桩头快速吊除技术在板桩码头中的应用

张燕鹏，赵明时

（1.天津深基工程有限公司，天津 300222；2.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）

1 工程概述

唐山港京唐港区23号至25号多用途泊位工程位于京唐港区第三港池南侧岸线的西侧，码头总长度为945 m，其中本公司负责码头东侧新建2个10万t级多用途泊位，长度为660 m。下部结构包括前地连墙108片，锚碇墙108片，遮帘桩215根，灌注桩154根。根据地连墙、锚碇墙、遮帘桩的施工工艺要求，在下部结构施工完成后需要进行地连墙、锚碇墙、遮帘桩桩头[1]凿除，才能进行上部结构施工。

根据地连墙的施工工艺，地连墙混凝土超灌高度一般为0.5～0.8 m左右，超灌混凝土会将地连墙锚固筋进行包裹，形成较大握裹力。在进行地连墙上部结构施工前，需要将超灌混凝土与锚固筋握裹部分混凝土凿除剥离，然后将超灌混凝土吊除。

传统的地连墙桩头凿除方法是人工使用手提式气动式风镐将桩头钢筋外保护层混凝土凿除，然后人工剥离出钢筋，再将桩头吊除。由于桩头超灌混凝土体积大，地连墙钢筋较多，人工凿除桩头的功效很低，且费用高，而且桩头容易劈裂，桩头凿除后造成地连墙顶部保护层不足，桩头凿除的工艺急需改进提高以适应地连墙板桩码头的飞速发展。

本文着重阐述了桩头快速吊除技术在地连墙板桩码头中的应用。

2 传统桩头凿除技术通病分析

1）桩顶保护层易破坏：传统凿除工艺为人工手提气动式风镐直接凿除桩头超灌混凝土，容易造成桩顶混凝土劈裂至设计凿除线以下和桩头缺角现象，桩头凿除后桩顶平整度较差，极易造成桩顶主筋保护层小于设计值，给工程质量埋下隐患。

2）效率低，且费用高：人工凿除桩头施工受作业人员体力和经验影响较大，凿除效率低下，且桩头凿除人员属于特殊专业工种，人工费用较高，纯人工的桩头凿除技术成为制约整个工程施工进度的重要因素。

3）桩头锚固筋被风镐凿缺肉现象、多次弯折现象屡有发生：桩头凿除之前，锚固筋包裹在混凝土中，在人工用风镐剥离锚固筋时，风镐钻头很容易将锚固筋作为受力点，造成锚固钢筋缺肉、变形现象，同时人工凿除过程中为了方便风镐钻头找准受力点，工人经常将锚固筋向外侧进行弯折，降低锚固钢筋抗拉强度，使锚固筋受力受到严重影响，锚固效果达不到设计要求，使锚固筋和胸墙间连接软弱，进而影响工程质量。

4）锚固筋顺直度难保证：由于地连墙等部分桩顶存在海侧或陆侧锚固筋为双层筋情况，在将超灌混凝土与里侧钢筋剥离时需将外侧一排钢筋弯曲至一侧，将桩头吊除后再靠人工将钢筋恢复原位，操作难度大，且钢筋顺直度不易保证，在人工将锚固筋弯曲或调直的过程中容易使锚固筋变形或受损断裂等。

5）不能满足健康、环保施工要求：桩头凿除过程中产生大量粉尘和噪音，给施工现场造成空气、噪音污染的同时，给作业人员身体带来很大伤害，长期从事传统方法桩头凿除作业人员易患尘肺病、骨质疏松等职业病。

6）桩头凿除人员短缺：随着人口老龄化的发展，桩头凿除人员这一特殊工种越来越稀缺，这也要求地连墙桩头吊除技术必须进行革新。

7）破除后的桩头高低不平：破除后的桩头高低不平，并且对嵌入胸墙内的桩头造成一定损伤，进而影响胸墙与地下连续墙的锚固效果。

3 桩头快速吊除技术应用

3.1 地连墙桩头锚固筋安装复合套管

在地连墙钢筋笼加工完成后，根据锚固筋的长度将复合套管安装在锚固筋上，并固定牢固，复合套管直径根据锚固筋的直径相应调整，一般应较锚固筋直径大1 cm左右，通过安装套管将原来混凝土直接握裹钢筋转变为复合套管与钢筋接触，阻断了混凝土与锚固筋的握裹，减少了将钢筋从混凝土中剥离的工序。

