钻孔灌注桩的桩头钢筋先隔离后整体吊出施工实用工艺工法.docx
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钻孔灌注桩的桩头钢筋先隔离后整体吊出施工实用工艺工法
灌注桩先隔离桩头钢筋、后整体吊出
桩头混凝土施工工法
工法编号：
GGG（鄂）C1—2015
闵顺江孔阳陈亮
中天路桥有限公司
1、前言
随着国家公路、铁路等交通基础设施的快速发展，桥梁在整个路线中的比重逐渐增大，大部分桥梁都设计为混凝土灌注桩基础，且水下灌注桩占了很大一部分比例；《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）中8.2.11灌注水下混凝土第9条规定：
灌注的桩顶高程应比设计高程高出不小于0.5m，当存在地质较差、孔内泥浆密度过大、桩径较大等情况时，应适当提高其超灌的高度；超灌的多余部分在承台施工前或接桩前应凿除，凿除后的桩头应密实、无松散层。
我公司结合以往的桩头超灌混凝土凿除施工经验，研制出桩头钢筋设置保护套整体吊出桩头超灌混凝土的施工工艺，获得了良好的经济效益和社会效益，现总结形成本工法。
2、工法特点
2.0.1施工工艺相对简单，施工效率高，破除桩头施工速度快，可以为后续工序赢得时间，同时减少了基坑露天时间，有利于保证边坡稳定；
2.0.2与传统凿除桩头混凝土的方法相比，桩头钢筋与混凝土隔离，利用劈裂机将桩头与桩身分离，然后整体吊出，有效避免桩头凿除过程中钢筋弯曲，确保了桩基钢筋和墩柱钢筋的连接质量；
2.0.3保护套可以为泡沫棉、塑料水管或PVC管、竹子等材料，可就地取材，替代品多，能有效降低施工成本；
2.0.4施工噪音和灰尘大大降低，施工环境改善，有效保护施工人员的健康。
3、适用范围
本工法适用所有需要破除桩头混凝土灌注桩。
4、工艺原理
本工法与制作蜂窝煤原理相似，用泡沫棉、塑料软管或PVC管、竹子等材料作为保护套，在桩基钢筋笼制作时，将桩顶设计标高以上桩头钢筋套上保护套，使混凝土无法与钢筋接触，对钢筋不能产生握裹力和黏结力，利用混凝土的抗拉强度、抗剪强度较小的原理，在桩基设计标高以上20cm处，用风炮机在桩身一周均匀的钻孔，用岩石劈裂机使桩头在钻孔位置水平断开，然后吊车吊住预埋在桩头混凝土中的吊环，将桩头混凝土整体吊出，达到破除桩头的目的。
5、施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
图1施工工艺流程图
5.2操作方法及要点
5.2.1桩头钢筋保护套安装
桩头钢筋保护套安装是本工法的关键工序，保护套要在桩基钢筋笼加工完成后下放到桩孔里之前进行安装完成。
保护套所用材料可以为泡沫棉、塑料水管或PVC管、竹子等中空、易获取且成本低廉的材料，且材料内径大于钢筋直径2-3cm，保护套两端应进行用泡沫剂封堵填充，其主要目的是防止混凝土与桩头钢筋接触，并形成一定的空隙。
隔离层施工范围的确定：
从设计桩顶标高以上10cm到钢筋笼的笼顶之间的范围。
桩基钢筋安装保护套长度，一般为桩基钢筋伸入系梁、承台或墩柱内的部分钢筋。
保护套所用材料不同，安装方法略有不同，具体根据实际情况而定。
（1）钢筋笼桩头钢筋每根都需要做隔离，不能有遗漏，隔离层可用必要的固定措施固定牢固；
（2）制作隔离层时在桩顶设计标高以上10cm作标记，隔离层不能延伸到桩身钢筋，隔离需准确无误；
（3）使用塑料水管、PVC管、竹子等硬材料，可以用模板泡沫剂将保护套两端封堵，并采取措施使保护套固定，防止灌注混凝土时保护套移位。
图1工人在安装钢筋保护套
5.2.2钢筋笼安装
（1）一般钢筋笼是通过焊接吊环和穿横梁固定钢筋笼和控制高程的，固定钢筋笼的吊环必须有足够的刚度，保证在钢筋笼安装时不会发生变形。
（2）钢筋笼安装时高程测量一定要准确，桩顶位置准确才能保证保护套的位置准确，从而保证对桩头部分的钢筋、混凝土起到隔离作用，有利于桩头混凝土的凿除。
（3）钢筋笼安装时，在钢筋笼顶部可以焊接“P”型支撑，将“P”型支撑焊接在钢护筒上，并确保有足够的焊接强度，保证混凝土灌注时，钢筋笼平面位置和高程不发生变化。
（4）钢筋笼的吊装和安装过程中要注意保护桩头钢筋上的保护套不受损坏。
5.2.3桩基混凝土灌注
（1）当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，宜降低灌注速度，防止钢筋笼上浮。
