鉆孔灌注樁樁頭整體破除施工方法論述

李小廣

中鐵十四局海外分公司，山東濟南 250013

0 引言

針對厄瓜多爾薩莫拉大橋樁基多，直徑大，超灌多，工期緊，當地環境保護法、勞動法嚴格的特點，我單位通過在薩莫拉大橋鉆孔樁的施工中研究、試驗并掌握了鉆孔樁樁頭整體破除法施工技術，成功解決了樁頭快速破除等問題。此方法具有工藝簡易、可控制性強、速度快、對樁體及樁體鋼筋無損傷、節約成本、無污染、噪音小等特點，取得了較好的效果和經濟效益，具有很廣闊的推廣前景，為我公司立足南美建筑市場奠定了穩固基礎。

1 工程概況

本橋位于厄瓜多爾東南部薩莫拉-欽奇佩省，為改造和拓寬Mirador（米拉多）礦區至Chuchumbletza鎮的公路，跨越Zamora河而修建本橋。本橋設計橋長243.5m，主梁采用（45.5+140+45.5）m三跨預應力混凝土連續箱梁，主跨采用懸灌法施工。

橋梁基礎設計為鉆孔灌注樁基礎，全橋共設計有鉆孔樁45根，單樁最大孔深52.0m，最小孔深39.0m，樁徑統一為1.5m，該國家環境保護法、勞動法非常嚴格，我們施工周圍全是茂密的森林，動植物很多，而且周圍土著居民很多，所以夜間施工不能擾民，不能驚擾周圍森林里的動物，噪聲要求小于45分貝。更有甚者當地民工全部要求戴防塵面具，戴耳塞，配備統一的防護服裝。為了站穩南美市場，我公司給業主承諾10個月完成工作，所以怎么樣能快速、無污染的完成樁基工程，我公司投入了大量的人力和物力。

2 樁頭整體破除法施工技術原理和工藝流程

2.1 技術原理

鉆孔樁樁頭整體破除法主要是在鉆孔樁鉆孔結束后安裝鋼筋籠前，將事先加工好的復合脫松套或PE管直接套入鋼筋籠外露承臺的主筋和聲測管外端表面，并將其位置固定保證不發生串動，復合脫松套或PE管使樁頭混凝土和主筋不發生握裹；在基坑開挖完成后，在樁頂高程以上10cm處采用氣動鑿巖機垂直樁身方向鉆孔，鉆孔深度只需要達到樁徑的1/5即可，將分離契子插入鉆孔中，并采用外力進行敲擊，直至樁頭與樁身完全分離，然后利用起吊設備吊出上部樁頭。

2.2 施工工藝流程（如圖1）

3 樁頭整體破除法與傳統破除法的比較

3.1 鉆孔樁樁頭破除主要目的

1）砼在振搗過程中，水泥漿向上返所以樁頭強度難以保證;

2）打出樁中的主筋作為承臺的配筋；

3）再有就是砼澆筑過程中樁頭部分難免落入泥土等雜質。所以規范規定砼樁施工時樁頭標高高出設計標高0.5-1.0m，把此部分樁頭砼剔除以保證樁身強度。

4）防止由土的側向力而形成的混凝土頸縮現象對樁身直徑大小的影響。

3.2 傳統的人工鑿除樁頭砼的方法

在承臺開挖完成后，人工用風鎬先鑿出鋼筋籠的主筋和聲測管，然后進行樁頭分離，再采用大型機械將樁頭吊起，這種方法有諸多不足之處：

1）聲測管不易查找，相當費時，效率較低；

2）在鑿出鋼筋籠的主筋和聲測管時比較慢，如果施工人員不小心，經常會對鋼筋造成損壞，引起鋼筋彎曲變形，從而降低抗拉強度，這樣樁基和承臺間的連接會減弱，在遇到地震時就存在薄弱點，該項目所處地震烈度為Ⅷ度，所以人工破除樁頭很不利；

3）在進行切割前混凝土必須達到做夠強度，確保在氣動切割機破除時不會損壞樁體，那么就至少要等10天才能開始此項施工，這樣我們工期是不允許的；

4）采用手動方法會對施工人員的健康帶來問題，手提氣動設備巨大的顫抖會損壞操作人員的手腕和胳膊，而產生的噪音和塵土也形成很差的工作環境，當地勞動法和環境保護法是不允許的；而且破除后的樁頭高低不平，對樁基有一定的破壞。

3.3 樁頭整體破除法

樁頭整體破除法主要是在鉆孔結束后安裝鋼筋籠前，將事先加工好的復合脫松套或PE管直接套入鋼筋籠外露承臺的主筋和聲測管外端表面，將鋼筋籠伸入承臺的主筋和聲測管全部包裹、密封。復合脫松套或PE管主要作用是使樁頭混凝土和主筋不發生握裹。

復合脫松套或PE管主要設置在樁頭部分，為了保證樁頭的分離，復合脫松套底端設在切割線下75mm的位置處，下部采用膠帶固定，膠帶深入樁體5cm～10cm，上端同此做法。為了保證復合脫松套或PE管的整體位置準確，在樁頭內用22#鉛絲將纏繞在鋼筋上的膠帶綁扎固定，保證其不發生串動，將其位置固定。

