钢筋隔离后定向破桩头施工技术研究

刘志攀 山西五建集团有限公司

1 前言

桩基施工时，为了保证桩头质量，桩顶标高一般都比设计标高高出0.8m～1m，当进行承台施工时须将超灌部分凿除（亦称为破桩头）。在工程施工中，这种大直径桩基的桩头破除一般采用传统的人工破除，也可借助小型机械破除，破除时，费时费力、速度慢，且破碎过程中的扬尘和噪声污染较大，对作业人员身体的伤害较严重。显然传统方法与现在基础设施建设项目所要求的高速高效不相匹配。晋中市龙城大街东延工程中都北路跨线桥全桥桩基共计36根，直径分别为1.5m和1.2m，针对大直径桩基钢筋隔离后定向破桩头施工技术进行了研究和总结。

2 施工特点

钢筋隔离后定向破桩头施工技术与传统的人工凿除方法相比具有工业简单，操作方便，能有效地保证桩身混凝土完整和桩体钢筋无损伤，投入少量材料和施工设备可大大提高施工速度，降低劳动强度，可以保证施工安全和工程质量，减少施工噪声和粉尘污染，符合绿色施工的环境保护要求等特点。

3 适用范围

适用于桩基工程普通钻孔灌注桩桩头和大直径钻孔灌注桩桩头整体破除施工。

4 工艺原理

破桩头传统的方法是采用人工凿除、小型机械破除或微型爆破的方法进行拆除。钢筋隔离后定向破桩头施工技术是在破桩头范围内，采用PVC塑料管套入受力钢筋外进行固定，使桩头混凝土与受力钢筋产生隔离。破桩头时，在桩顶标高用小型切割机水平切割两条切割线，在两条切割线之间钻两个直径40mm的孔，用液压劈裂机插入孔洞内进行劈裂，使桩头与桩身分离，最后用起重设备吊起桩头混凝土。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

钻孔灌注桩钻孔→钻孔桩钢筋笼制作→钻孔桩成孔检测/桩头钢筋及声测管部位安装PVC管→钻孔桩钢筋笼吊装→钻孔桩砼灌注→承台基坑开挖、测定桩顶标高→小型切割机表面环切→桩头对称钻孔→液压劈裂机分离桩头→起吊桩头→进行下根桩施工循环。

5.2 操作要点

a)钻孔灌注桩钻孔：根据不同的地质情况，选择相应的钻孔设备。钻孔前，检查钻机钻头直径、钻杆长度、钻机的垂直度是否满足设计及施工要求。钻孔后，采用换浆法进行清孔。

b)钢筋笼制作加工：严格按照设计要求规格、型号、长度、形状制作钢筋笼，所有的竖向主筋与箍筋固定连接牢固。

c)PVC管的安装：主要设置在桩头部分，为了保证桩头的分离，PVC管底端设在切割线位置处，两端用泡沫密封胶填充PVC管与钢筋（声测管）之间空隙，并在其两端采用胶带缠绕固定，胶带深入桩体5cm～10cm。为了确保PVC管的位置固定准确，在桩头顶部PVC管两端，用胶带将PVC管与钢筋固定，并用22#铅丝缠绕绑扎，保证PVC管不发生串动，将其位置固定。在每根桩钢筋笼最后一节吊装到离地面1.5m位置时对PVC管安装的位置、牢固性、两端封堵情况、刷油情况等进行检查。

d)钢筋笼吊装及砼浇筑：钢筋笼下放时，将分段加工完成的钢筋笼用吊车依次吊装入孔，接头采用焊接连接。在钢筋笼和导管安放完毕后立即进行二次清孔，清孔完成后立即进行水下混凝土灌注。混凝土灌注过程中复测钢筋笼标高，防止钢筋笼上浮。

e)测定桩顶标高、划切割线：基坑开挖后，将场地整理平整，测量人员进行放样，在桩顶标高以上10cm标高处，先划出第一条切割线，在其上方10cm～15cm标高处，再划出第二条切割线。

