旋切截桩机在京石铁路客运专线CFG桩桩头截除施工中的应用

    王高

    

    摘 要：中铁十二局集团有限公司在2008年京沪高速铁路CFG桩复合地基施工中，通过科技创新，自主研制了一种旋切截桩机（俗稱腰锯），该机结构简单、配件易购、投入小，可购买配件、材料进行自加工，应用于CFG桩桩头截除施工能节约大量人工、提高施工进度，值得广泛推广应用。本文结合京石铁路客运专线CFG桩桩头截除施工实践，对旋切截桩机在工程中的具体应用进行了阐述。

    关键词：旋切截桩机;京石铁路;CFG桩;桩头;截除;应用

    文章编号：2095-4085（2020）04-0068-02

    1 工程概况

    北京至石家庄铁路客运专线设计时速为350km，其中DK249+500-DK251+860段长2.36km设计为新建填方路基，地基处理采用直径40cm的CFG桩+110×110×30cm桩帽+50cm厚碎石褥垫层，CFG桩桩身砼设计强度为C20，成梅花形布置，间距为1.5m，成桩采用长螺旋钻机成孔管内泵压混合料灌注施工。

    2 旋切截桩机结构组成及特点

    2.1 旋切截桩机结构组成

    旋切截桩机（腰锯）是在手持切割机的基础上改造而成，主要结构组成为主电机、切割锯片、钢骨架、圆形钢道轨、轨道轮、固定板、限位销、摆动板、套筒及插销、操作杆、电缆线、电源控制开关、蓄水箱、水龙头、软水管等，如图1所示。

    2.2 旋切截桩机特点

    该型旋切截桩机结构简单、构造精巧、构配件容易购置、制作成本廉价，单台设备造价在500元内，可自行加工制作，在任务重、工期紧时可以大批量投入该型设备以加快施工进度。

    设备轻巧，单人即可操作，减少施工劳动力的投入;用于截除直径为40cm的CFG桩桩头，一根桩头截除时间在7～12min，速度较快，可有效降低施工人员劳动强度，提高工效。

    截除桩头后，桩顶平面较平整，且切缝部位光滑整洁，可以直接放置低应变检测仪探头，用于桩身完整性检测;避免采用风镐剔除桩头与二次打磨，浪费时间及消耗人力、观感较差、桩身易损坏等问题。

    3 应用旋切截桩机截除CFG桩桩头工艺流程

    桩间土开挖（严格控制开挖面标高）——旋切截桩机就位——环向旋切截桩——桩头截除。

    具体如下。

    （1）采用60型小挖机配合人工开挖桩头周边土至设计桩顶标高，开挖过程中现场技术员随时采用水准仪测量控制地面标高，严禁超挖，保证桩头截除后桩身嵌入桩帽10cm，开挖后的土方及时采用30型装载机铲运至指定地点堆放。

    （2）把旋切截桩机钢轨道套上桩头并调平，同时保证轨道与桩头间隙偏差不能超过5cm，套上钢骨架使轨道轮准确放置在轨道上，旋切截桩机就位完成。

    （3）接通电源，合上开关启动主电机以带动切割锯片旋转;拧开水箱上缘水龙头，使冷却水顺软水管流至电机及切割锯片上，对两者进行冷却及抑制切割桩头产生的灰尘。操作人员向桩心方向推动操作杆，使切割锯片接近桩头，由浅至深切割入桩身，切割进尺深6～10cm;同时，操作人员环向转动钢骨架，使钢骨架带动切割锯片在道轨上沿桩身逆时针旋转一圈，对桩头进行旋切作业并形成一道宽约6mm的环形切缝，关闭电源，取出钢骨架及圆形钢轨道，移至下一待切桩头作业。

    （4）将钢楔子楔头端插入截桩机环绕桩身旋切一圈所形成的环形切缝内，并先以小锤锤击钢楔使钢楔进入切缝一定深度后，再以大锤逐步加重力度锤击钢楔，使楔头大范围嵌入桩身以撬断桩头，桩头脱落后人工滚推至路基两侧，再由装载机装车、汽车运输弃置至指定地点。

    （5）CFG桩桩头截除施工作业时，一台截桩机配备两人进行流水作业，一人负责操作旋切截桩机锯桩，一人负责撬断桩头;每一根桩旋切形成环形切缝后，移机至下一待切桩头继续切桩，另一人则利用钢楔子在已切好环缝的桩体上进行截除桩头作业。

    （6）施工中注意事项：截桩机旋切作业过程中，注意人员安全，避免高速旋转的锯片误伤操作人员;随时注意观察冷却水箱水位高度，当水箱中水位过低时应及时补水;注意现场施工用电安全，移机作业时同步调整截桩机电缆线，同一工作区内多机同时作业时避免线缆交叉缠绕。

    4 旋切截桩机应用效益

    4.1 工期效益

    在京石铁路客运专线项目施工中，应用该型旋切截桩机进行CFG桩桩头截除作业，施工速度较快，且设备操作简便，明显降低了操作人员劳动强度，大幅提高了施工工效等;完成本标段共计45000根CFG桩桩头截除用时约20d，为后续桩帽、筏板（桥台过渡段处设置）、褥垫层、涵洞及路基填筑等施工创造有利条件。

    4.2 经济效益

    旋切截桩机在本项目施工中的应用，在提高了桩头截除施工工效的同时，大幅降低了人工、机械设备、电费等方面的成本支出，为本项目节约成本约30万元。

    5 结 语

    在京石铁路客运专线CFG桩桩头截除施工实践中，通过应用该型旋切截桩机所取得的工期及经济效益，证明该型旋切截桩机操作轻便，对桩体扰动小，桩头截除后桩顶质量较好;设备轻巧，便于单人操作，节约劳动力投入;截桩速度快，施工工效高;加工制作成本较低，可节约大量机械设备成本投入;且施工工艺容易掌握，施工组织要素配置易于实现，适合广泛推广应用于CFG桩桩头截除施工。

    参考文献：

    [1]TZ212—2005，客运专线铁路路基工程施工技术指南[S].

    [2]徐伟，杜雪峰.京沪高速铁路济南西站CFG桩复合地基土模旋切截桩现浇桩帽施工技术[J].铁道标准设计，2011，（12）.