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多功能喷雾套管拔桩工艺在工程中的应用

作者：来源：日期：2019/10/11 8:06:00人气：1646

0引言

随着城市化进程的快速推进，人们对于城市空间的需求量也越来越大，早期的城市建筑已不能满足人们现在生产生活的要求。为提高土地使用率，老城区旧城改造、市政建设、地下空间开发越来越多,但是一些施工难题也随之而来:无论是民用建筑的城市化改造，还是修建地下轨道交通的盾构施工,或是修建地下变电站等过程中都会出现原有建筑旧桩影响施工的问题。当采取改造、避让等方法无法解决时,就需要将旧桩拔除，在这样的大背景下，多功能喷雾套管拔桩工艺应运而生。

1工程概况

大成雅苑及商业金融公建项目位于天津市红桥区红旗北路与湘潭道交口,原址为天津八一面粉厂。场地中部及南部原有立筒仓、工作塔、配粉仓、制粉二车间及4栋房式仓I下的旧桩与现有部分工程桩桩位重合，对其施工影响施工，如图1所示。

每栋房式仓I位置55.2 m*17.4 m范围内均有桩基,为预制钢筋混凝土方桩，桩长14m，截面尺寸为350mm * 350mm,桩顶位置处于地面下约1. 8m;立筒仓位置54.2m*22.8m范围内均有桩基,为预制钢筋混凝土方桩，桩长18m，为两节桩，截面尺寸为350mm *350mm,桩顶距地面约2. 0m;工作塔位置桩基为预制钢筋混凝土方桩，桩长14m，截面尺寸为350mm * 350mm, ,桩顶距地面约4.1m;配粉仓位置16. 7m*18.2m范围内均有桩基，为通长配筋的沉管灌注桩，桩长17. 5m，桩径为400mm，桩顶距地面约2. 8m;制粉二车间位置66.25m*15.85m范围内均有桩基，为预制钢筋混凝土方桩,桩长14m，截面尺寸为350mm*350mm，桩顶距地面约2.0m。

2喷雾套管拔桩原理及适用范围

喷雾套管拔桩工艺的核心在于“隔离”,所谓“隔离”是指采用多工程喷雾拔桩套管见图2)隔离桩周一定范围内土体,而并非将旧桩与桩周土完全隔离。

为达到这种“隔离”的效果，喷雾套管下沉的过程中持续喷射压缩空气与水的混合喷雾，使喷雾套管内侧30~50mm范围内土体变成糊状泥浆，形成一环状薄壁泥浆隔离层，如图3所示，大幅降低土体相对运动时产生的摩阻力。待喷雾拔桩套管沉入旧桩桩端以下后，完成对旧桩桩周土体的隔离，收紧设置在喷雾套管内壁上的索套，套牢旧桩，启动吊车将旧桩拔出。

喷雾套管拔桩适用于人工填土、黏性土、粉土、砂土等土层中,拔除单节预制方桩、管桩、通常配筋灌注桩,不适用于多节桩、素桩、非通长配筋的灌注桩。

3主要考虑因素及技术思路

1)考虑旧桩种类的多样性，原有房式仓及制粉二车间内的旧桩采用多功能喷雾套管拔桩工艺进行处理。

2)拟拔除的旧桩均在地面下，桩头未暴露，拔桩施工前需对影响区域进行开挖,对未破除承台进行破除，暴露桩头,确定桩位。

3)由于场地北侧紧邻子牙河,地下水位较高,原厂区桩基影响区域翻槽需挖至地面下1.5m左右，通过试挖发现，挖至桩头位置处，会有大量地下水渗出，拔桩前需将槽内水抽排至槽外，避免影响拔桩施工。

4)由于预制钢筋混凝土方桩截面尺寸均较小，且桩间距较小，因此在拔桩时若在上部起拔容易将桩拔断，处理余留桩将较为复杂，工期较长。

5)拔桩完成后旧桩孔回填需处理到位,避免工程桩钻孔施工过程中发生孔壁土大面积坍塌，对成桩质量造成不利影响。

4施工工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程见图4)

