灌注桩环切法桩头破除工艺施工技术与质量提升措施研究

灌注桩环切法桩头破除工艺施工技术与质量提升措施研究

王彬彬

中交三公局第一工程有限公司 北京市 100012

摘要：随着我国国民经济稳步发展和科学技术水平不断进步，建筑施工行业技术水平也快速提升，各种复杂大跨度、新型结构桥梁层出不穷，但不管对于何种结构的桥梁，钻孔灌注桩因其良好的承载受力、抗震、稳定性能以及技术成熟、适用性强等优点而被广泛应用于工程实践中。目前对于钻孔灌注桩桩成品及桩基上承台、系梁、墩柱等工艺流程、质量验收已基本标准化、规范化，其施工质量基本可控。但桩基与承台（系梁、墩柱）连接处因其标准化程度低、验收手段有限等限制条件导致施工质量难以保障，而其质量关键点即为桩头破除。本文在实践验证的基础上，提出了环切法桩头破除标准化施工工艺，并在常规环切法桩头破除工艺的基础上加以开拓创新，使桩头破除施工工效、成品质量等大大提高，有良好的推广应用前景。

关键词：环切法、桩头破除、施工技术、质量提升

1、前言

传统桩头破除方法为人工采用风镐剥离桩基主筋、断桩标高位置环形打入钢钎顶断、桩头调离，存在生产方式粗放落后、工效低、作业环境恶劣、桩基主筋易损伤弯折、桩头易缺边掉角、桩顶平整度差等质量问题。环切法桩头破除工艺通过改进工艺流程，增加环切工序，使桩头缺边掉角、桩顶平整度差等问题大大改善，但主筋易损伤弯折、工效低、依赖人力、质量情况与工人操作水平、责任心密切相关等问题依旧突出。本文遵循“机械化减人、机械化换人的”的思路，在环切法桩头破除标准工艺的基础上采用主筋套管免剥离、桩头液压分离等工艺，可大大节省人力、提高工效，同时钢筋主筋弯折、桩头崩边掉角、桩顶平整度差等问题也得到了进一步的改善。

2、环切法桩头破除工艺

环切法桩头破除工艺基本流程为：基坑开挖支护→挖出桩头、垫层施工→确定环切位置，采用红漆环形标识→环向切割→环切位置线间开槽→桩基主筋剥离→桩头切断→桩头吊离→主筋调直及桩头修整。

2.1环切位置确定

环切位置线为2道，下环线一般高出桩顶标高约2cm，作为后续桩头修整预留厚度，其标高需严格控制。上环线一般高于下环线约10cm，精确度要求不高。

2.2环向切割

采用手持式混凝土切割机，沿红漆标线环向切割，深度约为3cm（视桩基钢筋保护层厚度调整，保护层厚度偏大时，可适当调大），严禁砂轮片切伤桩基主筋。

2.3环切位置间开槽

2道环切线切割完成后，在2道换切缝间用风镐小心开凿，槽宽为2道环切缝高差，深度以凿至主筋处为准。开凿时锤头方向为斜向上方，避免损伤桩头。

环槽凿除完毕后，即在桩体与废桩头之间形成一条保护隔离带，可避免主筋剥离时混凝土裂纹向下延伸，从而达到保护桩顶边部混凝土的效果。

2.4主筋剥离

由人工利用风镐，在已开凿完成的环形槽上方凿出桩基主筋，直至桩头部分所有桩基主筋与混凝土彻底分离。

2.5桩头切断

在环形槽内偏下位置打入钢钎，切断桩头。钢钎孔一般沿桩基四周对称布置4个，角度为水平向上稍斜，严禁向下倾斜，以避免桩头断缝向下发展，导致出现桩芯标高低于设计标高的问题。

2.6桩头吊离

桩头调离前再次检查以确保桩头与桩身已完全分离。吊车起吊时宜采用多点起吊以防止桩头起吊过程中倾斜挤压造成主筋弯折。起吊时应尽量慢起，竖直向上，在桩头脱离主筋范围后方可横向移动。

