钻孔灌注桩桩头快速整体分离施工技术

（云南省铁路总公司，云南 昆明 650500）

1 引言

桥梁钻孔灌注桩泛应用于工程建设中，因其成桩浇注的特点，即借助导管下混凝土，让混凝土在自重作用下快速填充于钻孔中，并将孔中的泥浆向上挤出形成。为确保灌注桩桩顶混凝土强度和质量，灌注浇筑时应高出桩顶设计标高0.5～1m，待桩基成型且混凝土达到一定强度后，将设计标高以上部分予以清除。因此，钻孔灌注桩桩头处理是不可缺少的一道工序，是工程技术人员重点关注的问题。赖文平[1]总结分析了钻孔灌注桩高大桩头分层凿除法。付红梅[2]通过对灌注桩中破桩头方法研究，总结出各种桩头处理方法的特点。郑先奇等[3]介绍了橡塑发泡管、硬质塑料管等在钢筋隔离技术在钻孔灌注桩桩头处理上的应用。马佳[4]等采用包裹法+双刀环切法运用于桩基础工程中进行破桩头处理。隋丰隆[5]对钻孔灌注桩桩头整体凿除施工技术进行研究分析，取得较好的效果。肖建宇等[6]对桩基顶部由于不规范施工导致出现裂缝的现象进行了论述。混凝土桩头的处理不仅涉及工程进度和质量问题，也涉及施工作业人员的安全问题，因此本文结合某桥灌注桩，研究桩头快速分离的施工方法，为工程提供依据。

2 工程实例

以某高速公路一桥梁基桩桩头处理为例，阐述桩头整体快速分离技术与方法。该桥为3×40m、5×40m 左右两幅，桥墩为双柱墩，下设桩基础。如图1 所示，桥台基桩桩径为1.5m，墩柱下的桩径为1.9m。为确保施工安全，全桥要求采用机械钻孔进行施工，待钻孔深度达到桩底设标高后，应对孔深、孔径进行检查，符合要求后方可清孔，下放钢筋笼等后续工序的作业。

图1 桥梁桩基图

3 桩头快速整体分离技术及注意事项

桥梁基桩桩头处理是要破除超灌桩顶混凝土，但要保留伸入承台或墩柱的钢筋，其处理方法有传统凿桩头法、整体破除法、射水法、溢出铲除法。目前用得较多的是传统凿桩头法，但因其施工效率低、凿桩时间长，特别是对主筋和桩身的损伤、施工安全存在质量隐患等方面存在一些弊端，而逐渐被桩头整体破除法所取代。

3.1 桩头快速整体分离技术

1）在桩基钢筋笼成型后，在基桩桩头伸入承台或墩柱部分的两根对角主筋上标记出基桩设计桩顶标高位置，用工程线对齐两标记点位沿钢筋笼围一圈，即可得出所有主筋的桩顶设计标高的位置。

2）将提前准备好的橡胶圈套入基桩每一根主筋标记位置以上10cm 处，该橡胶圈起到密封、托起PE 管的作用。

3）在基桩桩头每一根主筋上套入PE 管，PE管下方由橡胶环承托固定，上口用橡胶带缠绕封口，确保混凝土浇筑过程不发生位移，以防泥浆渗漏入PE 管中，以免桩头混凝土强度形成后钢筋与混凝土发生握裹而难以剥离。这样桩头部位混凝土和主筋不发生接触，为下面的“摘除”提供了条件。

4）待基桩强度形成后，在桩顶设计高程以上10cm 处的桩周围，采用气动凿岩机在垂直于桩身方向均匀钻孔，再将分离钢契子插入钻孔中，采用外力进行敲打，直至桩头与桩身完全分离。

5）用起吊设备吊出剥离下来的桩头混凝土，至此，一颗基桩的破桩头工序结束，进行下一颗基桩的破桩头工作。

3.2 注意事项

1）在钢筋上标识桩头位置，避免开挖过程中桩头被损坏。

2）在进行破桩头用气动凿岩机钻孔时，按照事前标记位置，要认真、仔细核查，避免钢筋或声测管被损坏。

3）人工用风镐或气动凿岩机将整个桩头钢筋外保护层混凝土剥离。在剥离过程中不得用工具直接触碰钢筋，防止钢筋损坏或扭曲。

4）在基桩桩顶设计标高以上10cm处钻眼孔，孔位均匀布置在桩头四周，将钢楔打入钻孔，逐个依次击打加压，直至将桩头与桩身完全分离。

5）必须确保桩头与桩身完全分离才能进行桩头起吊工作，以免扰动桩体。

4 材料选用及施工工艺

4.1 橡胶圈

为确保橡胶圈与钢筋稳固贴合钢筋且能托住上面PE 管，橡胶圈直径要求略小于主筋2～3mm，且要求密封性能好，抗变形能力大。本桥中采用的托底橡胶圈具体尺寸为：外径3.8cm，内径2.6cm，厚度为5.5mm。橡胶圈安放在桩顶设计标高以上10cm 处，承托其上的PE管作用。

4.2 PE管材

为快速破除桩头混凝土，减少PE 管壁与混凝土的摩擦作用，增加混凝土与钢筋的剥离难度，PE 管选用管径比主筋直径大2～5mm 的硬塑料材质，在提整体桩头时能快速剥离钢筋。为确保在浇筑混凝土时PE 管能固定不发生串动，在PE 管上口端用胶带与主筋缠绕在一起，必要时可用铅丝固定。

4.3 施工工艺

在绑扎成型的钢筋笼主筋上标定桩顶设计标高的位置，将橡胶圈套入主筋并移至该设计标高上方10cm 处，起到承托PE 管的作用，再将PE管套入主筋，为防止施工过程中泥浆从PE 管上口流入PE 管内，在PE 管上口用胶带缠绕封口后即可浇筑混凝土；在成孔检查、清孔完成后，将提前套橡胶圈、PE 管的钢筋笼放入孔中，浇筑基桩混凝土，待混凝土达到一定强度即可破桩，具体施工工艺流程图如图2 所示。

5 工程实际应用效果

图2 施工工艺流程图

在该桥破桩头工作中，橡胶圈为确保橡胶圈与钢筋稳固贴合钢筋且能托住上面PE 管，而PE套管避免了钢筋与混凝土在桩头位置的直接接触，在垂直向上吊拉过程中，主筋不会产生大的竖向与水平向扰动，最大程度地保护了主筋的原始应力状态。

该破桩头方法能有效地将桩基主筋与混凝土剥离，橡胶圈能很好地握裹主筋承托固定好PE管，在混凝土浇筑过程中PE 管不会发生蹿动和漏浆入PE 管中，减少桩头混凝土分离时的摩擦系数，使桩头与桩身能较好地完全分离。在破桩头时不会损伤下层桩身质量，基桩主筋不需要来回扳动，施工质量较好；桩头吊离后，不需要进行人工二次凿除，能有效地提高施工效率和质量。最后采用钢丝绳将脱离桩身的桩头捆绑牢固，利用起重机将桩头吊运出坑，整颗桩的破桩工作结束。

6 结论

该桩头破除法可使桩头混凝土与桩头钢筋快速分离，使桩基钢筋不受损伤，极大地提高了桩头破除的效率，并能确保施工安全、质量、进度，取得了良好的经济与社会效益。该钻孔灌注桩桩头快速分郭技术具有一定的推广应用价值。