液压劈裂机破桩头在桥梁桩基施工中的应用

液压劈裂机破桩头在桥梁桩基施工中的应用

王建 杨旸

中交一公局第六工程有限公司 天津 300000

摘要：破桩头是桩基施工完墩柱施工前必经的一道工序，也是保证工程质量的关键程序。对比分析了人工破桩头与液压劈裂机破桩头施工方法的优缺点，并详细介绍了液压分离机破桩头的施工流程和方法。以后的桥梁施工中推广使用这种更加环保、安全、质量有保证的工艺。

关键字：破桩头；液压劈裂机；人工破桩头

1 引言

桥梁基础工程中，钻孔灌注桩灌注混凝土混凝土时，超灌高度宜为0.8m—1.0m，凿除浮浆后必须保证暴漏的桩头混凝土强度等级达到设计等级。桩顶超灌部分或酥松混凝土的凿除，俗称破桩头。是灌注桩施工最后一道工序，也是保证桩基工程质量的关键工序。

目前，国内混凝土灌注桩桩头破除施工基本还一直采用传统的人工破除或人工辅助小型机械破除，随人工费用的不断增涨与施工进度的要求加快，人工破除桩头已经满足不了施工需要，随着科技的不断发展，液压劈裂机破桩头的施工方法逐渐进入我们的视野，我公司所承建的汕湛高速就采用了该技术，在保证施工进度的前提下，为项目也节省了成本，为我们施工提供巨大的帮助。

2 项目概况

湛高速公路惠清项目地处广东省清远市佛冈县，标段内多为山丘和河流谷地，标段内共有五座桥梁，主线两座大桥一座中桥，匝道一座大桥一座中桥，所有桩基全部为混凝土灌注桩，共有210根桩基，且桩径普遍在1.5m和2.2m，人工使用风镐破除桩头不仅施工效率低而且施工较慢，一种新的工艺成为工程施工的迫切需求，液压劈裂机高质量、高速度破桩头的工艺正好可以解决这一施工的难题。

3 液压劈裂机功能简介与分离桩头施工流程

3.1液压劈裂机结构与功能

液压劈裂机是由劈裂枪、机架（小车）及液压系统组成，以高压液压油为能量源，巧妙地应用了斜锲原理，使劈裂机的作用力达到几百吨，甚至上千吨，所以用液压劈裂机可以在几秒内轻易地把混凝土劈开，使桩头分离。因此在拆除钢筋混凝土结构、采石、矿产等开采业和拆除障碍等工作中广泛应用。

图1机架（小车） 图2劈裂枪

混凝土灌注桩具有极高的外部抗压强度，而从内部向外的抗拉强度却很小，其抗压与抗拉强度具有100比2的差异，混凝土处于脆性状态，而液压劈裂机正好抓住混凝土呈脆性的特点，利用普通物理尖劈原理和液压传动原理来设计的，将轴向液压推力变为横向劈裂力，在狭窄的孔隙中向外能够释放极大劈裂力，从而达到分离桩头的作用。

3.2液压劈裂机分离桩头的施工流程

4 传统破桩头施工工艺

4.1 基坑开挖

桩基强度满足要求后，采用挖掘机配合人工的方法进行开挖。在地下水位较浅的地方，开挖时应注意排出地下水。

4.2 刻凹槽

基坑开挖后，通过测量放样确定系梁底标高，在有效桩顶一圈进行刻槽，防止破桩头时破坏桩顶的完整性。

4.3 破除桩头钢筋保护层混凝土

使用风镐将桩头钢筋笼的主筋从混凝土中剥离出来，剥离时注意主筋的位置。

4.4 切割桩头

钢筋笼保护层混凝土全部剥离后，采用风镐沿着凹槽径向钻孔，使桩头与桩基分离，再采用大型机械将桩头吊起。

5 效果分析、对比

5.1 施工质量对比

2017年10月份我标段的横江2号桥下部开始施工，因施工工期要求紧，质量要求严格，我们采用人工风镐破桩头和新引进液压劈裂机破桩头两种施工方法，在施工过程中通过外观检测、数据对比等方式可以明显看出液压劈裂机破桩头的优势。

