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高压环喷拔桩工艺在老楼桩基础清障中的应用

作者：来源：日期：2019/10/15 8:08:05人气：1798

城市老城区改造的一个突出问题就是老楼桩基础的清障处理,这已成为建筑业面临的--个新的课题。本文结合工程实际简单介绍-种老楼桩基础的清障工艺一- 高压环喷拔桩工艺。

1工程概况

1.1 概述

拟建的江苏国际图书中心位于南京市湖南路与中央路交汇处的西南角,为- - 座双塔楼式高层建筑，其地面以上26层(含裙楼6层),地下3层,建筑面积136000m2,总占地面积2000m2,该中心主体结构采用现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构,桩筏基础。

该建筑基础平面尺寸呈Z形,东西长约153.5m,'南北宽约113.3 m,开挖深度为15.1 ~ 15.3 m,但场地东北角的⑥~ @和①~⑧轴之间区域内,地下存在原江苏图片社业务楼的预制方桩基础,根据业主提供的资料,该基础共有25个承台,其中有23个承台计88根方桩影响基坑围护结构和工程桩的施工,必须预以清除。23个承台基础和联系梁均已破除,残留方桩为ZH -350- 14.5A,桩顶埋深约-2.5 m,桩长为14.5 m,2节,分别为7 m、7.5 m,以硫磺胶泥方式接桩。桩中心间距一- 般为1.2 m。由于工期较紧,要求清障工作20天内结束。1.2 场地工程地质条件

本工程场地自然标高为11.70 m, +0.O0相当于吴淞高程1200m,根据南京市测绘勘察研究院提供的工程地质勘察报告,拔桩区域所涉及的土层为:

①.层杂填土,杂色,松散,以粉质粘土混大量碎砖、块石,层厚0.2-2.3 m;

①2层素填土,灰~灰黄色,软~可塑,为粉质粘土混碎砖填积，埋深0.2~1.9 m,层厚0.4~2.6m;

①_z层淤泥质填土,灰黑色,流塑,夹碎砖、石子,埋深0.3~2.7 m;

②.层粉砂~粉土,灰黄~灰色，稍密,夹薄层粉质粘土、泥炭,埋深1.5~4.6 m,层厚0.2 ~3.8m;

②z层淤泥质粉质粘土,灰色,流塑,偶夹薄层粉土、腐木,属高压缩性饱和粉质粘土，强度低,埋深3.2~5.6 m,层厚2.9~9.3 m;

②..层粉土,灰色,稍密,流塑,夹薄层淤泥质粘土,埋深5.2 m,层厚1. 0 m,局部分布;

③.层粉质粘土,灰~灰黄色,可塑,属中等压缩性土泥炭,埋深8.4 ~ 13.2 m,层厚8.4~13.8m;

③.2层粉质粘土,黄褐色,可塑~硬塑,夹有少量粉质粘土，属中等偏低压缩性土,埋深11.2 ~19.7 m,层厚0.9~9.2 m;

③.层粉质粘土,灰黄~褐黄色,可塑,局部硬塑,夹风化岩碎屑,大多为低塑性土,中等压缩性土,埋深15.2~24.9 m,层厚0.5~8.7 m。

场地地下水属浅层潜水型,地下水位为地面以下0.6~1.4 m,主要受大气降水补给。

  2清障作业难点分析及拟解决办法

(1)方桩桩长为14.5 m,为2节桩,以硫磺胶泥方式接桩，由于长期经地下水侵蚀,方桩接头处强度如何? 2节桩是一-次拔出,还是2次拔出?若2节桩一起拔出,为防止吊离过程中又断开,酿成安全事故,配置2台吊车，上下2节分别捆绑,一起吊离。

(2)由于旧承台破除后,原场地固结土被运出,就近回填的土为松散黄土, 且雨水较多, 地下水位高,机械如何进场施工?为防止机械陷机及失稳,便于机械顺利施工，场地宜用建筑垃圾填平压实。

