(云南省鐵路總公司,云南 昆明 650500)
橋梁鉆孔灌注樁泛應(yīng)用于工程建設(shè)中,因其成樁澆注的特點(diǎn),即借助導(dǎo)管下混凝土,讓混凝土在自重作用下快速填充于鉆孔中,并將孔中的泥漿向上擠出形成。為確保灌注樁樁頂混凝土強(qiáng)度和質(zhì)量,灌注澆筑時(shí)應(yīng)高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5~1m,待樁基成型且混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后,將設(shè)計(jì)標(biāo)高以上部分予以清除。因此,鉆孔灌注樁樁頭處理是不可缺少的一道工序,是工程技術(shù)人員重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。賴文平[1]總結(jié)分析了鉆孔灌注樁高大樁頭分層鑿除法。付紅梅[2]通過(guò)對(duì)灌注樁中破樁頭方法研究,總結(jié)出各種樁頭處理方法的特點(diǎn)。鄭先奇等[3]介紹了橡塑發(fā)泡管、硬質(zhì)塑料管等在鋼筋隔離技術(shù)在鉆孔灌注樁樁頭處理上的應(yīng)用。馬佳[4]等采用包裹法+雙刀環(huán)切法運(yùn)用于樁基礎(chǔ)工程中進(jìn)行破樁頭處理。隋豐隆[5]對(duì)鉆孔灌注樁樁頭整體鑿除施工技術(shù)進(jìn)行研究分析,取得較好的效果。肖建宇等[6]對(duì)樁基頂部由于不規(guī)范施工導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象進(jìn)行了論述?;炷翗额^的處理不僅涉及工程進(jìn)度和質(zhì)量問(wèn)題,也涉及施工作業(yè)人員的安全問(wèn)題,因此本文結(jié)合某橋灌注樁,研究樁頭快速分離的施工方法,為工程提供依據(jù)。
以某高速公路一橋梁基樁樁頭處理為例,闡述樁頭整體快速分離技術(shù)與方法。該橋?yàn)?×40m、5×40m 左右兩幅,橋墩為雙柱墩,下設(shè)樁基礎(chǔ)。如圖1 所示,橋臺(tái)基樁樁徑為1.5m,墩柱下的樁徑為1.9m。為確保施工安全,全橋要求采用機(jī)械鉆孔進(jìn)行施工,待鉆孔深度達(dá)到樁底設(shè)標(biāo)高后,應(yīng)對(duì)孔深、孔徑進(jìn)行檢查,符合要求后方可清孔,下放鋼筋籠等后續(xù)工序的作業(yè)。
圖1 橋梁樁基圖
橋梁基樁樁頭處理是要破除超灌樁頂混凝土,但要保留伸入承臺(tái)或墩柱的鋼筋,其處理方法有傳統(tǒng)鑿樁頭法、整體破除法、射水法、溢出鏟除法。目前用得較多的是傳統(tǒng)鑿樁頭法,但因其施工效率低、鑿樁時(shí)間長(zhǎng),特別是對(duì)主筋和樁身的損傷、施工安全存在質(zhì)量隱患等方面存在一些弊端,而逐漸被樁頭整體破除法所取代。
1)在樁基鋼筋籠成型后,在基樁樁頭伸入承臺(tái)或墩柱部分的兩根對(duì)角主筋上標(biāo)記出基樁設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高位置,用工程線對(duì)齊兩標(biāo)記點(diǎn)位沿鋼筋籠圍一圈,即可得出所有主筋的樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高的位置。
2)將提前準(zhǔn)備好的橡膠圈套入基樁每一根主筋標(biāo)記位置以上10cm 處,該橡膠圈起到密封、托起PE 管的作用。
3)在基樁樁頭每一根主筋上套入PE 管,PE管下方由橡膠環(huán)承托固定,上口用橡膠帶纏繞封口,確?;炷翝仓^(guò)程不發(fā)生位移,以防泥漿滲漏入PE 管中,以免樁頭混凝土強(qiáng)度形成后鋼筋與混凝土發(fā)生握裹而難以剝離。這樣樁頭部位混凝土和主筋不發(fā)生接觸,為下面的“摘除”提供了條件。
4)待基樁強(qiáng)度形成后,在樁頂設(shè)計(jì)高程以上10cm 處的樁周圍,采用氣動(dòng)鑿巖機(jī)在垂直于樁身方向均勻鉆孔,再將分離鋼契子插入鉆孔中,采用外力進(jìn)行敲打,直至樁頭與樁身完全分離。
