围护桩桩头失效破除法
摘要：随着我国城镇化进程加快，城市轨道建设越来越多样化，钻孔灌注桩其质量可靠，地层适应性强等诸多优点被广泛地应用于地铁工程中，但地铁其钻孔桩具有数量大；排布密集的特点,因此桩头破除一直是一个制约质量和工期的重大难题。现在工程施工中基本沿用传统的小型机械辅助人工破除的方式，不但耗费大量的人力物力而且对桩体及钢筋损伤极大，尤其在地铁中大数量钻孔桩的情况下严重制约工期，与现在的城市的高速发展、高效施工速度不相匹配。因而亟待发掘创新一种简易、快速、节约的桩头破除施工技术！
关键词：地铁；钻孔桩；桩头；快速破除；施工技术
1前言
针对钻孔桩在北京地铁明挖车站、盾构接收井等中大量使用，其数量多，桩间距小，超灌多，场地小，工期紧，桩头破除难的特点，通过在明挖车站围护桩的施工中研究提出了围护桩桩头失效破除施工技术，试验解决了桩头快速破除问题。此方法具有工艺简单、速度快、成本低、质量受控、对桩体及钢筋无损伤、降噪、控制粉尘等特点，显著提高了施工质量、工程进度和经济效益。
2工程概况
北京地铁7号线于北京西客站起始，终点焦化厂站，线路全长23.67km，全线共设车站21座。包括广渠门外站、广渠门内站附属部分均为明挖结构，明挖部分采用钻孔围护桩+钢支撑。明挖部分维护结构采用钻孔灌注桩，其中明挖车站487根，盾构接收井46根，单桩最大孔深25m，最小孔深23m。
合同工期：2010年5月1日至2014年12月30日
3桩头失效破除法施工技术原理
先张法在预应力箱梁制作过程中为防止张拉筋端头附近混凝土劈裂，会在端部套设相应口径的pvc管材，称为\"失效管\"，使预应力施加在混凝土内部从而避免梁段混凝土劈裂破坏。
围护桩桩头失效破除主要是将事先加工好的松解泡棉或PE管直接套入钢筋笼主筋及测斜管端表面，并固定其位置保证不发生相对位移，松解泡棉或PE管使钢筋笼主筋不被桩头混凝土所握裹；在基坑开挖完成后，在桩顶高程以上5cm处采用气锤沿垂直桩身方向钻3-5个孔，钻孔深度只需要达到桩径的1/3（即25cm左右）即可，将楔子插入钻孔中，并沿桩身方向进行敲击，利用混凝土抗拉性差很容易使没有钢筋骨架的混凝土桩身断裂，至桩头与主筋完全分离，像将糖葫芦从竹签上拔除。具有凿除部分容易运输吊运，工序简单，进度极快，低噪音，低粉尘，人员配备少，机械操作简单等诸多优点！
4桩头失效破除法施工方法
4.1桩头失效破除法施工流程
钻孔桩施工（同时制作钢筋笼、安装失效管）→成孔检测→下放钢筋笼到指定标高→浇筑混凝土→等强→钻孔→分离桩头→起吊桩头并外运至指定弃土场→人工凿至指定标高→下一施工循环。根据施工流程可多工作面流水作业。
传统方法在承台开挖完后，人工用风镐先凿出钢筋笼的主筋和测斜管，然后人工辅助小型机械凿除，再将碎渣清理干净。这种方法的不足之处在于：（1）传统凿除混凝土耗时耗力；（2）在凿出部分钢筋易弯折，只能人工恢复主筋形态，严重制约下步工序（浇筑冠梁）；（3）恢复过程对主筋、桩身及桩基损伤极大；（4）破除后的桩头高低不平，并且对桩身有一定的破坏；（5）破除时长，噪音大，扬尘严重。
失效管宜选取具有一定强度的密封材料，管径宜选取比主筋直径大3～5mm，确保钢筋与失效管分离。PE管直接采用直径合适的PE管即可。端部可用胶带或热缩管密封。凿除前预先放出开挖边线并标识桩头所处位置，避免开挖过程中桩头被损坏。冠梁开挖完成后，在设计高程以上5cm处采用气锤垂直桩身方向钻3-5个孔，钻孔深度只需要达到桩径的1/3即可，将楔子插入钻孔中，并沿桩身方向进行敲击，利用混凝土抗拉性差很轻易使没有钢筋骨架的混凝土装神断裂，至桩头与主筋完全分离，然后再起吊出上部桩头外运出场。
4.2施工中注意事项
1、在进行失效管安装时，必须将锚入冠梁的主筋和测斜管全部密封，且完全固定，保证其不发生相对位移。
2、桩头分裂始终保持水平的钻孔，分裂作用力会沿着钻孔延伸。
3、钻孔桩的顶部应该处于桩顶高程以上10cm处的分裂位置，保证不会出现过凿而使桩顶标高不一致的现象发生。
4、分裂楔子必须已合适的角度插入，保证桩身垂直断裂。（可采用混凝土分裂机）
5、在进行破桩头钻孔时，避免主筋或测斜管被损坏。
6、吊起桩头前必须确保桩头与桩身完全分离。
8在吊起桩头时保持竖直，不可左右摇晃，并确保钢丝绳等起吊机具牢固。
5桩头失效破除法工艺显著优点
该工艺的优点：
1、失效管作用部分混凝土和主筋不发生握裹，在冠梁开挖凿除桩头时不进行钢筋和混凝土的剥离作业，大大加快桩头凿除速度，降低施工成本。
1）工序简单易操控：操作方便，配套设备少，施工人员容易接受，并很快可以熟练地操作。
2）经济效益大提高：减少了设备、人员的投入，极大地提高了桩头破除的效率，降低了施工成本。
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