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套管钻进拔桩法在地铁区间隧道桩基清除工程中的应用

作者：来源：日期：2019/10/21 8:08:15人气：1869

一、前言

不少学者提出21世纪是地下空间开发利用的世纪，地铁作为地下空间利用的骨千性工程近年来发展迅速。地铁工程为地下线性工程，穿越城区线路长，将会面对各种各样既有建筑物将对工程进展形成的障碍。本文就废弃建筑物桩基侵入盾构区间展开叙述，结合某地铁二号线积(玉桥)一-螃(蟹甲)一体(育南路)区间对废弃桩基的拔桩清障实例，介绍种地铁线路中既有桩基的清除方式。

二、桩基拔除原理及施作设备

目前较为常见的桩基拔除技术有套管钻进法、高压旋喷去土法、振动沉管水力切割去土法等。而选用何种方式，则需详细考虑实地情况。

区间穿越多个小区，由于建筑年代建筑工艺的不同，桩型也不相同。经过实地勘测，区间范围内存在管桩、-般灌注桩、复打灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔桩几种桩型。考虑到不同桩型的清除，采用套管钻进拔桩法，选择了双套管全螺旋回转钻机(CD机)进行本工程的施工。

钻机工作原理:利用套管口的高强刀头对土体、岩层及钢筋混凝土等障碍物的切削作用，将套管钻入地下，到达待拔桩位置，楔型夹紧机构将回转钻机的回转支承环与套筒固定，楔型夹紧机构与套筒的咬合与松开由夹紧油缸控制，当夹紧油缸向上提升时，楔型块跟看上升，夹紧机构松开;当夹紧油缸向下收缩，楔型块也随之下降，从而牢靠地将套管和回转支承装置咬合，楔型夹紧机构的原理如图1。套筒回转由液压马达驱动，回转时，液压马达的动力由主动小齿轮经惰轮传递至回转支承外圈的环形齿轮带动回转支承在套管周围回转，回转支承旋转产生的扭矩通过楔型夹紧装置传递到套筒上，带动套筒进行回转。利用全回转设备产生的下压力和扭矩，驱动钢套管转动，去除套管内桩体，最后向套管内回填土体并逐节顶拔真管。

  三、桩基拔除施工

  1. 力学简算

  本工程中套管的扭转力矩计算式如下:

由于待拔桩基穿越杂填土、粉质粘土、粘土、淤泥质土、粉细沙、含砾中粗沙等地层，为保证施工的连续性,地层土的粘聚力c,内摩擦角φ取值为该待拔桩地层中最不利地层。

2.总体施工步骤

根据现场施工条件，制定施工步骤为:找到桩位→同步进行全真管设备场地布置与机械、电力系统、后台作业指挥系统定位- +作业平台就位+吊装设备就位+套管回旋压入→回旋偏心切削→全断面回旋切断→起拔断桩+断桩装卸处理一◆分段取桩至作业深度- +起拔套管+同步回填作业- +主机台定位撤除- +转场施工重复上述步骤循环至全部施工完毕- +场地平整、竣工、撤离。

3. 拔桩实施方案

实施过程首先确定原有桩的大小，选择合适的真管。旋转钻机下须用厚钢板衬垫，就位前测定内钢真管定位位置,拉十字线使内钢套管中心与放出的中心点吻合，将套管置于需清除桩的正上方，开始旋转往下压，在套管内壁与桩之间插入倒三角锤，回转真管，切断原有桩(见图2),当原有桩与套管同时旋转时，将倒三角锤取掉，用抓斗取出原桩(见图G6),在原有桩头确认好之前，清理套管内砂土,将全套管的下端旋挖至原有桩的作业深度，当原有桩与套管同时旋转时，用抓斗将剩余的原有桩取出(见图4)，原有桩坑中有渗水时，应先将水抽出，回填M5砂浆，最后将套管拔出。

4.桩孔回填施工方案

本工程拔桩后的桩孔采用M5的砂浆蓮注，为确保灌注质量，保证拔桩后的场地不发生沉陷，必须采用水下灌注的方法。

(1)水下砂浆灌注:对不同直径、深度的桩孔分别计算出砂浆初灌量。施工中妥保证灌注初灌量。灌注时导管埋深控制在2~6mn,拆管前专人测童孔内，并做记录，灌注砂浆接近桩顶标高时，应控制最后一次浇漕量，确保桩顶标高符合设计要求。

(2)初灌童计算依据:

(3)回填桩孔:桩孔砂浆灌注完成后，底板500mnmn标高处，清理底板砂浆，然后浇筑砂浆重新将孔口封住，砂,浆封口厚度为500mm,使场地变成整块砂浆硬化地坪。

四、施工总结与建议

本工程利用套钻法施工工艺成功拔除积(玉桥) - 一螃(秉甲)一-体(育南路)区间各类桩基，根据对工程实施全过程的思考，对该地区同类工程提供以下参考:

(1)在施工过程中套管钻进与套管顶拔是施工的关键。该工法最大的特点是可将套管钻入有岩层或高强障碍物的土层，利用套管的护壁作用，在套管内进行清障。因此，根据桩型选用合适的真管尤为重妥;

(2)当待拔桩基桩身倾斜时，需增大套管直径;

(3)钻孔施工拔出桩头，继续向下钻进500mm无桩基础时即可停止钻进;对于从拔桩基面向下1,5001nm仍未发现桩顶面,可初步判断该桩位无桩: ,

(4)本工程中套管的扭转力矩计算值23.8kN . 1n,实际操作值为25kN.m左右，在少部分地层出现扭转困难现象，当扭转力矩增加至27kN●m时，桩基顺利拔除。因此，为保证施工的连续性,建议实际扭转力矩较计算值高20%左右为宜;

(5)在该地层段，砂浆灌注要与拔桩清障进程同步，随拔随灌，以免造成地基沉降，在建筑密集处施工应重点关注。

上一个：顶管过程中钻孔灌注桩障碍的拔除技术

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