及時(shí)排除積水。

4 結(jié) 論

綜上所述，本橋梁工程所采取的混凝土灌注樁樁頭環(huán)切破除施工技術(shù)采取在上道工序，即鋼筋籠加工成型后，在樁頭鋼筋外套防震氣泡膜的做法。如此操作能使混凝土對鋼筋的握裹力大大降低，鋼筋剝離進(jìn)度明顯加快，并能有效避免鋼筋剝離施工對鋼筋結(jié)構(gòu)的損傷，所使用設(shè)備大大簡化，減少了材料消耗，降低了項(xiàng)目施工成本，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目降本增效的目的；且該施工技術(shù)對于各類灌注樁樁頭的破除均較為適用。應(yīng)用無齒鋸環(huán)切樁身后再通過風(fēng)鎬在樁身四周鑿開缺口，借助外力打斷樁頭，可使樁頭破除效率明顯提升，工作量大大減輕，且破除后的樁頭能保證標(biāo)高的一致性，樁頂頂面的平整性和密實(shí)性。