淺議一種提高灌注樁樁頭破除質量和效率的方法

吳鴻昇

國網江蘇省電力工程咨詢有限公司 江蘇 南京 210000

引言

某電廠的地基基礎工程采用混凝土灌注樁，全廠共有1200根混凝土灌注樁待施工。其樁體的參數為：直徑600mm，混凝土設計強度C30，配有8根22mm的主筋，箍筋間距300mm（箍筋加密區間距150mm），樁長8m。按照混凝土灌注樁的施工工序，施工方需對樁頭進行破除（混凝土灌注樁上部為強度較低的浮漿固化物）。

傳統的灌注樁樁頭破除，是由人工手持電鎬或風鎬完成的。因為機械的高頻振動，施工人員的手會產生麻痹感，快要到達灌注樁樁頭破除分界線（設計承臺基礎底標高）時，失手多鑿除一些混凝土，這會造成混凝土樁頭破除表面凹凸不均、存在較大起伏，不利于基礎施工的質量控制。由于灌注樁的樁徑較大（通常為500～600mm），因而灌注樁的樁頭破除需要將實心混凝土（約0.2～0.28m2的實心混凝土）鑿除后清理干凈，工作量較大，這更加影響了灌注樁樁頭破除的效率，平均破除一個樁頭所需時間高達3小時。

故本人提出了一種提高灌注樁樁頭破除質量和效率的創新方法，并利用該方法指導施工方進行樁頭破除施工。

1 樁頭破除創新方法設計

圖1 該裝置俯視圖

圖2 該裝置正視圖

灌注樁的樁徑一般為500～600mm，如果能將樁頭的混凝土進行隔離（即用擠塑板進行上下層混凝土的分隔），把混凝土的接觸面積（即不進行隔離的實心混凝土面積）減少50%以上，那么就可以將樁頭破除效率提高1倍以上。根據圓的面積的計算公式：S=π*r^2，如果能將非隔離區域半徑控制在以內，隔離區域（即進行上下混凝土隔離的區域）面積將達到1-（2/3）^2=5/9=55.55。即相當于減少了這部分隔離區域的鑿除時間，其占總時間的55.55%。最終效率可提高：[1/(1-55.55%)]-1=1.25倍。

針對以上推算，設計了一種裝置，俯視圖如圖1所示、正視圖如圖2所示。

圖1中，擠塑板1固定在帶孔鋼質圓環2的上下表面，帶孔鋼質圓環2上均勻分部圓形孔洞（建議圓形孔洞直徑為40mm），固定螺母3固定在帶孔鋼質圓環2的四周，螺紋桿4和洞口固定桿5為一整體，固定桿的長度為預破除樁頭的高度。鉆孔灌注樁在混凝土澆筑至適當位置時，把螺紋桿4旋轉進入固定螺母3，然后緩慢放下該一種提高灌注樁樁頭破除效率的裝置，利用洞口固定桿5架設在洞口上。灌注施工完成后，待灌注樁達到一定強度時，進行挖土，挖至預破除樁頭分界線時，該一種提高灌注樁樁頭破除效率的裝置露出表面，此時只需破除擠塑板1及中間區域的混凝土即可[1-4]。

2 樁頭破除創新方法現場驗證

把該裝置的設計圖紙交給施工方，督促施工方按照該裝置設計圖紙進行裝置的制作，將內部圓環直徑控制在400mm、裝置最大凈尺寸為600mm（等于混凝土灌注樁直徑），如圖3所示。

圖3 該裝置實物尺寸

組織施工方進行試驗樁的成孔，并下方鋼筋籠，在即將澆筑到樁頭位置時放下該裝置。如圖4、圖5所示。

圖4 成孔

圖5 下放鋼筋籠和該裝置

待28天后，對樁位進行開挖，將樁頭露出地面。并安排一位有破樁頭經驗的施工單位人員進行樁頭的混凝土破除。經記時，該灌注樁外側（橡塑板）破除時間為5分鐘，內側（C30混凝土）破除時間為1小時20分鐘。如圖6～圖9所示[5-8]。

圖6 鑿除前開挖準備

圖7 鑿除前擠塑板定位

圖8 水平鑿除擠塑板

圖9 繼續鑿除中心混凝土直至鑿斷

用電子回彈儀對樁頭以下混凝土進行回彈，共取20個回彈試驗點，強度的回彈值均在C35以上，說明該裝置對浮漿上浮的通道不造成影響[9-13]。

圖10 現場回彈

3 結束語

本文提出的一種提高灌注樁樁頭破除質量和效率的方法，該方法有利于提高樁頭破除處的平整度，又通過回彈試驗驗證了該方法對混凝土強度不會造成影響。并將樁頭破除效率顯著提高，破除時間提升了1倍以上。該方法既提高了灌注樁的破除質量，又提高了樁頭破除效率，是一種值得推廣運用的技術[14]。