新型钻孔桩桩头凿除工艺与传统工艺对比

(中铁大桥局集团有限公司 湖北 武汉 430050)

新型钻孔桩桩头凿除工艺与传统工艺对比

梁景瑞

(中铁大桥局集团有限公司湖北武汉430050)

随着我国基础设施项目的迅猛发展，桥梁工程越来越多，钻孔灌注桩因其质量可靠，地层适应性强，被广泛地应用于桥梁工程中，而桥梁的钻孔桩具有直径大，超灌多的特点，因此，这种大直径桩基的桩头破除一直是一个难题。现在工程施工中，基本还一直采用传统的人工破除或人工辅助小型机械破除，耗费大量的人力物力，而且速度很慢，对桩体质量、桩体钢筋损伤大，且与现在的基础设施建设项目所要求的高效施工速度不相匹配。

新型；凿除；工艺；优势

一、桩头凿除传统工艺介绍

浇筑钻孔灌注桩时应浇筑至桩顶设计标高0.5～1.0m以上，因超高浇筑部分在成桩后存在诸多缺陷，为保证桩身质量，在进行下一步工序前，需将超高浇筑部分予以清除。凿除桩顶混凝土的工序称为桩头凿除，也称“砍桩头”或“凿桩头”。

桩头凿除传统工艺步骤如下：

(1)凿除保护层混凝土。测量确定桩顶设计高程，并在桩头位置处用显著标记标明。在标记线处人工开凿缺口，深度至钢筋。便于后续的风镐作用时不会损伤钢筋保护层，之后用风镐剥离缺口以上保护层混凝土。

(2)剥离桩头主筋。桩头保护层混凝土凿除后，将主筋向外侧微弯，保证混凝土和钢筋分离以便后续施工。

(3)凿除桩心混凝土。利用钢钎和大锤，使桩心混凝土分离开。

(4)吊出桩头。利用吊机将已分离的桩头吊出基坑。

(5)人工清理。桩头被凿离后，并不能保证断面的平整，之后需人工凿除不平整部分并清理桩顶。

传统凿除工艺的不足之处在于：(1)凿除桩头会对钻孔桩钢筋造成不同程度的弯折损伤；(2)桩头凿除时易损伤承台以下桩身钢筋保护层混凝土，削弱桩基和承台之间的连接，埋下主筋锈蚀的病害而难以查验和弥补；(3)预埋好的声测管不易找到，费时费力；(4)桩头处理时间长，造成基坑施工周期长，降水与防护、人工、机械费用高；(5)噪音大，不适合在市区采用。

二、新型桩头凿除工艺

在安装钢筋笼前，将事先加工好的珍珠棉管(或者复合脱松套、PE管)直接套入钢筋笼外露承台的主筋和声测管外端表面，将钢筋笼伸入承台的主筋和声测管全部包裹、密封，使桩头混凝土和主筋不发生握裹。珍珠棉管底端设桩顶标高以上50mm的位置处，用扎丝捆扎固定，保证其不发生串动，并防止漏浆，上端回折后用扎丝捆扎。

套管宜选取硬塑料材质或稍厚的软泡棉(建议采用珍珠棉管)，保证在灌注中不被混凝土挤扁失效。管径宜选取比主筋直径大10mm以上，厚度在10mm以上，确保钢筋与套管顺利分离。

破桩头采用复合破桩头法施工，在开挖承台前，预先放出开挖边线，并标识桩头所处位置，避免开挖过程中桩头被损坏。承台开挖完成后，在桩顶高程以上10cm处采用气动凿岩机垂直桩身方向钻孔，根据桩基直径，对称钻2～4孔，钻孔深度只需要达到桩径的1/5即可，然后将分离楔子插入钻孔中，并采用外力进行敲击，直至钻孔处桩头与桩身面产生分离，然后再起吊出上部桩头。

