淺議一種提高灌注樁樁頭破除質(zhì)量和效率的方法

吳鴻昇

國網(wǎng)江蘇省電力工程咨詢有限公司 江蘇 南京 210000

引言

某電廠的地基基礎(chǔ)工程采用混凝土灌注樁，全廠共有1200根混凝土灌注樁待施工。其樁體的參數(shù)為：直徑600mm，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30，配有8根22mm的主筋，箍筋間距300mm（箍筋加密區(qū)間距150mm），樁長8m。按照混凝土灌注樁的施工工序，施工方需對(duì)樁頭進(jìn)行破除（混凝土灌注樁上部為強(qiáng)度較低的浮漿固化物）。

傳統(tǒng)的灌注樁樁頭破除，是由人工手持電鎬或風(fēng)鎬完成的。因?yàn)闄C(jī)械的高頻振動(dòng)，施工人員的手會(huì)產(chǎn)生麻痹感，快要到達(dá)灌注樁樁頭破除分界線（設(shè)計(jì)承臺(tái)基礎(chǔ)底標(biāo)高）時(shí)，失手多鑿除一些混凝土，這會(huì)造成混凝土樁頭破除表面凹凸不均、存在較大起伏，不利于基礎(chǔ)施工的質(zhì)量控制。由于灌注樁的樁徑較大（通常為500～600mm），因而灌注樁的樁頭破除需要將實(shí)心混凝土（約0.2～0.28m2的實(shí)心混凝土）鑿除后清理干凈，工作量較大，這更加影響了灌注樁樁頭破除的效率，平均破除一個(gè)樁頭所需時(shí)間高達(dá)3小時(shí)。

故本人提出了一種提高灌注樁樁頭破除質(zhì)量和效率的創(chuàng)新方法，并利用該方法指導(dǎo)施工方進(jìn)行樁頭破除施工。

1 樁頭破除創(chuàng)新方法設(shè)計(jì)

圖1 該裝置俯視圖

圖2 該裝置正視圖

灌注樁的樁徑一般為500～600mm，如果能將樁頭的混凝土進(jìn)行隔離（即用擠塑板進(jìn)行上下層混凝土的分隔），把混凝土的接觸面積（即不進(jìn)行隔離的實(shí)心混凝土面積）減少50%以上，那么就可以將樁頭破除效率提高1倍以上。根據(jù)圓的面積的計(jì)算公式：S=π*r^2，如果能將非隔離區(qū)域半徑控制在以內(nèi)，隔離區(qū)域（即進(jìn)行上下混凝土隔離的區(qū)域）面積將達(dá)到1-（2/3）^2=5/9=55.55。即相當(dāng)于減少了這部分隔離區(qū)域的鑿除時(shí)間，其占總時(shí)間的55.55%。最終效率可提高：[1/(1-55.55%)]-1=1.25倍。

針對(duì)以上推算，設(shè)計(jì)了一種裝置，俯視圖如圖1所示、正視圖如圖2所示。

圖1中，擠塑板1固定在帶孔鋼質(zhì)圓環(huán)2的上下表面，帶孔鋼質(zhì)圓環(huán)2上均勻分部圓形孔洞（建議圓形孔洞直徑為40mm），固定螺母3固定在帶孔鋼質(zhì)圓環(huán)2的四周，螺紋桿4和洞口固定桿5為一整體，固定桿的長度為預(yù)破除樁頭的高度。鉆孔灌注樁在混凝土澆筑至適當(dāng)位置時(shí)，把螺紋桿4旋轉(zhuǎn)進(jìn)入固定螺母3，然后緩慢放下該一種提高灌注樁樁頭破除效率的裝置，利用洞口固定桿5架設(shè)在洞口上。灌注施工完成后，待灌注樁達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，進(jìn)行挖土，挖至預(yù)破除樁頭分界線時(shí)，該一種提高灌注樁樁頭破除效率的裝置露出表面，此時(shí)只需破除擠塑板1及中間區(qū)域的混凝土即可[1-4]。

2 樁頭破除創(chuàng)新方法現(xiàn)場驗(yàn)證

把該裝置的設(shè)計(jì)圖紙交給施工方，督促施工方按照該裝置設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行裝置的制作，將內(nèi)部圓環(huán)直徑控制在400mm、裝置最大凈尺寸為600mm（等于混凝土灌注樁直徑），如圖3所示。

圖3 該裝置實(shí)物尺寸

組織施工方進(jìn)行試驗(yàn)樁的成孔，并下方鋼筋籠，在即將澆筑到樁頭位置時(shí)放下該裝置。如圖4、圖5所示。

圖4 成孔

圖5 下放鋼筋籠和該裝置

待28天后，對(duì)樁位進(jìn)行開挖，將樁頭露出地面。并安排一位有破樁頭經(jīng)驗(yàn)的施工單位人員進(jìn)行樁頭的混凝土破除。經(jīng)記時(shí)，該灌注樁外側(cè)（橡塑板）破除時(shí)間為5分鐘，內(nèi)側(cè)（C30混凝土）破除時(shí)間為1小時(shí)20分鐘。如圖6～圖9所示[5-8]。

圖6 鑿除前開挖準(zhǔn)備

圖7 鑿除前擠塑板定位

圖8 水平鑿除擠塑板

圖9 繼續(xù)鑿除中心混凝土直至鑿斷

用電子回彈儀對(duì)樁頭以下混凝土進(jìn)行回彈，共取20個(gè)回彈試驗(yàn)點(diǎn)，強(qiáng)度的回彈值均在C35以上，說明該裝置對(duì)浮漿上浮的通道不造成影響[9-13]。

圖10 現(xiàn)場回彈

3 結(jié)束語

本文提出的一種提高灌注樁樁頭破除質(zhì)量和效率的方法，該方法有利于提高樁頭破除處的平整度，又通過回彈試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法對(duì)混凝土強(qiáng)度不會(huì)造成影響。并將樁頭破除效率顯著提高，破除時(shí)間提升了1倍以上。該方法既提高了灌注樁的破除質(zhì)量，又提高了樁頭破除效率，是一種值得推廣運(yùn)用的技術(shù)[14]。