高速铁路桥梁桩基桩头环切工艺

Pile Head Ring Cutting Process of High-speed Railway Bridge Pile Foundation

WANG Ze-chuan

摘要：现阶段，高铁桥梁桩基施工现场桩头环切工艺仍未普及应用，多数工程仍旧采用传统工艺即人工凿除桩头，桩头质量无法保证，易造成掉角、缺边，桩芯凹凸不平，桩头钢筋易弯曲等一系列质量问题。采用桩基环切工艺，极大地提高了桩头质量，有利于桩检的顺利通过，较大限度的减少了扬尘、噪声和振动，作业环境改善较大。

Abstract： At this stage， the pile head cutting process of pile foundation construction of high-speed railway bridges is still not widely used. Most of the projects still use traditional techniques to manually cut pile heads， so the quality of pile heads cannot be guaranteed， and it is easy to cause a series of quality problems， such as， corner missing and edge missing， pile core rugged and easy bending of the pile head steel， and so on. The pile-based ring cutting process greatly improves the quality of the pile head， which is beneficial to the smooth passage of the pile inspection， greatly reduces the dust， noise and vibration， and improves the working environment.

关键词：桩基;桩头环切;伸入承台10cm

Key words： pile foundation;pile head ring cutting;extension into the cap 10cm

中图分类号：U443.15                                   文献标识码：A                                  文章編号：1006-4311（2019）32-0166-02

1  工程概况

保康车站多线特大桥隶属于保康县后坪镇后坪村，桥位距S322省道约170m，全长1239.25m，起讫里程为DK498+960.85-DK500+199.35，孔跨布置为：{左幅：（3×24+2×32）m一变二道岔梁+3×32m简支箱梁;右幅：（3×24+5×32）m渡线梁}+19×32m四线桥简支箱梁+4×32m四变二变宽梁+（40+2×36+2×46）m渡线梁+1×32m简支箱梁;线路处于直线平坡段;大里程桥台与保康隧道进口连接，位于半山腰陡坡上，桥台下方为桂河河道，小里程桥台与路基连接。该桥桥台采用矩形空心桥台，桥墩采用圆端形实体桥墩，墩身最大高度为28.5m，钻孔桩基础直径分别为1.0m、1.25m，桩基嵌入弱风化炭质页岩岩层中，桩端承载力为400kPa。

保康车站特大桥桩基础采用直径1.0m、1.25m钻孔桩基础。位于山坡上0#台～14#墩及站场场坪区16#～21#墩桩基采用6T冲击钻成孔;位于平坦地段22#～36#墩采用380旋挖钻机成孔;37#台及个别困难地段、坡度较陡、钻机无法上去时采用人工挖孔;桩端进入弱风化炭质页岩地层，承载力为400kPa。混凝土统一采用集中拌合站搅拌，罐车运输，导管法灌注混凝土。全桥共需15台钻机，0#～13#墩各1台、22#～36#墩设1台旋挖钻，施工完后调到相邻墩位施工。10#～16#墩、21#～23#墩及29#～34#墩受房屋拆迁影响，13#、35#、36#、37#墩由于承台一侧有挖孔防护桩，故以上墩位基础施工相对滞后，16#～21#墩需在车站场坪土方填筑完成后方可施工，桩身施工采用钢护筒跟进的方式避免成孔过程中坍孔;另外桂河流量受雨水影响较大，两侧桩基尽量在雨季来临前完成，必须在雨季施工时可采用编织袋围堰进行防护，施工时要提前掌握天气情况，做好防护工作。

2  桩头质量的重要性

①桥梁桩基桩头承受桥梁上部荷载，并且在桩基桩头部位的作用效应尤为明显。

②按照设计要求，桩基桩顶需要伸入承台100mm，这样就形成了介于铰接和刚接之间的连接方式，因此在桩基桩顶与承台结合处承受纵横向剪力、纵横向弯矩、竖向力等多种荷载作用，需要有足够的抗弯、抗剪、抗压和抗冲切能力。

③因为桩基低应变检测的荷载都是直接作用在桩基桩头部位，所以桩基桩头的施工质量将直接影响桩基检测结果。

3  环切法施工工艺流程

3.1 工艺流程（图1）

3.2 技术操作要点

3.2.1 施工放样

待桩基强度达到设计要求后，由测量技术人员对承台位置进行测量放样，并撒上石灰线。根据承台基坑开挖深度及地质情况，计算出开挖坡比及开挖尺寸。基坑底高程应比环向切割线低30～40cm，包括10cm桩头伸入承台的高度、10cmC20混凝土垫层高度及10～20cm剥离出的混凝土碎渣铺垫厚度。基坑四周采用钢管及防护网进行防护，并预留人员上下通道，安装步梯，见图2。