图1 复合套管安装

3.2 桩头切缝处理

钢筋笼入槽并浇筑混凝土，基槽开挖后在桩头上切双缝处理。为防止桩头超灌混凝土在风镐凿除过程中发生成块脱落，局部低于设计标高，造成地连墙或锚碇墙钢筋保护层不足现象，在地连墙、锚碇墙桩头人工凿除前，首先在桩身上放样出标高位置线，并弹线做出两道标记，然后用无齿锯按照标线进行切缝，切两道缝，下部缝位置为设计有效桩头，上下两缝距离10 cm，桩两侧通常切缝，深度为3～5 cm，切缝深度不应切到地连墙锚固钢筋。

3.3 凿除切缝间混凝土

将桩身切好的双缝间混凝土凿除，露出预埋复合套管，无需将钢筋与混凝土剥离，减少了很大工作量。

图2 凿除切缝混凝土实摄

3.4 钻涨裂孔和起吊孔将桩头涨裂、吊除

地连墙每幅5.4 m宽分别在切缝顶部5 cm位置钻4个横向涨裂孔，使用混凝土劈裂机将超灌桩部分与有效桩体涨离，然后在超灌桩身中部等间距钻4个涨裂孔，将其涨裂，并钻出起吊孔，利用起吊孔，使用25 t汽车吊将桩头碎块分别吊除。

图3 吊除桩头示意

3.5 使用钢筋弯曲机将锚固筋调直

将超灌桩头吊除后，使用液压钢筋弯曲机将少部分在开槽过程中或桩头吊除过程中扰动弯曲的锚固筋进行调直处理，传统钢筋调直多采用人力将弯曲的锚固筋反弯调直，该方法功效低，且钢筋发生较小弯曲时调直难度大，液压钢筋调直机的投入既提高了钢筋调直的功效也降低了施工安全风险。

3.6 清理桩顶混凝土

人工使用风镐将桩顶剩余局部松动小块混凝土、局部凸起较大混凝土进行凿除清理，使桩顶混凝土面平整，且无松动混凝土块体，保证桩顶有效锚固混凝土的质量。

图4 桩头吊除后效果

3.7 施工注意事项

1）复合套管的选择。

宜选择PVC管或其他材质有一定刚度的套管，且套管直径应大于锚固筋直径5～10 mm，保证套管能有效隔离桩顶混凝土和锚固筋。同时复合套管的壁厚要满足一定厚度要求，防止在混凝土灌注过程中发生挤压变形。

2）复合套管的安装。

复合套管安装前应根据锚固筋设计尺寸进行放样下料，将复合套管安装在锚固筋上后应将复合套管两头进行封堵严密，防治在混凝土浇筑过程中混凝土或混凝土浆液进入复合套管，使复合套管失去隔离作用，混凝土和锚固筋发生握裹现象，给桩头吊除带来困难。

3）凿除切缝混凝土。

凿除切缝混凝土时要保证将复合套管进行剥离，根据设计图纸提前将锚固筋的位置在超灌桩体上进行放样标记，防止凿伤锚固钢筋。

3.8 快速吊除技术的优点

1）提高施工效率。

采用桩头锚固筋套复合管技术，由于混凝土和锚固筋不发生握裹现象，可实现快速桩头凿除，减少了桩头锚固筋剥离工序，缩短了桩头凿除时间，大大提高了施工效率，桩头吊除效率由原来的每班组3幅/d，增加到每班组6幅/d，使施工功效提高了一倍，工程进度不再受桩头凿除施工的制约。

2）易于保证工程质量。

桩头切双缝技术的应用避免了桩头超灌混凝土在风镐凿除过程中发生成块脱落，局部低于设计标高，造成地连墙或锚碇墙钢筋保护层不足现象。钢筋弯曲机调直锚固筋在提高工程效率、保证工人作业安全的同时使锚固筋避免反复弯曲受力，锚固筋的质量得到了保证。

3）有利于文明施工。

传统人工凿除桩头过程中风镐产生大量噪音和扬尘，给风镐操作工身体产生很大的伤害，容易造成尘肺病和骨质疏松等职业病，采用此方法后大大降低了造成工人职业病的风险。

4）降低施工成本。

由于减少了桩头锚固筋剥离工序，大大缩短了桩头凿除的人工投入，很大程度降低了单位长度地连墙桩头凿除施工人员的作业时间，从而降低了人工费用，提高了施工效率，费用降低至传统方法的57 %。

表1 吊除每幅地连墙桩头费用比较

4 结语

本技术能保证地连墙桩顶与上部结构连接处锚固筋保护层厚度，同时减少了桩头凿除的人工成本，节约了桩头凿除时间，提高了施工效率，降低了施工中噪音和粉尘量，符合国家提倡的节能减排、绿色环保要求。

希望此技术在地连墙板桩码头中应用的同时得以推广应用于地铁站、地下商场、停车场、高层建筑等应用地连墙作为支护结构的深基础工程中，为地连墙工程质量和环保施工提供一定保障。