钻孔灌注桩桩头套管法整体破除施工技术论文

钻孔灌注桩桩头套管法整体破除施工技术【摘要】桩基施工桩头破除中，传统的方法为人工和机械破除，两种破除均会对桩头造成伸入桩头钢筋弯曲受损、桩头不平整、粉尘污染严重，同时费工费时；不但桩头破除质量得不到保证，达不到标准化施工要求，而且破除速度极慢。本文主要就提高桩头破除施工质量与效率，进行研究应用的。1工程概况石家庄至济南客运专线是我国高速铁路网中太原至青岛客运专线的重要组成部分，线路全长323.112km，设计标准为双线客运专线铁路，设计时速250公里/小时，工程于2014年3月1日开工。齐济特大桥是本工程的控制性工程之一，我公司负责齐济特大桥0#台至109#墩线下工程施工，施工长度3.574km。全桥墩台基础采用C40摩擦桩基础，桩径为φ1.0m、φ1.25m、φ1.5m，共1052根，桩长39m～56m之间，总计44748m。该桥地处黄河沿岸，环保要求高，被业主单位定为标准化工程，形成标准化作业。2技术原理及工艺流程2.1技术原理钻孔桩桩头整体破除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PVC塑料管直接套入钢筋笼外露承台的主筋和声测管外露表面，并将其位置固定保证不发生串动，PVC塑料管使桩头混凝土和主筋不发生握裹；在基坑开挖完成后，在桩头标高位置采用小型切割机进行环切一周，在桩头标高对称位置钻两个孔，采用液压劈裂机对称插入孔洞内进行劈裂，以使得桩头脱离，然后利用起吊设备吊出上部桩头。2.2工艺流程见图1所示。3总体施工方案采用旋挖钻和反循环回旋钻机成孔，膨润土泥浆护壁，吊车下钢筋笼，导管灌注水下混凝土。4施工工艺及方法4.1钻孔桩钻孔施工钻孔桩根据此段地质情况采用旋挖钻机和反循环钻机成孔，钻机钻孔时尽量安排两相邻桩跳开施工，钻进中严格控制泥浆比重在1.1～1.3之间，钻孔过程中随时观测护筒内的水头高度，确保水头高度的相对稳定。钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。当钻孔深度达6m左右时进行第一次孔径、垂直度检查，保证孔径不小于设计值，垂直度≤1%；钻孔深度达15～20m进行第二次检查；钻孔完成后第三次检查钻孔深度、孔径、垂直度是否达到要求。终孔检查合格后进行换浆法清孔。清孔时采用比重小于1.1的稀泥浆对孔底注入泥浆进行换浆，清孔后灌注混凝土前孔底沉淀层厚度不超过10cm。清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s。图1钻孔桩桩头套管法整体破除施工工艺流程图4.2钢筋笼制作加工齐济特大桥桩径1m的钢筋笼主筋为26根HPB300φ16mm钢筋，桩头钢筋伸入承台尺寸为1.34m。4.3PVC塑料管安装现场采用直径为φ20mm长度为1.34m的PVC塑料管将26根主筋完全套住，并在PVC管上底端用胶带进行封端。同时为防止缠绕PVC管脱落及漏浆，PVC管底端用扎丝绑扎。4.4自制循环吊筋制作循环吊筋采用2根HRB400φ20mm钢筋、卡环、钩子焊接组装而成。首先在1根HRB400φ20mm钢筋一端焊接圆形吊环，用于钢筋笼的固定。另一根HRB400φ20mm钢筋端部与钩子焊接，用于悬挂钢筋笼。钢筋与钢筋笼连接采用卡环连接，根据吊筋长度的不同，可以调整卡环来控制吊筋的长度。4.5钢筋笼吊放安装钢筋笼下放时，首先根据护筒顶和桩顶标高，调整好循环吊筋的长度，将2根循环吊筋的钩子对称钩住钢筋笼内侧顶端的加强箍筋（HRB400φ20），最后用与吊筋等长HPB300φ10钢筋插销插入螺帽孔内。同时采用3根直径为φ60mm长800mm的PVC套管，将声测管套住，缠绕胶带并用扎丝绑扎。声测管定位时，保证垂直，以便桩头吊除。4.6钻孔桩混凝土灌注在钢筋笼和导管安放完毕后以及灌注水下混凝土前，再次检测桩底沉渣厚度，若沉渣厚度超标，要立即进行第二次清孔，直至达到标准，清孔完成后立即进行水下混凝土灌注。采用直升导管法进行水下混凝土的灌注。混凝土灌注过程中复测钢筋笼标高，防止钢筋笼上浮。钻孔桩灌注完成后，将卡环松开，拔出插销，取出循环吊筋。钻孔桩水下混凝土灌注完成后进行地下自然养护。4.7承台基坑开挖采用挖掘机放坡开挖，当开挖面距基坑底面以上30cm左右，且确认基坑底与设计相符时，再用人工开挖，一次清基至设计标高。4.8桩头水平环切处理钻孔桩施工完成基坑开挖后，在桩头标高位置采用小型切割机环切表面一周。4.9桩头钻劈裂孔在桩头标高对称位置钻两个直径为40mm、深度为400mm的孔洞，用于桩头劈裂。4.10桩头劈裂将2个液压劈裂机对称插入桩头已钻好的孔洞内进行劈裂，以使得桩头脱离。4.11桩头吊除桩头劈裂完成后，用25t吊车进行一次性整体吊除。4.12钢筋笼顶部弯钩处理桩顶分离面进行平整处理，最后采用便携式钢筋弯曲机对桩头钢筋进行弯钩，完成桩头处理。5效益分析该工艺每根桩PVC管增加套管材料费约40元，但节省了传统桩头处理过程中一次性吊筋的费用及破除桩头的人工和机械费，综合考虑大面积施工情况下可使每根桩破除成本降低140元左右。该工艺得到建设、监理、设计单位的一致认可和好评，并在全线推广应用。6结语采用该工艺有效地减少了混凝土破碎过程中的扬尘污染，降低了对作业人员身体的伤害，改善了作业环境。同时使每