高铁桥梁钻孔桩施工工艺工装创新应用

张 东 青

(中铁三局集团有限公司，山西 太原 030001)

高铁桥梁钻孔桩施工工艺工装创新应用

张 东 青

(中铁三局集团有限公司，山西 太原 030001)

介绍了高铁桥梁钻孔桩施工工艺工装的创新应用，坚持“以工装保工艺、以工艺保质量、以质量保安全”的施工理念，加大工艺工装的创新力度，提升施工质量控制，创造好的经济效益，为下步工艺工装的持续改进提供参考。

桥梁，钻孔桩，工艺工装，创新应用

1 钻孔桩施工工艺

1.1钻孔桩顶部钢筋笼定位工艺

钻孔桩施工中护筒直径一般大于桩径20 cm～30 cm，钢筋笼安装完成后，在桩顶部位容易出现偏位不居中现象。为了解决此问题，设计了桩顶钢筋笼定位卡具(详见图1)，确保钢筋笼在护筒范围内居中。为适应不同直径的桩基，定位卡具设计成可调节式，使用时，按照设计钢筋笼直径尺寸调节钢筋笼定位卡具的直径，在最后一节钢筋笼安装前，将卡具安装在护筒内，防止钢筋笼入孔后在孔内移动引起的偏位，确保钢筋笼居中,同时保证了保护层厚度。

1.2钻孔桩桩头标高控制工艺

通过利用传感器感应被测介质的设备来控制钻孔桩桩头混凝土灌注标高。本工艺原理是：利用设备的传感器芯片，探测浇筑混凝土的标高，确保灌注混凝土顶面标高满足规范要求，避免混凝土超灌过多或过少，即当混凝土灌注过程中，不同的物质到达既定的标高时，通过固定在钢筋笼上的传感器发出不同层级报警，根据报警信息结束桩基混凝土灌注，达到有效控制桩头混凝土灌注标高。该技术也可以运用物联技术将灌注过程实时反馈至灌注桩施工工人手机端，有效掌握实时精准的灌注顶面高度。

具体工作步骤如下。

1.2.1传感器标定

正式施工前，需对传感器进行标定，使其感应到被探测物质时，显示绿色信号，而接触到其他介质时，将显示黄色信号。具体做法为：将设备传感器插入待灌注的混凝土中先按下电源开关键，再按下电脑主机的标定按钮，当绿灯亮起，即标定成功。

1.2.2传感器安放

安装桩基最上端的一节钢筋笼前，用扎带将塑料材质的传感器夹具固定在钢筋笼主筋内侧，传感器夹具安装标高经过理论计算确定，确保灌注混凝土顶面标高满足规范要求，避免混凝土超灌过多或过少。本节钢筋笼下放安装时，将传感器卡入夹具内，连同钢筋笼一起下放安装至孔内。

1.2.3混凝土灌注

桩基混凝土灌注过程中，传感器由于进行了标定，传感器在纯泥浆中不会发出任何提醒，当接近混凝土前首先接触到泥浆与混凝土混合物(浮浆)时会闪烁黄色警示灯并峰鸣提醒，此时放缓浇筑混凝土速度；当混凝土通过传感器并持续包裹达到12 s～15 s以上后，提示灯由黄色转变为绿色峰鸣持续提示，即混凝土达到传感器芯片位置，此时停止混凝土灌注，即可判定混凝土灌注标高已经到达比设计桩顶超出50 cm适当位置，能确保灌注混凝土顶面标高满足设计和规范要求，避免混凝土超灌过多或过少。

1.2.4传感器回收

混凝土浇筑完成后，将传感器从孔桩内传感器夹具中拔出，冲洗干净以备下次使用。

1.2.5采用传感器探测工艺与传统工艺的对比

在前期试用时，按照以上方法控制后，同时用传统的方法进行了复核，并经开挖后检查，混凝土的控制均达到了既定标高，效果较好。

传统控制工艺通常是采用吊锤球或漏勺控制，一是效率低，二是操作人员责任心、感知程度不一，控制桩头高低不一，误差比较大。而采用传感器探测工艺控制后，以设备和技术代替人工，准确性和效率大大提高，而且节约成本。

1.3钻孔桩桩头切除成套工艺

传统破除桩头的方法是采用风镐逐块破碎桩头混凝土后，将桩头钢筋剥离混凝土，再将桩头顶部处理平整，所投入的人力较多，需要的时间又长，而且容易对桩头钢筋造成损伤。对此，采用桩头切除成套工艺，质量、进度、经济效果明显，具体做法如下：

1)在钢筋加工场加工钢筋笼时，在钢筋笼的桩头部位钢筋、声测管上安装复合式套管(详见图2)，上下口封堵严密，避免浇筑混凝土时水泥浆漏入，消除了钢筋与混凝土的握裹力，实现了钢筋与混凝土的物理隔离，为整体吊离桩头提供了先决条件。

2)待桩基施工完成，达到检桩条件后，将桩头开挖露出，采用桩头环切除工具三件套(电锯、液压劈裂风镐、液压钢筋弯曲机)凿除桩头(详见图3)，首先确定桩顶深入承台标高，采用电锯环切桩头(为了防止锯片损伤钢筋笼主筋，锯片的环切深度不超5 cm)，两条环切缝一次成型(底片位置与桩顶标高线重合)，避免断桩时，损伤正式桩基结构。

3)利用一台油泵，同时带动四个液压劈裂风镐，分别从桩径的四个方向用液压劈裂风镐将桩头在环切槽处顶断，以备整体吊离。

4)在切断的桩头桩体四周打眼，埋设吊离钢筋或挂钩，将钢丝绳挂在钢筋或挂钩上，利用吊车将切断的桩头慢慢垂直吊离钢筋范围，放置在合理位置。

5)利用液压钢筋弯曲机将桩基深入承台钢筋顶部按照设计进行弯曲(详见图4)。

此工艺所需劳动力较少，时间较短，达到了提高工效，节约成本的目的。

2 经济效益

传统控制桩头长度平均在2 m左右，采用传感器控制桩头长度和桩顶钢筋笼定位卡具后，桩头长可以控制在0.5 m～1.0 m范围内。直径1 m桩基平均每根少灌1 m，节省混凝土约0.785 m3,混凝土单价按370元/m3计算，每根可节约混凝土费用290.45元;采用桩头凿除成套工艺每根可节约凿除桩头费200元；合计节约成本490.45元。

3 结语

通过对桥梁钻孔桩施工工艺工装的创新应用，取得了较好的效果，但是在今后的实践中还需继续改进和优化，尤其是钻孔桩钢筋笼分节下放焊接时往往出现不同轴现象，还有待进一步的研究和创新，争取将更多、更实用的工艺工装应用于高铁桥梁施工中，以提高现场施工管理水平。

[1] 查卫良,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(2)：168-170.

Innovativeapplicationofconstructiontechnologytoolingforhigh-speedbridgeboredpile

ZhangDongqing

(ChinaRailway3BureauGroupCo.,Ltd,Taiyuan030001,China)

This paper introduces the innovative application of the construction technology of the high-speed bridge bored pile, insists on the construction idea of “assembling and keeping the technology, keeping the quality of the process and keeping the quality”, increasing the innovation of the tooling and improving the construction quality control, to create a good economic benefits, for the next step process tool for continuous improvement to provide a reference.

bridge, drilling pile, technology tooling, innovation application

1009-6825(2017)29-0077-02

2017-08-07

张东青(1965- ),男，高级工程师

U443.154

A