整体凿桩头法

钻孔桩桩头整体破除法

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DK428＋741.84～DK442＋862.52，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，就好像是蜂窝煤一样！

4 桩头整体破除法施工方法

4.1施工工艺流程

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5～10cm，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（邱守峦不赞成用硬质的塑料管，建议使用，包苹果的软泡棉），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2～5mm，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