图3人工破桩头施工效果 图4液压劈裂机施工效果

由图3、图4可看出采用人工破桩头的方法破出来的桩头表面不平整，凹凸不平，由于风镐打钎桩头部位会产生微裂缝，对质量造成严重影响。需弯曲钢筋施工导致桩头预留钢筋造成损伤，声测管不易找到，破除的过程中容易损坏声测管或造成声测管堵塞，破除后的碎渣不易处理，容易污染环境。采用液压劈裂机施工，桩头整体分离，一次性吊出来，不会对桩基质量造成影响，而且外观保持美观，钢筋顺直，非常有利于系梁、承台或者墩柱的施工，也便于处理破除后的桩头。

5.2 施工效益对比

我项目横江2号桥共26跨，下部由2个施工队伍分别从大小桩号向桥梁中间位置施工，两边的地形地貌情况大致相同，我们选取数量较多的2.2m桩径的施工情况进行数据分析，经过数据记录、统计分析，我们可以得出传统人工使用风镐破除桩头费用如下：

表1 人工使用风镐破桩头费用表

由以上数据可得出采用传统工艺破除一个2.2m桩头需要一天的时间，所需要的总成本约1000.44元。

采用液压劈裂机破除桩头经过统计分析得到所需要的费用如下：

表2 压劈裂机破除桩头费用表

通过以上数据分析可得出：

（1）节省人工费，传统工艺2人一天只能破除一个桩头，而液压劈裂机2人一天可以破除6个桩头，且施工难度较小，所要消耗的体力较少；

（2）投入的小型机具较少，风镐和镐尖都素易消耗品，投入较多；

每破除一根桩头液压劈裂机比人工破除桩头节省337.44元，1台液压劈裂机需38000元，由液压劈裂机小巧轻便，操作简单不需安装拆除费用。液压劈裂机不易损坏可多次转场地施工利用，可以更大节约施工成本。

6 液压劈裂机分离桩头的综合效益

6.1 有利于控制施工现场扬尘、噪声与震动。

6.2 有利于施工人员的安全与健康，采用分离桩头的方法安全、健康，作业人员的工作环境可明显改善。

6.3有利于工程施工质量，采用劈裂机破桩头时，不会在桩头的部位产生微裂缝，也不会造成桩头预留钢筋严重变形，而且分离完桩头后的桩顶平面比较平整，破除后的桩头外观质量好，对保证工程质量很有利。

6.4在减少投入提高功效的同时，带来很好的经济效益。采用劈裂机分离桩头，能有效减少人力和机械设备投入，更方便，更快捷。同时分离后的桩顶平面都无需在进行人工修整，节约了桩头修整的时间和费用。也不会对桩的检测工作造成影响。

6.5有利于现场文明施工

对噪声、震动、粉尘等特殊环境下施工有严格要求时，采用液压劈裂机破除桩头是比较可行的施工方案。

7 总结

采用液压劈裂机分离桩头施工，在施工中取得了良好的成效，极大地缩短了施工功效，使施工工序更为合理，节省劳力，大大节约了不必要的开资，并能有效的保证工期，不论是经济效益还是社会效益都显而易见，所有破出来桩头表面平整，标高控制准确，无任何安全、质量事故，并节省了大量的劳动力，能为项目创造良好的效益，并得到了业主和监理的一致好评，并在全线推广使用。

参考文献

[1] 王力强，建筑施工中桩基的应用研究，《城市建设》，2012（11）。

[2]《汕（头）湛（江）高速公路惠州至清远段两阶段施工图设计》.广东省交通规划设计研究院股份有限公司，2016.10

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