起吊过程中设置警戒带，所有人员必须远离吊装影响范围，防止桩头突然掉落发生安全事故。

严禁采用吊车左右晃动的方式分离桩头与桩身以避免损伤主筋。

2.7主筋调直及桩头修整

桩头起吊后，断裂面上局部凹凸不平部位，按桩顶设计标高利用人工凿平，使桩顶露出新鲜混凝土面。同时放样并标识处出桩基设计中心以便后续验收。

桩顶处理完毕后，由人工手持专用工具对钢筋进行冷调直，个别弯折角度大影响受力性能的主筋需切断后焊接接长，接头长度、接头截面面积、接头位置等应符合设计及规范要求。

钢筋调直后，对桩头采用高压水枪冲洗，冲去残渣灰尘，对桩基主筋进行套管或刷水泥浆做防锈处理，验收合格后即可进行后续施工。

3、环切法桩头破除工艺革新

环切法桩头破除标准化施工工艺的采用，一定程度上大大改善了桩头破除质量问题，但仍存在工效低下、作业环境恶劣、严重依赖人力、质量情况受工人操作水平、责任心影响较大等问题，此外采用风镐凿出主筋过程中，也易造成钢筋变形弯折，影响使用性能。现在此标准工艺的基础上，采用主筋套管免剥离、桩头液压分离工艺，可减少人工使用，降低人为因素的影响，对工效、质量提升效果显著。

3.1桩基主筋套管

桩基钢筋笼制作时，根据钢筋笼总长度、分节及安装时定位情况等对顶笼桩顶标高处主筋位置进行准确定位，桩顶标高以上部分主筋采用聚乙烯泡沫管包裹以隔断混凝土与钢筋的接触，消除该段钢筋握裹力。要求管径与主筋直径相适应，包裹严密紧密、不得出现破损、露筋情况，底面扎丝捆扎、顶面反折后扎丝捆扎以避免浆液流入。

另外严格控制混凝土灌注时钢筋笼位置，固定牢固，使其不出现上浮或下沉情况，以确保套管底部与桩顶标高位置一致。

3.2桩头整体液压分离

常规桩头分离采用钢钎打入切断的方式，其原理为利用锤击冲击力，形成作用于上下桩身的外撑力，使桩身在预想部位断裂。但此方法力度有限，需提前剥离主筋，另外桩周4个钢钎孔冲击不能做到均匀同步，易造成桩顶平整度差。采用液压分离技术，一方面各点液压力由控制设备统一控制，可实现同步均匀加载，保证桩顶平整度，另一方面液压力较大，可在套管基础上不剥离主筋即可实现桩头分离，进而减少钢筋损伤、大大减少工作量、提高工效。

4、常见质量问题的预防、处理

桩头破除施工过程中常见的质量问题及预防措施、处理方案如下：

质量问题一：主筋锈蚀、弯折

主筋锈蚀的主要原因为桩头破除后等待后续工序时间较长，未采取保护措施。需根据总体施工进度情况安排桩头破除工序，安排合理的等待时间，若后续工序不能及时跟进，则采取套管防止水汽渗入、涂刷水泥浆等方式进行防锈。对于已发生的轻微锈蚀，打磨除锈后使用，对于大面积严重锈蚀，则需继续下破桩头，接长主筋后接桩处理。

弯折的主要原因为人工剥离主筋时不规范，采用撬打主筋方式使主筋分离以及桩头调离时产生偏压导致弯折。需规范操作工艺，即使不采用液压分裂机整体分离桩头，也尽量在桩头主筋上套聚乙烯管以降低主筋剥离难度，同时桩头调离时严格遵照多点起吊、先竖直向上再水平的方式进行。对于轻微弯折，人工调直；对于影响使用性能的个别主筋严重弯折，切断后焊接接长；对于大面积的严重弯折，继续下破后按接桩处理。

质量问题二：桩位偏差

主要原因为钢筋笼下方后未准确定位，或准确定位后未固定牢固，导致混凝土灌注过程中产生扰动偏移。

若桩位偏差超过设计及规范要求不大时，应继续下挖，直至桩头位置偏差符合要求时对此标高以上混凝土进行破除，按接桩处理；如偏差过大，则需将实际情况上报业主、设计单位，根据其意见采用加桩、改变承台、系梁结构尺寸等方案处理，或直接进行报废重新进行桩基施工。

质量问题三：桩头混凝土强度不足、桩顶标高偏差过大

桩头混凝土强度的不足的原因主要为超灌高度不足、超压力不足。需在混凝土接近桩顶标高时准确测量混凝土灌注高度，严格控制超灌高度不小于0.5m，同时严格控制沉渣厚度、泥浆比重、导管埋深的数据，尽可能提高超压力。对于强度不足的部分必须进行凿除，接桩处理。

桩头砼强度不足、位置偏差、主筋大面积弯折等需继续下破桩身时都会导致桩底标高偏小，需进行接桩处理；桩顶标高偏大时，则要对高出部分进行凿除整平直至符合设计要求。

5、结束语

在环切法桩头破除标准化施工工艺的基础上采用主筋套管免剥离、液压分离、桩头整体吊装等创新方法，可简化工序、大大提高工效，降低人工使用，提高桩头破除施工质量的同时也可使综合成本进一步降低，充分体现了新时代新设备、新工艺、新材料、新工艺在施工行业应用的优势及广阔应用前景。

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