李小廣

中鐵十四局海外分公司，山東濟(jì)南 250013

0 引言

針對(duì)厄瓜多爾薩莫拉大橋樁基多，直徑大，超灌多，工期緊，當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)法、勞動(dòng)法嚴(yán)格的特點(diǎn)，我單位通過(guò)在薩莫拉大橋鉆孔樁的施工中研究、試驗(yàn)并掌握了鉆孔樁樁頭整體破除法施工技術(shù)，成功解決了樁頭快速破除等問(wèn)題。此方法具有工藝簡(jiǎn)易、可控制性強(qiáng)、速度快、對(duì)樁體及樁體鋼筋無(wú)損傷、節(jié)約成本、無(wú)污染、噪音小等特點(diǎn)，取得了較好的效果和經(jīng)濟(jì)效益，具有很廣闊的推廣前景，為我公司立足南美建筑市場(chǎng)奠定了穩(wěn)固基礎(chǔ)。

1 工程概況

本橋位于厄瓜多爾東南部薩莫拉-欽奇佩省，為改造和拓寬Mirador（米拉多）礦區(qū)至Chuchumbletza鎮(zhèn)的公路，跨越Zamora河而修建本橋。本橋設(shè)計(jì)橋長(zhǎng)243.5m，主梁采用（45.5+140+45.5）m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，主跨采用懸灌法施工。

橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，全橋共設(shè)計(jì)有鉆孔樁45根，單樁最大孔深52.0m，最小孔深39.0m，樁徑統(tǒng)一為1.5m，該國(guó)家環(huán)境保護(hù)法、勞動(dòng)法非常嚴(yán)格，我們施工周圍全是茂密的森林，動(dòng)植物很多，而且周圍土著居民很多，所以夜間施工不能擾民，不能驚擾周圍森林里的動(dòng)物，噪聲要求小于45分貝。更有甚者當(dāng)?shù)孛窆と恳蟠鞣缐m面具，戴耳塞，配備統(tǒng)一的防護(hù)服裝。為了站穩(wěn)南美市場(chǎng)，我公司給業(yè)主承諾10個(gè)月完成工作，所以怎么樣能快速、無(wú)污染的完成樁基工程，我公司投入了大量的人力和物力。

2 樁頭整體破除法施工技術(shù)原理和工藝流程

2.1 技術(shù)原理

鉆孔樁樁頭整體破除法主要是在鉆孔樁鉆孔結(jié)束后安裝鋼筋籠前，將事先加工好的復(fù)合脫松套或PE管直接套入鋼筋籠外露承臺(tái)的主筋和聲測(cè)管外端表面，并將其位置固定保證不發(fā)生串動(dòng)，復(fù)合脫松套或PE管使樁頭混凝土和主筋不發(fā)生握裹；在基坑開挖完成后，在樁頂高程以上10cm處采用氣動(dòng)鑿巖機(jī)垂直樁身方向鉆孔，鉆孔深度只需要達(dá)到樁徑的1/5即可，將分離契子插入鉆孔中，并采用外力進(jìn)行敲擊，直至樁頭與樁身完全分離，然后利用起吊設(shè)備吊出上部樁頭。

2.2 施工工藝流程（如圖1）

3 樁頭整體破除法與傳統(tǒng)破除法的比較

3.1 鉆孔樁樁頭破除主要目的

1）砼在振搗過(guò)程中，水泥漿向上返所以樁頭強(qiáng)度難以保證;

2）打出樁中的主筋作為承臺(tái)的配筋；

3）再有就是砼澆筑過(guò)程中樁頭部分難免落入泥土等雜質(zhì)。所以規(guī)范規(guī)定砼樁施工時(shí)樁頭標(biāo)高高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5-1.0m，把此部分樁頭砼剔除以保證樁身強(qiáng)度。

4）防止由土的側(cè)向力而形成的混凝土頸縮現(xiàn)象對(duì)樁身直徑大小的影響。

3.2 傳統(tǒng)的人工鑿除樁頭砼的方法

在承臺(tái)開挖完成后，人工用風(fēng)鎬先鑿出鋼筋籠的主筋和聲測(cè)管，然后進(jìn)行樁頭分離，再采用大型機(jī)械將樁頭吊起，這種方法有諸多不足之處：

