浅议一种提高灌注桩桩头破除质量和效率的方法

吴鸿昇

国网江苏省电力工程咨询有限公司 江苏 南京 210000

引言

某电厂的地基基础工程采用混凝土灌注桩，全厂共有1200根混凝土灌注桩待施工。其桩体的参数为：直径600mm，混凝土设计强度C30，配有8根22mm的主筋，箍筋间距300mm（箍筋加密区间距150mm），桩长8m。按照混凝土灌注桩的施工工序，施工方需对桩头进行破除（混凝土灌注桩上部为强度较低的浮浆固化物）。

传统的灌注桩桩头破除，是由人工手持电镐或风镐完成的。因为机械的高频振动，施工人员的手会产生麻痹感，快要到达灌注桩桩头破除分界线（设计承台基础底标高）时，失手多凿除一些混凝土，这会造成混凝土桩头破除表面凹凸不均、存在较大起伏，不利于基础施工的质量控制。由于灌注桩的桩径较大（通常为500～600mm），因而灌注桩的桩头破除需要将实心混凝土（约0.2～0.28m2的实心混凝土）凿除后清理干净，工作量较大，这更加影响了灌注桩桩头破除的效率，平均破除一个桩头所需时间高达3小时。

故本人提出了一种提高灌注桩桩头破除质量和效率的创新方法，并利用该方法指导施工方进行桩头破除施工。

1 桩头破除创新方法设计

图1 该装置俯视图

图2 该装置正视图

灌注桩的桩径一般为500～600mm，如果能将桩头的混凝土进行隔离（即用挤塑板进行上下层混凝土的分隔），把混凝土的接触面积（即不进行隔离的实心混凝土面积）减少50%以上，那么就可以将桩头破除效率提高1倍以上。根据圆的面积的计算公式：S=π*r^2，如果能将非隔离区域半径控制在以内，隔离区域（即进行上下混凝土隔离的区域）面积将达到1-（2/3）^2=5/9=55.55。即相当于减少了这部分隔离区域的凿除时间，其占总时间的55.55%。最终效率可提高：[1/(1-55.55%)]-1=1.25倍。

针对以上推算，设计了一种装置，俯视图如图1所示、正视图如图2所示。

图1中，挤塑板1固定在带孔钢质圆环2的上下表面，带孔钢质圆环2上均匀分部圆形孔洞（建议圆形孔洞直径为40mm），固定螺母3固定在带孔钢质圆环2的四周，螺纹杆4和洞口固定杆5为一整体，固定杆的长度为预破除桩头的高度。钻孔灌注桩在混凝土浇筑至适当位置时，把螺纹杆4旋转进入固定螺母3，然后缓慢放下该一种提高灌注桩桩头破除效率的装置，利用洞口固定杆5架设在洞口上。灌注施工完成后，待灌注桩达到一定强度时，进行挖土，挖至预破除桩头分界线时，该一种提高灌注桩桩头破除效率的装置露出表面，此时只需破除挤塑板1及中间区域的混凝土即可[1-4]。

2 桩头破除创新方法现场验证

把该装置的设计图纸交给施工方，督促施工方按照该装置设计图纸进行装置的制作，将内部圆环直径控制在400mm、装置最大净尺寸为600mm（等于混凝土灌注桩直径），如图3所示。

图3 该装置实物尺寸

组织施工方进行试验桩的成孔，并下方钢筋笼，在即将浇筑到桩头位置时放下该装置。如图4、图5所示。

图4 成孔

图5 下放钢筋笼和该装置

待28天后，对桩位进行开挖，将桩头露出地面。并安排一位有破桩头经验的施工单位人员进行桩头的混凝土破除。经记时，该灌注桩外侧（橡塑板）破除时间为5分钟，内侧（C30混凝土）破除时间为1小时20分钟。如图6～图9所示[5-8]。

图6 凿除前开挖准备

图7 凿除前挤塑板定位

图8 水平凿除挤塑板

图9 继续凿除中心混凝土直至凿断

用电子回弹仪对桩头以下混凝土进行回弹，共取20个回弹试验点，强度的回弹值均在C35以上，说明该装置对浮浆上浮的通道不造成影响[9-13]。

图10 现场回弹

3 结束语

本文提出的一种提高灌注桩桩头破除质量和效率的方法，该方法有利于提高桩头破除处的平整度，又通过回弹试验验证了该方法对混凝土强度不会造成影响。并将桩头破除效率显著提高，破除时间提升了1倍以上。该方法既提高了灌注桩的破除质量，又提高了桩头破除效率，是一种值得推广运用的技术[14]。