(3)桩头埋深约为215 m ,如何揭露桩头，若用挖掘机大面积挖掘,由于雨水较多，地下水位高,则场地更易陷,机械更无法就位作业,而且工期较紧。拟采用240 mm砖护壁并用砂浆勾缝人工挖孔揭露桩头，不仅避免破坏场地且基本可实现揭露桩头与拔桩作业同时进行,从而缩短工期。

(4)旧方桩持力层为③. 1层粉质粘土,部分方桩进入③. 2层粉质粘土,持力层为可塑~硬塑黄粘土,中等压缩性,摩阻力粘结力大,是拔桩作业一大难点。选择工艺关键在于如何降低方桩与其周边土的摩阻力粘结力。

(5)由于方桩中心距一般为112 m，设计支护桩为800 @1100 mm ,桩长1915~2015 m ,而@层塤土②层淤泥质土极易坍塌,必理不好,极易造成支护桩扩径窜孔等,从而给后续施工带来质量隐患。因此拔桩后空孔应及时用干泥球填实。

3清障工艺选择

3.1工艺原理采用桩机激振力环喷高压水射流

旋切力冲击

破坏方桩周边土体,并由高压水气联合作用使桩周边土呈稀泥浆从孔口排出，从而降低方桩与其周达土的摩阻力粘结力。这样拔桩力基本上是桩体自重最后由吊车拔出。3.2 拔桩力计算

根据工艺原理,假设2节桩一起拔出,桩体密度为2715 kN/ m3则拔桩力为:

  1415*135²*2175=4818 kN

  考虑桩与土体粘结力必然残留,及桩体与桩管摩擦力,宜选用大一点吊车。

  4施工机械设备选择

针对以上分析,而目前市场上又无专用的拔桩,设备,经充分论证，朵用如下设备:改装的DZ-120型振动打拔桩机1台,3D2 - SZ型高压水泵1台,32t履带吊车16 t汽车吊及1 m3履带式挖掘机各1辆,3 PNL型泵(功率22 kW)1台等。

  5拔桩工艺流程

(1)朵用道渣建筑垃圾平实场地,确保桩机就位的稳定性，安全性。

(2)根据建设方提供的方桩桩位图,测放方桩柏位。

(3)以人工挖孔240 mm砖护壁成孔215~31(m ,直径800 mm ,揭露并清理桩头,防止桩头钢筋阻碍桩管沉入。

(4)打拔桩机就位,途以环喷高压水往返振动沉拔桩管6次,冲击旋切方桩周边土体,沉拔速度018~110 m/ min，沉入深度17 m ,降低方桩与其周边土的摩阻力。孔口以泥浆泵抽排污水,防止污水溢出污染场地。

(5)拔出桩管,在桩管内安放环形钢丝绳( 6mm) ,然后沉入桩管,入土深度分别为515 12 m ,吊紧钢丝绳扣牢方桩。

(6)32 t履带吊车就位,分别吊起2节方桩并转由16 t汽车吊拨运方桩至指定位置。

(7)桩机移机就位下根桩,及时用干泥球填实桩孔,并用挖掘机铺设道渣,平实场地，以免塌方,给后续支护桩及工程桩施工带来质量隐患。

6结语

(1)从2003年3月11~28日,历时17天,拔桩87根(另外有1根由于方桩下节倾斜严重,桩管无法沉入到位,且不影响后续桩的施工,故放弃) ,平均每天511根,按期完成了清障任务。后续支护桩亚程桩施工很顺利,未出现塌孔及扩径现象。不仅给公司带来了可喜效益,赢得了赞誉,而且为建设方切实地解决了困难。

(2)该工艺关键在于“振喷扣拔”,振为振动且沉拔数次;喷为环喷高压水旋切土体,降低桩的扩拔力;扣为计算好沉入深度及钢丝绳长度,环套扣牢;拔为边振边拔，若2节桩- -起拔出,为防止吊离过程中又断开,酿成安全事故,宜配置2台吊车,上下2节分别捆绑,--起吊离。

(3)该工艺目前适用于预制桩管桩钢桩等直径500mm及边长400mm以下的桩(主要由桩管直径局限) ,随着城市建设的发展,拔桩设备的改进，拔桩工艺的完善，适用范围将越来越广,拔桩将成为-个新的施工点。

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