1）聲測(cè)管不易查找，相當(dāng)費(fèi)時(shí)，效率較低；

2）在鑿出鋼筋籠的主筋和聲測(cè)管時(shí)比較慢，如果施工人員不小心，經(jīng)常會(huì)對(duì)鋼筋造成損壞，引起鋼筋彎曲變形，從而降低抗拉強(qiáng)度，這樣樁基和承臺(tái)間的連接會(huì)減弱，在遇到地震時(shí)就存在薄弱點(diǎn)，該項(xiàng)目所處地震烈度為Ⅷ度，所以人工破除樁頭很不利；

3）在進(jìn)行切割前混凝土必須達(dá)到做夠強(qiáng)度，確保在氣動(dòng)切割機(jī)破除時(shí)不會(huì)損壞樁體，那么就至少要等10天才能開始此項(xiàng)施工，這樣我們工期是不允許的；

4）采用手動(dòng)方法會(huì)對(duì)施工人員的健康帶來(lái)問(wèn)題，手提氣動(dòng)設(shè)備巨大的顫抖會(huì)損壞操作人員的手腕和胳膊，而產(chǎn)生的噪音和塵土也形成很差的工作環(huán)境，當(dāng)?shù)貏趧?dòng)法和環(huán)境保護(hù)法是不允許的；而且破除后的樁頭高低不平，對(duì)樁基有一定的破壞。

3.3 樁頭整體破除法

樁頭整體破除法主要是在鉆孔結(jié)束后安裝鋼筋籠前，將事先加工好的復(fù)合脫松套或PE管直接套入鋼筋籠外露承臺(tái)的主筋和聲測(cè)管外端表面，將鋼筋籠伸入承臺(tái)的主筋和聲測(cè)管全部包裹、密封。復(fù)合脫松套或PE管主要作用是使樁頭混凝土和主筋不發(fā)生握裹。

復(fù)合脫松套或PE管主要設(shè)置在樁頭部分，為了保證樁頭的分離，復(fù)合脫松套底端設(shè)在切割線下75mm的位置處，下部采用膠帶固定，膠帶深入樁體5cm～10cm，上端同此做法。為了保證復(fù)合脫松套或PE管的整體位置準(zhǔn)確，在樁頭內(nèi)用22#鉛絲將纏繞在鋼筋上的膠帶綁扎固定，保證其不發(fā)生串動(dòng)，將其位置固定。

復(fù)合脫松套選取硬塑料材質(zhì)，保證在灌注中不被混凝土擠扁失效。管徑宜選取比主筋直徑大2mm～5mm，確保鋼筋與復(fù)合脫模套分離。PE管直接采用市場(chǎng)上銷售的直徑合適的PE管即可。

破樁頭采用復(fù)合破樁頭法施工，在開挖承臺(tái)前，預(yù)先放出開挖邊線，并標(biāo)識(shí)樁頭所處位置，避免開挖過(guò)程中樁頭被損壞。承臺(tái)開挖完成后，在樁頂高程以上10cm處采用氣動(dòng)鑿巖機(jī)垂直樁身方向鉆孔，鉆孔深度只需要達(dá)到樁徑的1/5即可，然后將分離契子插入鉆孔中，并采用外力進(jìn)行敲擊，直至鉆孔處樁頭與樁身面產(chǎn)生分離，然后再起吊出上部樁頭。

該工藝的優(yōu)點(diǎn)：樁頭混凝土和主筋不發(fā)生握裹，在基坑開挖后，鑿除樁頭時(shí)，不進(jìn)行鋼筋和混凝土的剝離作業(yè)，從而大大加快樁頭鑿除速度，降低施工成本。

1）方便快捷性：操作方便，配套設(shè)備少，施工人員容易接受，并很快可以熟練地操作；

2）經(jīng)濟(jì)性：減少了設(shè)備、人員的投入，極大地提高了樁頭破除的效率，降低了施工成本；

3）質(zhì)量性：樁頭鋼筋才有PE管保護(hù)，破除樁頭時(shí)，可以很容易使樁頭砼與樁頭鋼筋分離，使樁基鋼筋不受損傷，確保了樁基鋼筋質(zhì)量。同時(shí)，樁頭可以在早期切除而沒有損壞樁的風(fēng)險(xiǎn)，這樣可以縮短工序時(shí)間；

4）環(huán)保安全性：施工過(guò)程中，沒有灰塵和噪音，對(duì)周圍的環(huán)境無(wú)污染，對(duì)工人的健康和安全有效的保護(hù)。同時(shí)在樁頭起吊過(guò)程中，所有施工人員遠(yuǎn)離操作現(xiàn)場(chǎng)，消除了吊出墜物對(duì)施工人員造成傷害的安全隱患，安全可靠；

