钻孔桩桩头整体破除工法.doc

钻孔桩桩头整体破除工法应用摘 要：随着我国高速公路及高速铁路等基础设施项目的迅速发展，桥梁工程越来越多，钻孔灌注桩因其质量可靠，地层适应性强，被广泛地应用于桥梁工程中，而桥梁的钻孔桩具有直径大，超灌多的特点；因此，这种大直径桩基的桩头破除一直是一个难题。现在工程施工中，基本还一直采用传统的人工破除或人工辅助小型机械破除，耗费大量的人力物力，而且速度很慢，对桩体质量、桩体钢筋损伤大，和现在的基础设施建设项目所要求的高效施工速度不相匹配。因而发现和创新一种简易、快速、节约的破除桩头施工技术就尤为必要！关键词：桥梁；钻孔桩；桩头；整体破除；施工技术1 引言针对京沪高速铁路跨津浦铁路特大桥桩基多，直径大，超灌多，工期紧，桩头破除难的特点，我单位通过在跨津浦铁路特大桥钻孔桩的施工中研究、试验并掌握了钻孔桩桩头整体破除法施工技术，成功解决了桩头快速破除等问题。此方法具有工艺简易、可控制性强、速度快、对桩体及桩体钢筋无损伤、节约成本、无污染等特点，使用效果显著取得了较好的效果和经济效益，具有很广阔的推广前景。2 工程概况新建京沪高速铁路土建工程JHTJ-3标段跨津浦铁路特大桥桥梁全长14120.68m，起迄里程DK428741.84DK442862.52，桥梁线路位于鲁中南低山丘陵及丘间平原，地表以剥蚀为主，部分地段基岩裸露，地形起伏大，是京沪高铁全线海拔最高的地段。桥梁基础设计为明挖基础、挖井和钻孔桩基础等基础形式，全桥共设计有钻孔桩3200多根，桩基每个桥墩含桩数为8、10、12、21个不等，单桩最大孔深54.0m，最小孔深7.0m。3 桩头整体破除法施工技术原理钻孔桩桩头整体破除法主要是在钻孔桩钻孔结束后安装钢筋笼前，将事先加工好的复合脱松套或PE管直接套入钢筋笼外露承台的主筋和声测管外端表面，并将其位置固定保证不发生串动，复合脱松套或PE管使桩头混凝土和主筋不发生握裹；在基坑开挖完成后，在桩顶高程以上10cm处采用气动凿岩机垂直桩身方向钻孔，钻孔深度只需要达到桩径的1/5即可，将分离契子插入钻孔中，并采用外力进行敲击，直至桩头与桩身完全分离，然后利用起吊设备吊出上部桩头。此顶端段的桩头，被垂直提拎，就好像是蜂窝煤.4 桩头整体破除法施工方法4.1施工工艺流程钻孔桩成孔检测钻孔桩下钢筋笼采用楔子分离桩头钻孔桩砼浇筑钻孔桩钢筋笼制作桩头钢筋PE管安装钻孔桩钻孔施工等强、开挖承台风镐等小型钻机钻楔子孔 起吊桩头进行下个桩基础施工循环 3-1 桩头整体破除法工艺流程图4.2 桩头整体破除施工方法1）人工凿除的施工方法在承台开挖完后，人工用风镐先凿出钢筋笼的主筋和声测管，然后进行桩头分离，再采用大型机械将桩头吊起，这种方法的不足之处在于：（1）声测管不易查找，相当费时；（2）在凿出钢筋笼的主筋和声测管时比较慢，效率较低；（3）对主筋损伤较大；（4）破除后的桩头高低不平，并且对桩基有一定的破坏。2）桩头整体破除法施工方法桩头整体破除法主要是在钻孔结束后安装钢筋笼前，将事先加工好的复合脱松套或PE管直接套入钢筋笼外露承台的主筋和声测管外端表面，将钢筋笼伸入承台的主筋和声测管全部包裹、密封。复合脱松套或PE管主要作用是使桩头混凝土和主筋不发生握裹。复合脱松套或PE管主要设置在桩头部分，为了保证桩头的分离，复合脱松套底端设在切割线下75mm的位置处，下部采用胶带固定，胶带深入桩体510cm，上端同此做法。为了保证复合脱松套或PE管的整体位置准确，在桩头内用22#铅丝将缠绕在钢筋上的胶带绑扎固定，保证其不发生串动，将其位置固定。复合脱松套选取硬塑料材质，保证在灌注中不被混凝土挤扁失效。管径宜选取比主筋直径大25mm，确保钢筋与复合脱模套分离。PE管直接采用市场上销售的直径合适的PE管即可。破桩头采用复合破桩头法施工，在开挖承台前，预先放出开挖边线，并标识桩头所处位置，避免开挖过程中桩头被损坏。承台开挖完成后，在桩顶高程以上10cm处采用气动凿岩机垂直桩身方向钻孔，钻孔深度只需要达到桩径的1/5即可，然后将分离契子插入钻孔中，并采用外力进行敲击，直至钻孔处桩头与桩身面产生分离，然后再起吊出上部桩头。