f)桩头环向切割：用手持切割机将两条切割线进行切割，切割过程中深度不得大于钢筋保护层厚度，以免割伤桩基钢筋。

g)桩头劈裂孔钻设：在破桩头的两条切割线标高之间对称钻两个直径为40mm的孔，如遇钢筋适当调整钻孔位置。

h)劈裂机桩头分离：使用两台OLT150液压劈裂机，由两名专业人员操作，保证两台劈裂机同时启动或停止。待裂缝达到大约2cm时，通过对讲机通知液压操控员停止。

i)顶板钢筋及预应力管道安装：根据设计图纸绑扎顶板钢筋，外模顶上设置有定位槽，用于确定顶板钢筋的间距、位置，同时安装预应力管道、锚具。

j)桩头起吊：起吊前由现场技术员检查桩头与桩身完全分离，起吊时专职安全员全程指导监督，用起重设备将桩头垂直吊起，避免左右晃动桩头对桩主筋产生较大变形。将破除的桩头混凝土整体吊出基坑，使用自卸车运至指定地点。

6 材料与设备

6.1 材料

选用大于桩基主筋和声测管直径5mm～15mm的PVC塑料管、泡沫密封胶。PVC塑料管的规格、型号、材质单符合有关现行标准要求。

6.2 机具设备

采用两台YL38型液压劈裂机用桩头的分离，采用一台手持式切割机切环形圈，采用一台吊车用于钢筋笼和桩头的吊装，挖掘机、装载机各一台用于基坑的开挖，汽车一辆用于破除桩头的运输。

7 质量控制

7.1 质量自检组织机构

项目部成立全面质量管理领导小组，由项目总工、质量员及相关人员组成的质量控制体系，对工程质量进行前期策划和工程控制。

7.2 质量检查

a)旁站：专职质量员对关键工序进行旁站监督，对一般工序进行巡回检查。

b)自检：施工操作人员、施工员、质量员对施工使用的材料规格、型号、尺寸、形状、高程、位置及外观质量进行检查。

c)交接检查：同一工序分班作业的交接班检查和工序间的交接检查。

d)监理工程师的质量检查：施工单位先自检合格后，提交监理工程师进行质量验收。

e)定期或关键节点进行质量大检查：由建设单位、监理单位及施工单位共同参于质量检查。

f)专职质量员定期不定期进行检查。

8 安全措施

8.1 组织措施

项目设置安全管理机构、配备专职安全员，负责项目的安全管理和日常安全检查，班组设兼职安全员。

8.2 技术措施

a)机械设备：现场机械设备派专人统一管理，并及时进行保养和维修，确保设备正常运转，严禁带病运行。

b)临时用电：施工临时用电的配电线路按照TN-S系统要求配置，施工现场临时用电执行三相五线制。临时用电配电原则采用三级配电，二级保护。

c)消防：建立消防制度，定期进行消防教育，加强防火管理，防止火灾发生。

8.3 管理措施

建立健全安全生产责任制、危险源识别及警示制度，完善安全教育及培训制度、安全防护用品使用制度、危险品管理及使用制度、安全设施等配备制度，并建立相应的管理措施。

9 结束语

通过工程实践证明，晋中市龙城大街东延工程中都北路跨线桥钻孔灌注桩采用此工艺得到了良好的社会经济效益。机械化施工提高了施工效率，减轻了操作人员的劳动强度，每个桩头的破除时间由原先4h缩短为2h；采用此技术平均每根桩所需费用综合考虑降低240元左右；其次对桩头钢筋破坏较少，破除面比较平整，施工质量得到了保证。在混凝土破碎过程中，也有效地减少了扬尘和噪声污染，改善了作业环境，降低了对操作人员健康的危害。钢筋隔离后定向破桩头施工技术的应用解决了桩头破除的难题，具有创新性，极具推广价值。