5)用起吊設(shè)備吊出剝離下來(lái)的樁頭混凝土,至此,一顆基樁的破樁頭工序結(jié)束,進(jìn)行下一顆基樁的破樁頭工作。
1)在鋼筋上標(biāo)識(shí)樁頭位置,避免開挖過(guò)程中樁頭被損壞。
2)在進(jìn)行破樁頭用氣動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔時(shí),按照事前標(biāo)記位置,要認(rèn)真、仔細(xì)核查,避免鋼筋或聲測(cè)管被損壞。
3)人工用風(fēng)鎬或氣動(dòng)鑿巖機(jī)將整個(gè)樁頭鋼筋外保護(hù)層混凝土剝離。在剝離過(guò)程中不得用工具直接觸碰鋼筋,防止鋼筋損壞或扭曲。
4)在基樁樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上10cm處鉆眼孔,孔位均勻布置在樁頭四周,將鋼楔打入鉆孔,逐個(gè)依次擊打加壓,直至將樁頭與樁身完全分離。
5)必須確保樁頭與樁身完全分離才能進(jìn)行樁頭起吊工作,以免擾動(dòng)樁體。
為確保橡膠圈與鋼筋穩(wěn)固貼合鋼筋且能托住上面PE 管,橡膠圈直徑要求略小于主筋2~3mm,且要求密封性能好,抗變形能力大。本橋中采用的托底橡膠圈具體尺寸為:外徑3.8cm,內(nèi)徑2.6cm,厚度為5.5mm。橡膠圈安放在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上10cm 處,承托其上的PE管作用。
為快速破除樁頭混凝土,減少PE 管壁與混凝土的摩擦作用,增加混凝土與鋼筋的剝離難度,PE 管選用管徑比主筋直徑大2~5mm 的硬塑料材質(zhì),在提整體樁頭時(shí)能快速剝離鋼筋。為確保在澆筑混凝土?xí)rPE 管能固定不發(fā)生串動(dòng),在PE 管上口端用膠帶與主筋纏繞在一起,必要時(shí)可用鉛絲固定。
在綁扎成型的鋼筋籠主筋上標(biāo)定樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高的位置,將橡膠圈套入主筋并移至該設(shè)計(jì)標(biāo)高上方10cm 處,起到承托PE 管的作用,再將PE管套入主筋,為防止施工過(guò)程中泥漿從PE 管上口流入PE 管內(nèi),在PE 管上口用膠帶纏繞封口后即可澆筑混凝土;在成孔檢查、清孔完成后,將提前套橡膠圈、PE 管的鋼筋籠放入孔中,澆筑基樁混凝土,待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度即可破樁,具體施工工藝流程圖如圖2 所示。
圖2 施工工藝流程圖
在該橋破樁頭工作中,橡膠圈為確保橡膠圈與鋼筋穩(wěn)固貼合鋼筋且能托住上面PE 管,而PE套管避免了鋼筋與混凝土在樁頭位置的直接接觸,在垂直向上吊拉過(guò)程中,主筋不會(huì)產(chǎn)生大的豎向與水平向擾動(dòng),最大程度地保護(hù)了主筋的原始應(yīng)力狀態(tài)。
該破樁頭方法能有效地將樁基主筋與混凝土剝離,橡膠圈能很好地握裹主筋承托固定好PE管,在混凝土澆筑過(guò)程中PE 管不會(huì)發(fā)生躥動(dòng)和漏漿入PE 管中,減少樁頭混凝土分離時(shí)的摩擦系數(shù),使樁頭與樁身能較好地完全分離。在破樁頭時(shí)不會(huì)損傷下層樁身質(zhì)量,基樁主筋不需要來(lái)回扳動(dòng),施工質(zhì)量較好;樁頭吊離后,不需要進(jìn)行人工二次鑿除,能有效地提高施工效率和質(zhì)量。最后采用鋼絲繩將脫離樁身的樁頭捆綁牢固,利用起重機(jī)將樁頭吊運(yùn)出坑,整顆樁的破樁工作結(jié)束。
該樁頭破除法可使樁頭混凝土與樁頭鋼筋快速分離,使樁基鋼筋不受損傷,極大地提高了樁頭破除的效率,并能確保施工安全、質(zhì)量、進(jìn)度,取得了良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。該鉆孔灌注樁樁頭快速分郭技術(shù)具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。