若条件允许且桩基数量较大的情况下，可将钢楔子插打分离更换为液压静态分裂机进行分离，能较大程度的提高工作效率。

三、新型桩头凿除工艺的技术原理

新工艺设计灵感来源于生活中的蜂窝煤，因为分离后的桩头同样会有蜂窝状孔洞，类似于放大后的蜂窝煤，因此由蜂窝煤的制作经验推广至桩头凿除中，形成新的桩头凿除工艺。蜂窝煤在制作过程也会有类似“桩头分离”的步骤，即脱模。两者共同原理是使模板(桩基主筋)与蜂窝煤(桩顶混凝土)之间有较小的粘合力，方便在较小拉力作用下，完成脱离。

四、新型桩头凿除工艺的优势

新型桩头凿除工艺的产生源于对生活的观察，及对力学的灵活运用。与传统凿除桩头工艺比较，优化工艺具有工程效率高、工程风险低、工程质量优、工程环境好的优势。

(一)施工效率高。与传统工艺相比，新工艺去繁就简，缩减了以下三个主要施工步骤：

A、主筋外混凝土保护层无需用风镐清除；

B、主筋无需向外微弯后，再向内扳回；

C、桩头吊离后，无需进行人工二次凿除。

由现场施工论证后得知，采用优化工艺进行凿桩头的效率为6根/人.天，而传统工艺则为1.2根/人.天，优化工艺的效率约为传统工艺的5倍。

(二)风险低。传统凿桩头法不能趁早进行人工钻孔和风镐剥离，此时进行桩头凿除容易影响到下层桩身质量。同时也不能等到混凝土彻底凝固后进行凿除，这时的桩头混凝土强度大，凿除施工难度增大。因此传统工艺需要密切关注桩头的变化，选择合适时间进行桩头凿除作业，此方法耗时费力。

新型工艺的优势在于切除桩头时，对时间要求低，没有损伤桩身质量的风险，可以缩短工序时间，较早的开始承台钢筋施工。同时因不再需要剥离混凝土保护层，降低了工人在操作风镐时受伤的风险，对施工效率以及工程安全生产有较大帮助。

(三)钢筋损伤小。新型工艺施工过程中基本是与钢筋零接触，保护套管的存在阻止了钢筋与混凝土的直接接触。在垂直向上吊拉过程中，主筋只起到竖向导向的作用，不产生水平扰动，最大程度的保护了主筋。

(四)污染小、噪音低。传统桩头凿除工艺中，风镐凿除保护层时产生大量粉尘及噪音，剥离的混凝土残留物还需要二次清除。新型工艺的优势在于取消了风镐作业，消除了工程安全隐患，保护了施工环境，使优化工艺可以满足在人口密集地区的施工要求。

五、新型桩头凿除工艺注意事项

(一)桩头钢筋及声测管密封。在进行复合脱松套安装时，必须将外露承台的钢筋和声测管全部密封，且完全固定，保证其不发生串动。

(二)桩头分裂

A、保持水平的钻孔，分裂的作用力会沿着钻孔的角度延伸。

B、钻孔深度只需达到桩直径的1/5即可。

C、分裂楔子必须已合适的角度插入，唯一运动的部分是中心楔子，其作用力使得外部的楔子互相反向的分开、上下分开。如果分裂楔子被旋转90度，它就会向两边分开，就会把桩体纵向从头到脚分开。

D、插入分裂楔子后在工作前倒退大约50mm，这样可以确保中心舌部有空间向前移动，从而使得外部楔子分开，而不会在钻孔末端碰到砼阻力。如果确实碰到砼，中心舌部会弯曲。

E、在进行破桩头钻孔时，要做到认真、仔细，避免钢筋或声测管被损坏。

(三)桩头起吊

A、桩头起吊宜设置3个吊点，位置水平、分布均匀，以保证起吊是不发生倾斜而别住一侧钢筋，难以顺利起吊。

B、在吊起桩头前，必须确保桩头与桩身完全分离。

C、在吊起桩头时，要确保钢丝绳等起吊机具不脱掉，避免安全事故。

六、结束语

该工法很好的解决了大直径桩基的桩头破除问题，施工速度快，减少施工对桩基的伤害，随着我国基础设施项目的迅猛发展，该工艺将会被广泛地应用于桥梁工程中。

[1]严建峰.桩头破除的绿色施工技术.施工技术.2011.

[2]王定宝.桥梁钻孔桩桩头截除环切工艺技术应用[J].民营科技.2016.