3.2.2 测量定位

将基底整平后，测量技术人员用水准仪准确测量出桩顶标高（此处应考虑100mm桩头伸入承台的高度），并用油漆沿桩身一周画出第一道环向切割线及第二道环切线环向切缝（第一道环切线向上100mm左右）。

3.2.3 环向切缝

由技术人员用钢筋保护层测定仪测定保护层厚度及钢筋位置，切缝深度3～4cm，操作手根据测定的钢筋保护层厚度进行控制调整，用手持式混凝土切割机沿两道切割线对桩头先后进行环向切割，环切时不得损伤主筋。

3.2.4 钢筋剥离

用风镐沿桩头自上至下、由外向内进行，凿出V型槽剥离混凝土，保证每根主筋与混凝土分离，且不得损坏主筋。

3.2.5 切断桩头

钢筋剥离后，在切割线以上1～2cm垂直于桩身顺沿桩周围方向均匀分布钻四个分裂孔，钻孔深度20cm左右。采用液压分裂机截断桩头，将分裂机插入分裂孔，启动液压泵站，多个分裂机同步运行顶断桩头。

3.2.6 桩头调离

起吊前确保桩头和桩身完全分离，在桩头重心位置设置吊点、安装吊具，利用吊车垂直起吊，严禁左右摇摆破坏钢筋，将桩头整体吊出基坑，放置于合适存放场地。吊装过程中施工人员应远离作业范围，防止桩头意外掉落发生事故。

3.2.7 修整桩头

应采用人工凿平桩头，并清理干净桩头及桩身四周的混凝土碎渣。若按设计标高凿除桩头后发现桩头表面出现混凝土松散或者夹泥等情况，须继续往下凿除直至露出完整新鲜混凝土面为止，待桩基检测合格后做接桩处理。

3.2.8 调直钢筋及桩头钢筋打弯

调运桩头后，将钢筋笼主筋按设计位置调直。用液压式钢筋弯曲机快速施做桩头钢筋弯头，液压式钢筋弯曲机是基于液压动力的多操作端便攜式钢筋弯曲设备，可通过单一高压泵站供应多个可移动操作端，实现一泵多顶同步操作，桩头钢筋弯曲效率大大提升。钢筋弯曲完成后，使用高压水枪对桩基桩头浮渣等杂物进行冲洗，冲洗完成后应将积水及时清理干净。

3.2.9 桩基检测

破桩完成后应由项目部技术人员进行自检，自检合格后报驻地监理工程师对其验收合格后通知第三方桩检单位对桩身完整性进行检测，检测合格后进入下一步工序施工。

4  质量控制要点

①测量标高准确无误，破桩后的桩头应满足伸入承台10cm（0～-3）的要求。②切割线深度严格按照不大于钢筋保护层厚度进行环切控制。③桩头混凝土凿毛充分，无杂物。④破除桩头前应做好基坑排水工作，避免出现安全隐患。⑤施工中若有主筋折断现象应采用同规格钢筋进行搭接焊处理。

5  桩基环切法施工效果

图3是经人工风镐破除桩头的效果，棱角破坏严重，桩芯凹凸不平;图4是经环切法破除桩头后的效果，与传统方法相比，环切法在质量、安全、文明施工等方面均表现出了明显优势。

6  结语

保康车站多线特大桥全桥628根桩基均采用了桩基环切工艺，其中2#墩10根桩基作为郑万高铁湖北段七标桩基首件工程通过了监理和业主的验收，628根桩基也全部通过了桩检单位的检测，得到建设单位、监理单位及设计单位的广泛好评。采用桩基环切施工工艺，大大缩减了各工序连接时间，极大提升了施工效率，缩短了施工工期、节约了工程成本。

参考文献：

[1]杨斌，陈世宏，张慧君.环切法破桩头施工工艺[J].市政技术，2015（3）：61-63.

[2]苏永胜.浅谈桥梁钻孔桩环切法剔除桩头施工工艺及预控要点[J].甘肃科技，2017（5）：78-79.

[3]樊育通.公路桥梁桩基施工质量问题及控制分析[J].价值工程，2019，38（22）：178-179.

作者简介：王泽川（1993-），男，山西运城人，毕业于太原理工大学，研究方向为高速铁路桥梁现场施工技术。