钻孔桩桩头整体破除施工工法.doc

钻孔桩桩头整体破除施工工法

编制单位：湖南省第二工程有限公司
编写人：李再春 赵志平 李永迪 谭粮好 贺春发

[摘要]：传统的施工方法是以低价位的人工，扳开主筋、敲碎桩心混凝土,此方法遇到工资上涨，或地下水位高时,耗时且抽水费用高；如将桩顶混凝土段的竖向主筋，裹以保护套，阻隔混凝土对主筋的握裹效应，则只需将切断处的混凝土凿断,即可像蜂窝煤一样，容易吊出；本工法主要是将事先加工好的复合脱松套直接套入钢筋笼外露承台的主筋和声测管外端表面，使桩头混凝土和主筋不发生握裹；在桩头切除位置采用风镐垂直桩身方向钻孔，将分离楔子插入钻孔中，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。本工法缩短了作业工序与时间，减少了人工费和排水费,确保了主筋不受损伤，减少施工灰尘，确保操作工人的健康和环保施工。
[关键词]：基础工程；钻孔桩；桩头整体破除
1.前言
钻孔灌注桩因其质量可靠，地层适应性强，被广泛地应用于高层建筑工程中，而高层建筑的钻孔桩具有直径大，超灌多的特点；因此，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。本公司根据多年来现钻孔桩桩头整体破除法施工经验，结合郴州恒大华府6#栋工程、天剑花园廉租房5#栋工程、长沙海尔浅水湾一期一标段D13、D14栋工程等工程实例，总结出钻孔桩桩头整体破除施工工法。目前该工法正在申请发明型专利，申请的发明型专利《一种钻孔桩桩头整体破除施工方法》已进入实质性审查阶段。
2.工法特点
2.0.1本工法将桩头破除由传统的人工破除或人工辅助小型机械破除改为机械吊装，大大提高了施工速度，降低了作业劳动强度。
2.0.2采用的核心技术即自行研制的复合脱松套，结构简单，施工方便，造价低廉。它的研制与应用解决了桩头截除的难题，具有创新性。
2.0.3本工法施工对桩身和桩体钢筋无损伤，比传统的人工凿除或微型爆破的施工方法，更能保证工程质量，且降低了施工噪声和灰尘污染，有利环境保护，极具推广价值。
3.适用范围
适用于建筑工程桩基工程桩头整体破除施工，也适合于土木工程中路桥桩基工程桩头破除施工；桩墩等短桩不适用本工法。
4.工艺原理
本工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，在桩顶标高以上10cm处拔除预埋的截断箍，采用风镐垂直桩身方向钻孔，钻孔深度只需要达到桩径的1/5即可，将分离楔子插入钻孔中，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。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程

5.2施工操作要点
5.2.1施工准备：复合脱松套、截断箍等原材料准备齐全；钢筋笼按设计要求制作，所有的竖向主筋，必须与桩轴平行，不可有折线。
5.2.2桩头钢筋安装复合脱松套:钻孔和钢筋绑扎完成后，在桩头钢筋位置安装复合脱松套，然后就位桩基钢筋，如图5.2.2。复合脱松套主要设置在桩头部分，为了保证桩头的分离，复合脱松、入桩体5～10cm，上端同此做法。为了保证复合脱松套的整体位置准确，破桩位置以上的所有主筋，外套复合脱松套（采用复合脱松套包裹主筋，护套内灌砂），用橡皮筋扎紧，保证其不发生串动，将其位置固定。复合脱松套选取软质塑料管，保证在灌注中不被混凝土挤扁失效。

