蜂窝式环切预裂提升破桩头技术在江习高速红英桥的应用

蜂窝式环切预裂提升破桩头技术在江习高速红英桥的应用

陈小锐1杨金平2

中国水利水电第五工程局有限公司四川成都610066

摘要：随着高速公路桥梁施工技术的发展，在山岭地区常常出现桥梁水下桩基施工破桩头的情况，传统破桩头的方法是破碎锤机械破除，对桩基桩头钢筋破坏较大，针对相应难点，我们组织研究了“蜂窝式环切预裂提升破桩头施工技术”该项技术不但解决了桥梁桩基破桩头质量、效率的问题，同时也节约了施工成本。

关键词：桥梁桩基；破桩头；环切预裂；提升；施工技术

1前言

重庆江习高速公路红英大桥全长312m，为分离式桥梁，左幅宽度11.5m、右幅宽度16.5m，最高墩柱54.8m，最深桩基26m且直径2m。几乎一半的桩基在河道内，施工采用冲击钻成孔，水下混凝土灌注成桩，为保证水下混凝土桩基与墩柱良好衔接，根据规范要求需要对桩基桩头进行破除。

2工程特点及难点

特点：红英大桥桩基76根，一半以上处于河道之中，采取水下混凝土浇筑的方式进行施工，在进行墩柱浇筑时需提前进行桩头破除。

难点：桩基施工过程中，常存在破除桩头后搭接墩柱钢筋的情况，采用传统处理方式为直接以锤击将桩头混凝土凿除，而实际情况却导致桩头钢筋破坏变形严重，钢筋恢复难度大、质量差、效率低。

3技术设计路线、技术原理及技术特点

3.1技术设计路线

桥梁桩基蜂窝式环切预裂提升破桩头施工技术，是基于传统桩基破桩头的工艺的基础上进一步的创新，通过在钢筋笼制作过程中加装套管隔离桩头混凝土与钢筋的粘结，达到暂时分离的效果，最后通过环切破除混凝土达到整体提升破桩头的效果。

3.2技术原理

桩基蜂窝式环切预裂提升破桩头技术是在桩基钢筋笼安装前，在钢筋笼桩头部位每根主筋安装一根PVC套管并采用泡沫胶封堵，桩基浇筑时将带套管的钢筋笼浇筑入混凝土，套管部分即是将要破除桩头的部分，同时在混凝土浇筑过程中预埋2个圆钢吊耳。待桩基混凝土达到强度后，开始破除桩基50cm桩头。首先：以手持式切割机进行环向切缝处理，其次：采用人工楔入钢楔局部扩孔，再次：采用预裂机进行进一步扩孔，使得桩头混凝土与桩身混凝土分离，最后：以一种利用滑轮系统的吊装和运输装置提升吊耳将桩头脱离桩基，同时带走PVC套管后，钢筋直接外露，钢筋不仅不弯折，且表面无粘接混凝土的效果，便于进行墩柱钢筋焊接施作。

3.3技术特点

3.3.1桩基钢筋笼安装前，在钢筋笼桩头部位主筋安装PVC套管并采用泡沫胶封堵，避免浆液进入。

3.3.2桩基浇筑时将带套管的钢筋笼浇筑入混凝土，套管部分即是将要破除桩头的部分，同时在混凝土浇筑过程中预埋2个圆钢吊耳。

3.3.3破除桩头时，先采用手持式切割机进行环向切缝处理，再采用人工楔入钢楔局部扩孔，最后采用预裂机进行进一步扩孔，使得桩头混凝土与桩身混凝土分离。

3.3.4采用吊车提升吊耳将桩头脱离桩基，同时带走PVC套管后，钢筋直接外露，不仅不弯折，且钢筋表面无粘接混凝土，便于进行墩柱钢筋焊接施作。

本技术安全风险低，施工效率高，成本低，使用范围广，效果好，适用于桩基桩头处理的施工。

4桥梁蜂窝式预裂提升破桩头施工方案

4.1工序流程

工序流程：冲击钻机械钻孔→桩基成孔→桩基钢筋笼制安并PVC管及泡沫戴帽→桩基钢筋混凝土浇筑→桩基桩头排泥清理→机械环切并铁楔扩缝→桩头分离提升→桩头钢筋微调待接墩柱钢筋。