（2）灌注混凝土时应采取措施防止钢筋笼上浮。
（3）混凝土灌注到接近设计标高时，灌注混凝土值班人员要计算还所需的混凝土量，并通知拌和站按需要混凝土量拌制，以免造成浪费。
5.2.4基坑开挖
（1）基坑开挖前应根据水文、地质、开挖方式及施工环境条件等因素，确定是否对坑壁采取支护措施。
（2）基坑开挖前要根据桩基设计标高、边坡坡度确定基坑开挖尺寸并撒好石灰线。
（3）基坑开挖时应分层开挖，桩基四周要超挖20~40cm，便于桩头破除时桩基一周水平眼打入。
（4）基坑开挖时，基坑顶面应设置挡水坎，防止地面水流入基坑，冲刷边坡。
5.2.5边坡防护
当基坑开挖深度较小且坑壁土层稳定时，可采取适当的坡度放坡开挖，必要时要采取边坡加固措施。
当基坑开挖深度较大、坑壁土层易坍塌或有地下水影响时，应对边坡采取支护措施进行基坑开挖，支护结构等应进行结构验算。
5.2.6基坑降水
（1）当基坑内有地下水时，应进行降水处理。
（2）降水前，应确认降水不会影响基坑坑壁的稳定，方可进行基坑降水。
（3）桩基基坑降水一般采用挖集水坑排水或者潜水泵抽水等进行降水。
5.2.7分离桩头混凝土
（1）分离桩头混凝土前，应将桩顶标高进行准确测量，在设计桩顶标高上20~30cm桩基一周做好标记线，为桩头混凝土分离线。
高出桩顶设计标高的部分，在施工下一工序前人工用风镐进行凿除、修整。
（2）分离桩头混凝土时，采用风镐在做好标记的桩身四周对称打入4-6个孔，每个孔的深度60-80cm，打眼完成后，孔内插入劈裂机，各设备同步均匀启动。
（3）破桩头时，在离系梁底20~30cm以上的位置均匀的水平钻眼，或用岩石劈裂机对桩头进行劈裂；打入岩石劈裂机使用时，应缓慢进行，分多次进行，循序渐进，避免一次到位。
（4）使用岩石劈裂机时，一定要水平，防止桩心混凝土出现“坑洼”或者“鼓包”，且布点要均匀，对称进行。
（5）使用岩石劈裂机时，要保护好桩基钢筋不受伤。
个
图2使用风镐打眼
图3利用岩石劈裂机分离桩头
5.2.8桩头混凝土整体吊出
（1）桩头混凝土分离后，用25T起重吊车钩住预埋吊环（或者钩住打入桩头混凝土的短钢筋），缓慢垂直起吊，将桩头混凝土整体吊出，达到破除桩头的目的。
（2）桩头混凝土吊出后，将桩头混凝土修整至设计标高，并将钢筋上的保护套清理干净。
图4整体吊出桩头混凝土
5.2.9劳动力（见表1）
劳动力情况表表1
序号
岗位与职责
人数
备注
1
施工负责人
1
安排施工任务
2
技术员
2
负责技术工作
3
安全员
1
负责安全检查
4
质检员
1
负责质量检查
5
测量员
2
负责测量
6
汽车吊司机
2
汽车吊操作及保养
7
电焊工
1
切割钢护筒
8
普工
3
劈裂桩头及修整桩顶
6、材料与设备
6.1材料
本工法主要的材料为保护套，根据项目实际情况就地取材，泡沫棉、塑料水管或PVC管、竹子等中空、易获取且成本低廉的材料，且材料内径大于钢筋直径2-3cm，安装简便，能有效防止混凝土与桩头钢筋接触即可。
6.2主要施工机具和设备
表3
序号
名称
规格及型号
单位
数量
备注
1
挖掘机
卡特320C
台
1
用于基坑开挖
2
装载机
柳工CLG855
台
1
用于基坑开挖
3
汽车起重机
QY25C
台
1
用于吊出桩头混凝土
4
岩石劈裂机
QL-P40
套
2
用于分离桩头混凝土
5
风炮机
台
1
钻孔
6
风镐
315KVA
台
1
修整桩顶
7
全站仪
NiKonDTM-352C
台
1
测量定位
8
水准仪
徕卡
台
1
桩基标高测量
7、质量控制
7.1工程质量控制标准
7.1.1《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50—2011）
7.1.2《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）
7.2质量控制措施
7.2.1针对工程的具体情况制定有针对性的施工技术措施，由项目部技术负责人组织施工技术人员、施工班组长等认真学习本施工工艺质量控制要点，并鼓励不断创新和优化。
7.2.2根据项目实际情况合理选用保护套材料，为了保证隔离效果可以多选用几种材料进行试验比选，选出最佳材料。
7.2.3桩头部分钢筋保护套要逐个安装，采用扎丝、宽胶带、模板胶等辅助材料对保护套端头进行封堵和固定，确保保护套稳定牢固，钢筋与混凝土完全隔离。