图5.2.2安装桩头钢筋复合脱松套
5.2.3安装“截断箍”:在桩顶标高以上10cm处位置，绕桩周一圈，预埋截断箍（即钢丝绳外套复合脱松套，绕桩的主筋外侧一圈，内填细砂或其他填充物。钢丝绳端头余留长度10cm，以便日后拔出）。将“截断箍”绑在主筋的保险套上并压住，此处用扎丝扎紧，如图5.2.3。复合脱松套管直径宜选取比主筋直径大2～5mm，确保钢筋与复合脱松套分离。复合脱松套主要作用是使桩头混凝土和主筋不发生握裹。
图5.2.3安装桩头钢筋复合脱松套
5.2.4安放钢筋笼及砼浇筑钢筋笼采用吊装安放，钢筋笼吊运及安放应确保不变形，吊送到孔内就位时对准桩孔，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。要注意脱松套、截断箍等不被损坏。桩钢筋笼全部就位后，经隐蔽验收合格后进行砼浇筑。砼应连续浇筑，并控制导管埋入砼内的深度，采取预防钢筋笼上浮的措施。
5.2.5开挖承台基坑:等桩基强度达到70%后，开挖承台基坑，在承台基坑开挖过程中，露在桩头外的主筋必须保护好，不能损伤或弯曲，否则对整体破除桩头不利。
5.2.6拔除“截断箍”:承台基坑开挖后，露出桩头。用铁锤敲击阴影部分砼，利用钢丝绳带动，拔出“截断箍”，可见水平一圈凹槽面（即截桩位置）,如图5.2.6。

图5.2.6 形成截桩薄弱面
5.2.7钻楔子孔:采用小型钻孔设备（如风镐），在凹槽面处采用风镐垂直桩身方向钻孔，钻孔深度只需要达到桩径的1/5即可,在同一水平面、沿桩直径方向钻孔8个，即楔子孔,形成截桩薄弱面。
5.2.8采用楔子分离桩头:将分离楔子插入钻孔中，并采用外力进行敲击，直至钻孔处桩头与桩身完全分离，同时，采用液压设备水平方向顶凿一圈，将分离的桩头进行晃动（桩墩等短桩不适用本工法），确保桩头与钢筋和桩身砼完全分离。
5.2.9钻孔、安装吊装用钢钎: 在桩头砼侧壁上的同一水平面、沿桩直径方向钻眼（纵、横向各打一对孔(共四个)），打入钢钎,如图5.2.9。

图5.2.9起吊桩头
5.2.10起吊桩头:往钢钎上挂好钢丝绳，用吊机或卷扬机垂直起吊，将桩头混凝土整体吊出基坑，放置在基坑周边设定好的桩头存放场地,如图5.2.9。

6.材料与设备
6.1主要材料
6.1.1主要材料配备表见表6.1.1。
表6.1.1 材料配备表
序号
名称
单位
数量
备注
1
复合脱松套
根
10
分隔砼与主筋
2
钢丝绳
根
1
做“截断箍”
3
楔子
根
8
分离桩身与桩头
4
钢钎
根
4
吊桩头
5
钢丝绳
根
2
吊桩头
6.2主要机械设备
6.2.1主要机械设备见表6.1.1。
表6.2.1 机械设备配备表
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
风镐
 8T加腾汽车吊
台
1
钻楔子孔
2
液压设备
WYL30-2
台
1
分离桩身与桩头
3
吊车

