当前位置：首页》常见问题

旧基地重建原基础障碍桩拔除成套施工技术

作者：来源：日期：2019/10/22 8:15:16人气：2565

1引言
在现代化城市建设的进程中往往会遭遇到原建筑物基础底部存在大量的深层地下障碍物，在基地重建时必须先将原建筑基础障碍物(特别是桩基)予以清除，因而地下深层障碍物的清除必将成为城市改造、再建过程中- -项新的重要课题。

某拔桩工程位于上海天山路、威宁路处，原有建筑物于1963年建造，其主要功能为厂房。原建筑物总共打设预制混凝土桩165根，如表1所示，原混凝土方桩四周土层的主要物理力学指标如表2所示。为满足新建建筑物顺利施工需将原有两栋建筑物下的预制混凝土方桩清除，同时为保证其地基承载力及减少对周边环境的影响，必须进行地基承载处理。

本工程的难点是:①方桩在地下滞留已近40多年，其静载摩阻力相应会大幅度增加。在拔除作业设计过程中应尽量考虑减少桩侧摩阻力、加强机械设备性能，确保拔桩作业的成功系数;②由于本工程场地周边毗邻地铁车站及小高层住宅，也需尽量减轻施工对其造成的影响，在将预制混凝土方桩拔出后应立即进行回填土并随后喷射注浆。

2拔桩设计方案简介

通过拔桩方案比选，决定采用钢套管水气喷射法施工工艺。该工艺主要施工机械组成为:①25.5m长的定加工钢套管-一个，主要功能为剥离桩身四周的土体;②45型、90型电动液压振动锤-组，在打设钢套筒时提供向下振动力;③100m 扬程高压水泵和,水箱- -组，在沉钢套筒过程中利用高压水汽流切削套筒与桩身之间的土体，同时也起到携渣清孔作用;④高压缩空压机- -组，沉钢套筒过程中配合高压水切削土体、携渣清孔，同时消除拔桩时的真空引力;⑤两台50t履带式起重机，既作为拔桩支架又作为起重设备。

钢套管水气喷射法施工设备的工作原理如图1所示:利用一个于拔除桩等长或略短于拔除桩的钢管套管，在套管四周开设若干溢水孔洞，孔的间距1.2m,孔的尺寸为60X 100,同时在套管的外侧和内侧分别布置4组高压水、气导管及喷头，其导管连接至套管下端弯向内侧与导管端部设置的4组水、气合- -的喷嘴连接。当钢制套管在液压电动振动锤作用下，套管罩着所需拔除的工程桩缓慢打人土之时,钢套管端部4组水、气合- -的高压喷嘴将工程桩与钢套管之间的土体冲刷成泥浆，由钢套管壁四周的溢水孔中流出,直至钢套管沉至需拔除的工程桩的桩底，提出钢套管，而后利用起重设备拔除所需拔除I程桩则完成拔桩工序。钢套管整体结构示意如图2所示。

3拔桩设计计算及复核

3.1 方桩抗拔力计算

1)我国现行JGJ94-94 《建筑桩基技术规范》中抗拔桩单桩的极限抗拔承载力计算公式如下:

2)由于桩侧摩阻力与桩侧土剥离情况有关系，估算桩侧摩阻力要弄清桩侧土层剥离效果。从具体试验中知道，采用钢套水气喷射法拔桩剥离土层，剥离效果-般为97%~99%，且桩体上半部分剥离效果较好，基本可达到100%。经剥离后不同类型桩的桩侧极限抗拔力见表3。

3)不同类型待拔桩体及附着土自重可根据桩体截面形状和长度计算。桩体拔动瞬间在桩尖及桩侧匹周形成真空，产生真空引力,这是一一个变力,随着桩体拔动、桩侧土被破坏、真空引力减小而消失。所有设备提供的总牵引力不得小于桩侧摩阻力和桩体自重之和，不同桩体的总牵引力见表3。

  3.2方桩自身强度及刚度复核

  3.2.1桩身材料强度

  桩身材料强度需

  满足:

式中:

-建筑桩基
重要性系数，按表确定安全等级，对于一、二、三等级分别取

=1.1, 1.0, 0.9; N-抗拔桩上拔荷载设计值;

-桩身混凝士抗拉强度设计值; A-桩身混凝土横截面面积，一般情况下取桩身横截面面积Ap,当纵向配筋率较大时取A=Ap-As; f. -钢筋纵向抗拉强度设计值; As钢筋纵向横截面面积之和。3.2.2构造要求

构造要求是要满足桩身有- -定刚度要求以及符合现行的混凝土结构规范等要求，配筋率不宜小于0.80%。桩的几何尺寸应满足: a2 200mm ( a为方桩边长)。

不同类型混凝土桩的强度构造复核如表4。

  3.2.3二节桩接头强度复核
  1 )焊接接桩假设桩型300mm X 300mmX 26m,单截桩长13m，焊接所用角钢,75mm X 75mmX 6mm，焊缝长度L=340mm(注Ux=N=T),桩的极限抗拔力: Ux=G (桩重) +G (土重) + f (桩侧摩阻力) = 40.55kN侧焊抗剪强度验算: r= N/ZhJ, = 31.05MPa≤[t]= 160MP角钢强度验算: σ=T/4A ≈11.52MPa≤[σ] = 215MPa由上可知，焊接接头抗拉强度满足拔桩要求。