復合脫松套選取硬塑料材質，保證在灌注中不被混凝土擠扁失效。管徑宜選取比主筋直徑大2mm～5mm，確保鋼筋與復合脫模套分離。PE管直接采用市場上銷售的直徑合適的PE管即可。

破樁頭采用復合破樁頭法施工，在開挖承臺前，預先放出開挖邊線，并標識樁頭所處位置，避免開挖過程中樁頭被損壞。承臺開挖完成后，在樁頂高程以上10cm處采用氣動鑿巖機垂直樁身方向鉆孔，鉆孔深度只需要達到樁徑的1/5即可，然后將分離契子插入鉆孔中，并采用外力進行敲擊，直至鉆孔處樁頭與樁身面產生分離，然后再起吊出上部樁頭。

該工藝的優點：樁頭混凝土和主筋不發生握裹，在基坑開挖后，鑿除樁頭時，不進行鋼筋和混凝土的剝離作業，從而大大加快樁頭鑿除速度，降低施工成本。

1）方便快捷性：操作方便，配套設備少，施工人員容易接受，并很快可以熟練地操作；

2）經濟性：減少了設備、人員的投入，極大地提高了樁頭破除的效率，降低了施工成本；

3）質量性：樁頭鋼筋才有PE管保護，破除樁頭時，可以很容易使樁頭砼與樁頭鋼筋分離，使樁基鋼筋不受損傷，確保了樁基鋼筋質量。同時，樁頭可以在早期切除而沒有損壞樁的風險，這樣可以縮短工序時間；

4）環保安全性：施工過程中，沒有灰塵和噪音，對周圍的環境無污染，對工人的健康和安全有效的保護。同時在樁頭起吊過程中，所有施工人員遠離操作現場，消除了吊出墜物對施工人員造成傷害的安全隱患，安全可靠；

5）破除后樁基頂面平順、美觀，確保樁體質量。

4 樁頭整體破除法施工步驟和注意事項

4.1 施工步驟

1）鉆孔和鋼筋綁扎完成后，在樁頭鋼筋安裝PE保護管，然后就位樁基鋼筋；

2）等樁基強度達到70%后，開挖承臺基坑，在承臺開挖過程中，對外樁頭的主筋不能損傷或彎曲，否則對整體破除樁頭不利，必須保護好；

3）采用小型鉆孔設備（風鎬等），在設計樁頂高程沿樁基周長均勻鉆取6個楔子孔，插入楔子；

4）擊打楔子，使樁頭與樁基分離，同時，采用反鏟將分離的樁頭進行晃動，確保樁頭與鋼筋和樁基砼完全分離；

5）采用反鏟或者裝載機或者其他吊裝設備將完全分離的樁頭吊起，放置在基坑周邊設定好的樁頭存放場地；

6）清理吊出的樁頭至指定的棄放場地；

7）循環上述操作，進行下個循環。

4.2 施工注意事項

4.2.1 樁頭鋼筋密封

在進行復合脫松套或PE管安裝時，必須將外露承臺的鋼筋和聲測管全部密封，且完全固定，保證其不發生串動。

4.2.2 樁頭分裂

1）總是保持絕對的水平的鉆孔，分裂的作用力會沿著鉆孔的角度延伸；

2）鉆孔樁的頂部應該處于樁頂高程以上10cm處的分裂位置，而不是其底部或者中心。

如果是底部處于分裂位置，很有可能還有50mm的樁頭需要手提鉆來處理；

3）鉆孔深度只需達到樁直徑的1/5即可；

4）分裂楔子必須以合適的角度插入，唯一運動的部分是中心楔子，其作用力使得外部的楔子互相反向的分開、上下分開。如果分裂楔子被旋轉90°，它就會向兩邊分開，就會把樁體縱向從頭到腳分開；

5）插入分裂楔子后在工作前倒退大約50mm，這樣可以確保中心舌部有空間向前移動，從而使得外部楔子分開，而不會在鉆孔末端碰到砼阻力。如果確實碰到砼，中心舌部會彎曲；

6）在進行破樁頭鉆孔時，要做到認真、仔細，避免鋼筋或聲測管被損壞。

4.2.3 樁頭起吊

1）在吊起樁頭前，必須確保樁頭與樁身完全分離；

2）在吊起樁頭時，要確保鋼絲繩等起吊機具不脫掉，避免安全事故。

5 結論

鉆孔樁樁頭整體破除法在厄瓜多爾薩莫拉大橋建設中得到成功應用，通過實施該施工工法后，樁頭破除工效相比以往有較大幅度提升，能夠很好地促進施工進度，為大橋的后續施工工作贏得了時間。同時，減少了設備人員的投入，節約了施工成本；更重要的是保護了當地原生態環境，保證了工人的身體健康。

通過現場施工實踐后，得到了業主及當地政府部門的高度贊賞，監理單位的結構工程師還準備把此工程作為經典工程在全國范圍內推廣。通過此項技術的成功運用，為我公司站穩南美市場奠定了穩固的基石。同時，也希望通過此篇文章，能和建筑界的同仁共同分享該項技術。

[1]《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）.

[2]《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2004）.

[3]《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2004）.

[4]《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG D63-2007）.

[5]《公路橋梁抗震設計細則》（JTG/T B02-01-2008）.

[6]《公路橋涵施工技術規范》（JTJ041-2000）.

[7]《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）.

[8]《美國公路橋梁設計規范》（AASHTO，2007）.