台
1
吊桩头
4
挖掘机

台
1
挖土
5
大锤

个
2
分离桩身与桩头
7.质量控制
7.1钻孔桩桩基的质量必须符合现行国家标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的要求；钻孔桩钢筋施工，按现行国家标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012执行；钻孔桩混凝土施工，按现行国家标准《混凝土质量控制标准》GB50164-2011执行；检测严格按照设计和JGJ106-2003《建筑基桩检测技术规范》要求进行。
7.2桩头钢筋密封
在进行复合脱松套安装时，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。
7.3桩头分裂
7.3.1应沿水平方向钻孔，以使桩头和桩身沿水平面分裂。钻孔深度只需达到桩直径的1/5即可。
7.3.2钻孔桩的顶部应该处于桩顶标高以上10cm处的分裂位置，而不是其底部或者中心。
7.3.3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。
7.3.4插入分离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。
7.4桩头起吊
在吊起桩头前，必须确保桩头与桩身完全分离。
8.安全措施
8.0.1本工法实施过程中严格执行国家“三规一标”（即《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33－2001、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46－2005、《建设工程施工现场消防安全技术规范》GB50720-2011、《建筑施工安全检查评分标准》）和省、市、企业制定的施工现场及专业工种安全技术操作规程。
8.0.2 施工负责人每日工作前，必须对全体工作人员进行有针对性的安全技术交底教育，教育负责人认真作好教育记录，全体操作人员签字确认。
8.0.3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。
8.0.4在桩头起吊过程，所有施工人员远离吊吊臂回转区域，防止吊起的桩头意外坠落对施工人员造成伤害。
9.环保措施
9.0.1施工现场截桩头产生的固体废弃物严格执行生活垃圾填埋污染控制标准（GB16889－2008）。
9.0.2混凝土桩头破除后产生的废弃物应及时清运，保持工完场清。
9.0.3现场使用照明灯具宜用定向可拆除灯罩型，使用时应防止光污染。
9.0.4钻取8个楔子孔时，洒水降尘。
10.效益分析
10.1经济效益
10.1.1经济效果明显：桩头破除工效相比以往均有较大幅度提升，能够很好地促进施工进度。同时，减少了设备人员的投入，极大地提高了桩头破除的效率，节约了施工成本。
10.1.2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。
10.1.3两名工人一起工作砍桩头，每天可以完成处理直径1.5m的钻孔基桩10根的桩头，而普通的方法（人工凿除）两名工人一起每天只能砍5根桩头；所以相比之下，钻孔桩桩头整体破除施工工法可加快进度50%，可减少人工50%。
10.0.2社会效益
桩头钢筋才需要复合脱松套保护，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，减少人工及施工灰尘，能大大的节约社会资源，确保操作工人的健康和安全及环保施工。
11.应用实例
11.0.1郴州恒大华府6#栋工程位于郴州市北湖区寒溪路东侧，是由郴州金碧置业有限公司投资新建。该工程由1层商铺和32层住宅楼组成，无地下室结构，占地面积455.61m2，总建筑面积为15103.62m2。由于现场工程地质条件复杂，在完成现场地质补勘后，发现有个别位置有溶洞，如采取原设计基础形式则不能达到要求，因此经设计优化，增设了7根钻孔桩基础。直径1.2m的有5个，直径1.4 m有2个，钻孔桩基础以微风化白云质灰岩作为持力层，桩端阻力特征值为7900kPa，桩端入持力层不小于500mm。根据现场补勘地质资料反映，钻孔桩基础最深的达15.22m。该工程桩头破除采用此方法后，比原计划使用的人工凿除方法节约人工费用40％-60%。该工程于2010年12月15日开工，2011年12月30日竣工。
11.0.2天剑花园廉租房5#栋，框剪18层组成，建筑面积14053.9 m2。5#栋地下一层，地上17层，基础采用钻孔灌注桩246根，桩长约17-22m。桩径800mm，桩身混凝土等级C30，护壁砼等级C30。本工程全部采用钻孔桩桩头整体破除施工技术，节省直接费22140元，节省工期10天。该工程于2011年7月10日开工，2012年11月10日竣工。
11.0.3长沙海尔浅水湾一期一标段D13、D14栋，本工程总建筑面积为22322㎡，基础采用513根钻孔桩,桩长18-27m,桩径800mm-1500mm,该工程桩基采用钻孔灌注桩，桩头截除全部采用钻孔桩桩头整体破除施工技术，节省直接费46170元。桩基工程于2011年9月开工，2011年11月完工，桩基桩头截除效果很好。
11.0.4结果评价
上述三个项目采用钻孔桩桩头整体破除工法施工，不仅从根本上消除了质量通病，而且简化了工序，缩短了施工周期，节省了人工费，节省了社会资源，社会效益与经济效益显著。