5）破除后樁基頂面平順、美觀，確保樁體質(zhì)量。

4 樁頭整體破除法施工步驟和注意事項(xiàng)

4.1 施工步驟

1）鉆孔和鋼筋綁扎完成后，在樁頭鋼筋安裝PE保護(hù)管，然后就位樁基鋼筋；

2）等樁基強(qiáng)度達(dá)到70%后，開挖承臺(tái)基坑，在承臺(tái)開挖過(guò)程中，對(duì)外樁頭的主筋不能損傷或彎曲，否則對(duì)整體破除樁頭不利，必須保護(hù)好；

3）采用小型鉆孔設(shè)備（風(fēng)鎬等），在設(shè)計(jì)樁頂高程沿樁基周長(zhǎng)均勻鉆取6個(gè)楔子孔，插入楔子；

4）擊打楔子，使樁頭與樁基分離，同時(shí)，采用反鏟將分離的樁頭進(jìn)行晃動(dòng)，確保樁頭與鋼筋和樁基砼完全分離；

5）采用反鏟或者裝載機(jī)或者其他吊裝設(shè)備將完全分離的樁頭吊起，放置在基坑周邊設(shè)定好的樁頭存放場(chǎng)地；

6）清理吊出的樁頭至指定的棄放場(chǎng)地；

7）循環(huán)上述操作，進(jìn)行下個(gè)循環(huán)。

4.2 施工注意事項(xiàng)

4.2.1 樁頭鋼筋密封

在進(jìn)行復(fù)合脫松套或PE管安裝時(shí)，必須將外露承臺(tái)的鋼筋和聲測(cè)管全部密封，且完全固定，保證其不發(fā)生串動(dòng)。

4.2.2 樁頭分裂

1）總是保持絕對(duì)的水平的鉆孔，分裂的作用力會(huì)沿著鉆孔的角度延伸；

2）鉆孔樁的頂部應(yīng)該處于樁頂高程以上10cm處的分裂位置，而不是其底部或者中心。

如果是底部處于分裂位置，很有可能還有50mm的樁頭需要手提鉆來(lái)處理；

3）鉆孔深度只需達(dá)到樁直徑的1/5即可；

4）分裂楔子必須以合適的角度插入，唯一運(yùn)動(dòng)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開、上下分開。如果分裂楔子被旋轉(zhuǎn)90°，它就會(huì)向兩邊分開，就會(huì)把樁體縱向從頭到腳分開；

5）插入分裂楔子后在工作前倒退大約50mm，這樣可以確保中心舌部有空間向前移動(dòng)，從而使得外部楔子分開，而不會(huì)在鉆孔末端碰到砼阻力。如果確實(shí)碰到砼，中心舌部會(huì)彎曲；

6）在進(jìn)行破樁頭鉆孔時(shí)，要做到認(rèn)真、仔細(xì)，避免鋼筋或聲測(cè)管被損壞。

4.2.3 樁頭起吊

1）在吊起樁頭前，必須確保樁頭與樁身完全分離；

2）在吊起樁頭時(shí)，要確保鋼絲繩等起吊機(jī)具不脫掉，避免安全事故。

5 結(jié)論

鉆孔樁樁頭整體破除法在厄瓜多爾薩莫拉大橋建設(shè)中得到成功應(yīng)用，通過(guò)實(shí)施該施工工法后，樁頭破除工效相比以往有較大幅度提升，能夠很好地促進(jìn)施工進(jìn)度，為大橋的后續(xù)施工工作贏得了時(shí)間。同時(shí)，減少了設(shè)備人員的投入，節(jié)約了施工成本；更重要的是保護(hù)了當(dāng)?shù)卦鷳B(tài)環(huán)境，保證了工人的身體健康。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐后，得到了業(yè)主及當(dāng)?shù)卣块T的高度贊賞，監(jiān)理單位的結(jié)構(gòu)工程師還準(zhǔn)備把此工程作為經(jīng)典工程在全國(guó)范圍內(nèi)推廣。通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)的成功運(yùn)用，為我公司站穩(wěn)南美市場(chǎng)奠定了穩(wěn)固的基石。同時(shí)，也希望通過(guò)此篇文章，能和建筑界的同仁共同分享該項(xiàng)技術(shù)。

[1]《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）.

[2]《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2004）.

[3]《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004）.

[4]《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D63-2007）.

[5]《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T B02-01-2008）.

[6]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）.

[7]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1-2004）.

[8]《美國(guó)公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（AASHTO，2007）.