套管-环切法在桥梁桩基桩头破除中的应用

■蒲义成

(福建第一公路工程集团有限公司，泉州 362000)

0 引言

为保证桥梁钻孔灌注桩桩头混凝土强度与质量，灌注混凝土时，灌注桩顶标高应高出设计桩顶标高0.5～1.0m，但高出桩顶设计标高的桩头部分在承台、底系梁施工时要予以凿除，如何破除大直径桩基的桩头一直是个技术难题。

传统的破除方法有两种形式：一种为采用风镐人工剥离桩头钢筋笼主筋，伸入桩头切断声测管后再将剩余桩头进行破除；另一种为采用破碎锤进行机械锤破。两种破除方法均会不同程度使桩头钢筋弯曲受损、剥离漏筋，且桩头不平整、粉尘污染严重，破除速度极慢。

套管-环切法施工克服了传统桩头破除工艺的不足，预先采用PVC塑料套管套住深入承台的钢筋或声测管，可保证在破除桩头时钢筋顺直；采用小型切割机对桩头环切一周，钻眼、塞楔形铁片破除，使桩头平整、不漏筋。

1 工程概况

兰州至海口国家高速公路渭源至武都第二合同段，项目按照双向四车道高速公路标准建设，建成后为甘肃中南部公路运输大动脉，在国家、甘肃高速公路网中具有特殊的地位和作用。本合同段工期为24个月，工期紧，桥梁桩基工程量大，为了加快桥梁桩基施工进度，保证桥梁桩基质量，在桥梁桩基桩头破除时采用套管-环切法施工。

2 技术原理及工作流程

2.1 技术原理

钻孔桩桩头套管-环切整体破除法主要是在钻孔桩钻孔结束后安装钢筋笼前，将事先加工好的定尺PVC塑料管，直接套入钢筋笼伸入承台的部分主筋和声测管外侧，并将其位置固定、密封，保证不发生串动，PVC塑料管使桩头混凝土和主筋不发生握裹力。在基坑开挖完成后，在桩头标高位置采用小型切割机环切一周，在桩头标高对称位置钻两个孔，也可根据桩头直径灵活调整钻孔数量，采用楔形铁块对称插入孔洞内对桩头进行劈裂，以使得桩头整体脱离，然后利用起吊设备吊离上部桩头。破除后施工效果见图1。

图1 套管-环切桩头整体破除法施工效果图

2.2 施工工艺流程

套管-环切桩头整体破除法施工工艺流程如图2所示。

2.3 施工方法

2.3.1 施工准备

(1)桩头钢筋套管

钢筋笼下放前，或在钢筋笼加工场提前安装PVC塑料管，在钢筋笼伸入承台部分钢筋及声测管外套PVC塑料管，塑料管两端采用胶带缠紧密封，或PVC塑料管两侧用泡沫剂封堵，如图3所示。应保证塑料管不因泥浆产生浮力造成移位，桩头钢筋及声测管应保持垂直，便于桩头整体起吊。桩头钢筋套管处理可以免除常规桩头破除作业中需要剥筋的步骤，同时避免剥筋过程中对钢筋的损伤。

图2 套管-环切桩头整体破除法施工工艺流程

图3 桩头钢筋套管

(2)水下混凝土灌注

按照水下灌注桩的施工工艺浇筑混凝土，灌注的桩顶应比设计高出0.5～1.0m。

(3)位置标识

在桩头上标出桩顶设计标髙，桩头切割线定位在桩顶标髙以上5cm处，以防止桩头凿低。

2.3.2 桩头环切

根据桩头切割线放样位置，采用切割机环切 (见图4)，深度小于钢筋保护层厚度，注意预留安全距离，防止伤及主筋，避免后续的桩头整体破断作业伤害切割线下方钢筋保护层。

图4 桩头环切及环切工具

2.3.3 风枪钻眼

用风枪在切口平面由四周向桩心位置钻入2个深度约30cm的孔，也可根据桩头直径灵活调整钻孔的数量。钻孔时应避开主筋位置，深度基本接近三分之一桩径为最佳。钻眼时钻头水平或稍微向上，位置在桩顶线以上，使断裂面稍微鼓起，防止伤及桩身混凝土。详见图5。

图5 风枪钻眼

2.3.4 桩头整体破除

将楔形铁片插入孔中，用铁锤击打楔形块直至桩头断裂，效果图详见图6。随后，将桩头破除部分整体用吊车提出，最后再人工凿平桩头并淸理干净。

图6 桩头起吊前效果图

3 工艺比较

传统桩基桩头破除施工过程一个工作面需要：2个工人，1台2m3空压机和风镐风枪(钻)等小工具，完成1个桩头破除需要4小时。而采用套管-环切法整体破除法，单个桩头能节约1～2小时，施工工效大大提高，同时减少扬尘、噪音等环境污染，同时保护了钢筋笼主筋不受伤害，主筋顺直完整，便于后期承台施工时的桩头钢筋调直。两者工艺对比详见表1。

表1 传统与套管-环切法破除桩头工艺对比

4 结语

本项目采用套管-环切法高效破除桩头，提高了桩头质量，节约了工时，保证了本道工序工程进度，下步工序得以顺利进展。同时，施工过程降低了扬尘，减少了噪音，对环境保护有利。