4.2操作要点

4.2.1 测放旧桩桩位、套管就位

根据原有建筑物桩基施工图测放出旧桩桩位并进行开挖,露出旧桩桩头,清理桩头覆土,使喷雾拔桩套管能够准确就位，如图5所示。

喷雾套管就位前进行水雾生成装置组装和携索装置可靠性检查。水雾装置组装完毕连接到套管并进行试喷，检查喷雾装置的喷雾效果。携索装置可靠性检查包括索具是否有磨损及携索装置的携索性能，检查索具是否能顺利脱离携索装置。检查无异样将水雾装.置连接到套管上，然后安装索具，索具在套管上1/3处及下1/3处各设置一道。

喷雾套管连接完毕后，用设置在振动锤上的液压夹具夹住套管，起吊套管与旧桩进行对中,保证套管中心线与旧桩中心线偏差小于10mm。4.2.2 套管喷雾与下沉

1)沉管前启动喷雾装置，先使水雾由喷嘴喷出然;后启动振动锤进行沉管，沉管过程中对水量及喷雾压力进行监测,若喷雾压力骤增，应立即停止向气雾生成装置内供应压缩空气，检查喷雾装置是否堵塞。

2)环状薄壁泥浆隔离层不但能消除桩周土的摩阻力,同时也使喷雾套管振动下沉过程中所受的摩阻力大大减小，有效提高沉管效率，因此，沉管过程中喷雾应持续进行。如喷雾意外中断，应立即停止沉管，待喷雾正常后再恢复沉管，使套管内的泥浆隔离层在深度方向上保持连续。

3)喷雾沉管过程中对管垂直度进行监测，发现偏差及时纠正，避免套管倾斜碰到旧桩无法下沉。

4.2.3沉管至设计深度

由于规范规定灌注桩成孔深度只深不浅，当旧桩为灌注桩时实际桩长往往大于设计桩长，为保证旧桩底以上桩周土体充分隔离，有效消除桩周土体侧摩阻力,沉管深度应控制在设计桩底标高以下0.5m的位置,沉管至设计深度后,继续保持喷雾。4.2.4套牢、拔出旧桩

1)下沉至设计标高后移除振动锤，启动吊车,拉紧索套,使索套脱离携索装置，套牢桩体。

2)旧桩拔起拔的过程中,原先被旧桩填充的桩孔形成一个具有一定真空度的负压空间，在没有外界空气填充负压空间的前提下，随着旧桩上拔，负压随之增大，最终会导致旧桩被“吸”在桩孔内无法拔出，因此旧桩完全拔出之前需进行持续喷雾，消除桩底负压对拔桩造成的影响。.

4.2.5 振动拔出套管及桩孔回填处理

桩孔回填材料及方法根据后续施工需要确定，常用的回填材料有三七灰土与不含垃圾杂物的优质粘土，桩孔回填应分层进行并及时夯实，一次回填高度不超过2m,不具备分层回填夯实条件的可选用优质粘土进行一次回填，回填后注入水泥浆进行加固，加固方式可采用单轴搅拌或高压旋喷。5应用情况分析

将未施工的工程桩桩位与旧桩桩位进行对比并划定影响范围，最终确定有237根旧桩需要拔除，采用多功能喷雾套管拔桩工艺将旧桩全部完整拔出共历时31d,较原定50d的工期缩短了40%，充分发挥了其工效优势，拔出的旧桩如图6所示。

对在拔桩区城施工的工程桩进行桩身完整性检测及承载力检测,其中I类桩占98%,II类桩站2% ,单桩承载力全部满足设计要求，表明喷雾套管拔桩并未对后续工程桩施工造成影响，体现出了良好的适用性与可靠性。

上一个：套钻吊出法在拔桩工程中的应用

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