7.2.4钢筋笼下放时，要进行桩基中心点定位，并将钢筋笼焊接固定在钢护筒上，防止钢筋笼在混凝土浇筑时偏位和上浮。
7.2.5混凝土灌注时，注意应避免导管碰撞钢筋笼，致使钢筋笼移位。
7.2.6破桩头时，系梁基坑开挖至系梁底30~50cm，便于水平钻眼及岩石劈裂机的使用。
7.2.7破桩头时，在离系梁底20~30cm以上的位置均匀的水平钻眼，或用岩石劈裂机对桩头进行劈裂；打入岩石劈裂机使用时，应缓慢进行，分多次进行，循序渐进，避免一次到位。
7.2.8桩头整体吊出时，应缓慢进行，并注意起重吊车的安全，防止倾覆。
7.2.9桩头吊出后，人工用风镐对桩头进行修整至设计标高。
8、安全措施
8.1认真贯彻执行“安全第一、预防为主”的方针政策，严格执行中华人民共和国安全生产法、建筑法及建设工程安全生产管理条例等法律法规。
8.2加强对所有参加施工的人员进行“三级”安全教育，学习有关安全操作规程，提高大家的安全意识，增强安全观念。
切实做好安全自身保护工作。
8.3建立健全各种规章制度，制定各种安全操作规程，重要部位、特殊工序制定专项安全措施，持证上岗。
8.4加强安全生产管理，健全安全责任制，以人为本，科学地搞好安全生产文明施工。
8.5施工现场建立安全管理网络，设立专职安全员，处理安全和劳动保护问题及可能发生的事故、事苗。
8.6施工人员进入现场，必须戴好安全帽和其他必要的防护用品。
8.7施工现场和其他有危险的地方要设立明显的示警标志，基坑四周要设护栏或隔离措施，夜间应有红灯示警，特别是交通要道和交叉口部位尤为重要，夜间施工，现场要有足够的灯光照明。
8.8做好安全用电管理工作，普及职工安全用电和触电抢救知识，消除隐患，杜绝事故，电工要持证上岗。
配电系统设总配电箱，分配电器、开关箱实行分级配电，开关箱装漏电保护器。
8.9严格遵守起重吊车安全操作规程，吊车工作时，安全员应全程进行安全监督。
9、环保措施
9.1编制环境保护体系，成立环境保护小组，以项目经理为组长，项目总工为副组长，施工负责人、技术员、质检员等为组员的组织机构。
9.2加强环保管理，施工场地内的废弃材料、钢筋头等杂物应及时清理，确保施工场地清洁、整齐；加强对桥梁桩基处水域环境的保护，避免废油等污染水域。
9.3做好生态保护：
临建工程、材料堆放、便道等场地设置合理，保护公路用地范围之外的现有绿色植被，对永久工程施工区和临时工程施工区，地表清除必须特别注意，尽最大可能保护清理区域范围外的天然植被。
9.4施工废水、生活污水不得直接排入农田、耕地、饮用水源、灌溉渠道和水库。
不得污染河流、湖泊和池塘。
9.5本工法大大减少了施工噪声，同时减少了粉尘等污染。
10、资源节约
10.1本工法破除桩头速度较快，为系梁、墩柱施工赢得时间，缩短施工工期。
10.2与人工风镐凿除桩头等常用方法相比，能有效降低施工噪声和粉尘污染，保护套可以利用竹子等材料，环保和经济效益显著。
11、效益分析
11.1桩基钢筋设置保护套整体吊出桩头混凝土，安全可靠，施工速度快，大大减少了人工的投入，缩短工期，经济效益明显。
77省道延伸线第5标段浅门大桥在1~5#墩桩基潮水位以下的施工中，减少基坑抽水时间，节省了220个降水台班和约165个台班；采用本工法桩头破除速度较快，缩短工期约55天。
11.2采用本工法在保证施工质量和安全的情况下，加快了桩头破除速度，加快了施工进度，缩短了施工工期，获得了公司、甲方、监理单位的一致好评，取得了良好的社会效益。
12、应用实例
12.1浙江省77省道延伸线第5标段浅门大桥
浙江省77省道延伸线第5标段浅门大桥为6×20m先简支梁后连续预应力T梁桥，应用此工法，缩短桥梁下构施工工期，取得良好的经济效益。
12.2湖北省襄阳中环线第一合同段仇家沟大桥
湖北省襄阳市中环线仇家沟大桥道路工程，仇家沟大桥桥长484.8m。
主线采用预应力混凝土连续箱梁，桥梁结构形式采用桩接承台，上部结构为花瓶墩结构，在项目桩基施工中，采用桩头钢筋先隔离、后整体吊出施工工艺，节省了大量人力物力，加快了桩头破除速度，避免了在桩头破除过程中对桩头钢筋的伤害，具有较好的经济效益和社会效益，值得在类似的桥梁施工中推广使用。
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