4.3 施工中注意事项4.3.1 桩头钢筋密封在进行复合脱松套或PE管安装时，必须将外露承台的钢筋和声测管全部密封，且完全固定，保证其不发生串动。4.3.2桩头分裂1）总是保持绝对的水平的钻孔，分裂的作用力会沿着钻孔的角度延伸。2）钻孔桩的顶部应该处于桩顶高程以上10cm处的分裂位置，而不是其底部或者中心。如果是底部处于分裂位置，很有可能还有50mm的桩头需要手提钻来处理。3）钻孔深度只需达到桩直径的1/5即可。4）分裂楔子必须已合适的角度插入，唯一运动的部分是中心楔子，其作用力使得外部的楔子互相反向的分开、上下分开。如果分裂楔子被旋转90度，它就会向两边分开，就会把桩体纵向从头到脚分开。5）插入分裂楔子后在工作前倒退大约50mm，这样可以确保中心舌部有空间向前移动，从而使得外部楔子分开，而不会在钻孔末端碰到砼阻力。如果确实碰到砼，中心舌部会弯曲。6）在进行破桩头钻孔时，要做到认真、仔细，避免钢筋或声测管被损坏。4.3.3桩头起吊1）在吊起桩头前，必须确保桩头与桩身完全分离。2）在吊起桩头时，要确保钢丝绳等起吊机具不脱掉，避免安全事故。5 桩头整体破除法工艺显著优点该工艺的优点：桩头混凝土和主筋不发生握裹，在基坑开挖后，凿除桩头时，不进行钢筋和混凝土的剥离作业，从而大大加快桩头凿除速度，降低施工成本。1）方便快捷性：操作方便，配套设备少，施工人员容易接受，并很快可以熟练地操作。2）经济性：减少了设备、人员的投入，极大地提高了桩头破除的效率，降低了施工成本。3）安全质量性：桩头钢筋才有PE管保护，破除桩头时，可以很容易使桩头砼与桩头钢筋分离，使桩基钢筋不受损伤，确保了桩基钢筋质量。同时，在桩头起吊过程，所有施工人员远离操作现场，消除了吊出坠物对施工人员造成伤害的安全隐患，安全可靠。4）破除后桩基顶面平顺、美观。(在台湾的案例，中山高速公路，五杨段的高架桥拓宽工程，每承台有直径1.5m的钻孔基桩六根，两名工人一起工作砍桩头，每天可以完成处理两承台的桩头！)6 实例应用6.1桩头整体破除法现场施工图片 图6-1安装桩头钢筋保护PE管 图6-2承台基坑开挖 图6-3桩头分离处钻孔并插入分裂契子 图6-4击打契子使桩头与桩身分裂 图6-5桩头起吊 图6-6桩头破除后的桩顶6.2施工步骤说明1）所有的竖向主筋，必须与桩轴平行，不可有折线.2）钻孔和钢筋绑扎完成后，在桩头钢筋安装PE保护管，然后就位桩基钢筋，如图5-1。3）等桩基强度达到70%后，开挖承台基坑，在承台开挖过程中，对外桩头的主筋不能损伤或弯曲，否则对整体破除桩头不利，必须保护好。如图5-2。4）采用小型钻孔设备（风镐等），在设计桩顶高程沿桩基周长均匀钻取6个楔子孔，插入楔子，如图5-3。5）击打楔子，使桩头与桩基分离，同时，采用反铲将分离的桩头进行晃动，确保桩头与钢筋和桩基砼完全分离，如图5-4。6）采用反铲或者装载机或者其他吊装设备将完全分离的桩头吊起，放置在基坑周边设定好的桩头存放场地，如图5-5。吊起分离后的桩基顶面如图5-6所示。7）清理吊出的桩头至指定的弃放场地。8）循环上述操作，进行下个循环。6.3 应用推广钻孔桩桩头整体破除法在京沪高速铁路三标段跨津浦铁路特大桥、金山铺特大桥、六郎坟特大桥等得到广泛推广应用，通过实施该施工工法后，桩头破除工效相比以往均有较大幅度提升，能够很好地促进施工进度。同时，减少了设备人员的投入，节约了施工成本。通过现场施工实践后，京沪公司及监理单位要求各施工单位在桩基施工桩头破除全部采用该方法，在全线推广使用，并得到各施工单位的认可。参 考 文 献【1】客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213-2005）；【2】铁路混凝土施工技术技术指南(TZ210-2005)；【3】客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005160号）； 【4】铁路混凝土工程施工质量验收补充标准（铁建设2005160号）；【5】铁路工程施工安全技术规程（上、下册）（TB104