该施工工序步骤较为简单，在钢筋笼桩头端安装PVC套管，浇筑桩基混凝土后，破除桩头时带着PVC管，确保了桩基钢筋笼预留钢筋顺直、无破损。

4.2工艺要点

4.2.1在钢筋笼桩头部位每根主筋安装一根PVC套管并采用泡沫胶封堵，避免浆液进入套管。

4.2.2桩基浇筑时将带套管的钢筋笼浇筑入混凝土，套管部分即是将要破除桩头的部分。

4.2.3破除桩头时，先采用手持式切割机进行环向切缝处理，切缝深度为5cm（小于钢筋保护层厚度），再采用人工分8个角度均衡间隔楔入钢楔局部扩孔，最后采用预裂机进行裂缝扩孔，使得桩头混凝土与桩身混凝土初步分离。

4.2.4采用吊车将桩头脱离桩基，同时带走PVC套管后，钢筋直接外露，不仅不弯折，且钢筋表面无粘接混凝土，便于进行墩柱钢筋焊接施作。

4.3操作步骤

4.3.1桩基成孔

测量确定相应桩基位置后，采用冲击钻进行钻孔作业，钻孔采取跳序施工，避免冲击震动导致桩基塌孔。钻孔过程中现场设置泥浆池、沉淀池，并采取冲击钻孔加泥浆置换法进行桩基施工。

4.3.2桩基钢筋笼制安并戴帽

桩基钢筋笼在钢筋场集中制作，并采用长度80cm直径50mmPVC管穿套在钢筋笼预留的每一根钢筋的接茬处（套管穿套长度即为需破桩头位置），套管穿套钢筋后采用泡沫胶喷填进套管管内，确保管内充填饱满，避免混凝土浆液进入套管内。

4.3.3桩基钢筋混凝土浇筑

钢筋笼安装完成后，水下混凝土料运输至现场，采用直径20cm的入料钢管深入水下桩下部距离底部约50cm位置，通过在桩基孔口设置集料下料斗接入料钢管。入料采用混凝土罐车直接卸料至料斗后，进行连续入仓，在整个入仓过程中确保钢管一直处于不少于50cm混凝土埋至深度，随着桩基混凝土的不断上升，并逐根减少入料钢管，直到达到桩基顶部位置，并超过设计高程50cm以上，超高50cm作为破桩头区。

4.3.4桩基桩头排泥清理

桩基混凝土强度达到80%后，采用泥浆泵将桩基处泥浆抽排干净，采取人工及机械挖刨的方式，将桩基桩口位置2m范围内的渣料清除干净，并按1:0.5-1:1的基坑坡度下挖至桩基需破除的高程位置，暴露出需破除的桩头。

4.3.5机械环切并铁楔扩缝

桩头基坑清理后，在桩基设计高程处采用墨架在桩基需破桩的底部位置设置切割线，采用手持式切割器沿着桩头四周环向切缝，切缝深度5cm，不得大于桩基保护层厚度。采用铁楔锤击楔入，并采用液压预裂机进行扩孔预裂，使得桩头与桩身混凝土分离。

4.3.6桩头分离提升

吊车装置将吊钩延伸至破桩桩头处，将吊钩上钢丝绳与桩头预埋吊环进行连接，垂直提升，使得桩基桩头与桩身分离提升。

4.3.7桩头钢筋微调待接墩柱钢筋

桩头与桩身分离后，人工对桩头预留接茬钢筋进行人工调直和技术性弯折，确保与墩柱钢筋可有效平顺搭接。

5应用效果对比

传统破桩头与环切预裂蜂窝破桩实施应用效果对比分析，传统破桩头法：单桩破除时间为2小时，桩基顶部完整程度为30%以下，单桩破除成本1200元，且大量占直线工期存在交叉影响；环切预裂破桩头方法：单桩破除时间为0.5小时，桩基顶部完整程度为95%以上，单桩破除成本300元，且少量占直线工期无交叉影响。环切预裂破桩头作业较传统的破桩头作业，从工期成本、钻孔成本、额外的管理成本及施工交叉影响上，均存在较大的优势，根据统计数据及现场检查情况，达到了目标效果。

6结论

桩基蜂窝环切预裂提升破桩头施工技术，通过在桩基钢筋笼端头加套PVC管将混凝土与桩头钢筋隔离，桩基浇筑成型后通过桩头环切预裂，吊升分离桩头与桩基，类似蜂窝煤提升一样，即不损坏桩头钢筋同时桩头分离效率高、整体性好、质量好，具有极好的推广及应用价值，可在同类工程中推广应用。

作者简介

陈小锐（1988-)，男，四川遂宁射洪县人，中国水电五局一分局，项目总工，工程师，学士，从事技术管理。

杨金平（1982-)，男，四川成都人，中国水电五局一分局，经营部主任，工程师，学士，从事技术及经营管理。