  2)硫磺胶泥锚接桩桩型300mmX300mmX26m, 单截桩长13m, 锚接长度。硫磺胶泥力学性能:抗拉强度4X 10'kPa,握裹强度:与螺纹钢筋为1.1 X 10kPa，与螺纹孔混凝土为4X 10kPa,

  硫磺胶泥抗拉强度验算: σ =T/4Ao≈0.20MPa s≤[σ] = 4MPa

  硫磺胶泥握裹强度验算: (与钢筋) σ =T/4A≈0.26MPa≤[σ]= 11MPa

  (与混凝土) σ=T/4A2 ≈= 0.22MPa s[σ]= 4MPa

  式中: A。为单个孔洞硫磺胶泥的有效抗拉表面积; A为单根钢筋有效抗拉表面积: A2 为单个砼孔有效抗拉表面积。

  由上可知，胶泥接头抗拉强度满足拔桩要求。3.2.4强度不足时采取的措施

  当复核后如发现桩身自身强度或其接桩接缝强度不足时，拟采用定制紧箍夹具箍住满足抗拉强度桩身部位，然后进行拔桩工艺施工，见图3。

  定制紧箍夹具工作原理:利用夹具自重下沉至下节桩桩身位置,并通过夹具内壁“八”字导轨校正夹具位置,提升夹具,利用夹具内部夹片夹紧待拔桩桩身。夹具使用过程中，当定制紧箍夹具拔出泥浆面4m左右时应使用另一台吊机通过千斤绳捆住桩身,待脱去定制紧箍夹具后通过第二台吊机吊出方桩。
  3.3钢管强度及刚度复核
  钢套管外径为800mm,内径为784mm,选用A3钢，承受轴向荷载P= 600kN

  由上述结果，可得稳定性满足拔桩要求。

  4拔桩施工工艺

  4.1施工准备

拔桩工程开工前必须先进行基坑开挖以便探明桩基的具体位置及布置情况，基坑开挖深度至桩顶标高。然后在待拔桩的四周以桩为中心挖出3mX3m深1m的方型基坑，使桩头露出地面1m左右，以作为拔桩时的操作面。同时在基坑四周挖1.5m深的排水沟，便于拔桩工程中排放泥浆。拔桩场地平整，并于施工机械和设备底铺设钢制路基箱，以确保拔桩场地的地基承载力满足架设在其上机械装置的支撑要求，以确保拔桩过程中起吊机械的平稳性，从而保证拔桩施工的顺利进行。

  4.2清除待拔桩四周土体

用一台50T履吊和一台45型或90型液压震动锤将定加工的钢制套管吊起,对推待拔方桩缓缓放下套管,使其套住待拔方桩。先轻微振动打设，观察无偏移方可正式施打。在打人钢套管的同时边施打边使用1台100m扬程的多级泵向下冲水，并用高压气泵辅助高压水碎土，以冲刷方桩与钢套管之间的土壤来减少桩侧摩阻力。待拔桩周边的土体由于水气冲刷而搅成泥浆，并由钢套管壁上的溢水孔中流出，直至钢套管沉至需拔除工程桩的桩底。为了提高高压水、气的冲刷效果必须严格控制套管贯人度并同时采用复打法施工，为确保泥浆的护壁效果泥浆浓度-般控制在1.20 g/cm~1.30 g/cm',或采用膨润土造浆护壁。当套管施打到工程桩底部后将套管拔出。

  4.3拔除方桩

在已剥离土层的方桩上端牢固固定捆绑千斤绳，防止上拔过程中千斤绳滑脱。在实际操作中由于存在许多不可预测因素，正式拔桩前应该进行试拔，-般要求试拔1~2根桩，以保证在正式拔桩过程中确定机械的正常工作状态和工作条件。

试拔时要先进行初拔,加力要由小到大，每加一次力后要检查设备部件的情况，确认无异常现象才可以逐级加载，当施加总的牵引力达到估算的桩侧摩阻力和桩体及附着土自重之和时停止施力,持荷2min~5min,并注意观察钢丝绳及各施力设备的工作情况，此后牵引力每增加15%则停止并持荷2min~ 3min,以减小桩尖及桩侧产生真空引力影响，直至拔出桩体1.0 m~1.5 m,若桩长起吊高度不能满足时可以截断方桩，分两次(段)吊拔。4.4桩孔高压喷射注浆

由于本工程老桩拔除后今后还要进行新桩基基础施工，为确保日后桩基施工方便及施工质量,对拔除桩桩孔内进行高压喷射注浆，使土体密实。其浆液采用粉煤灰和比重为1.2 gcm2的泥浆拌合而成，浆液水灰比为0.5.5结语

本工程采用了拔桩施工，仅用90天时间就把165根桩安全拔完，而用传统的施工工艺进行施工，按每天- -根来计算约需165日历天。本工艺不仅确保了施工质量，而且在施工过程中不断优化施工机械及施工组织设计，大大缩短了施工工期，产生了巨大的经济及社会效益，得到了业主及社会的-致好评。

本工程通过拔桩、注浆等- 系列措施，成功地解决了原建筑基础对新建筑桩基施工的影响，此方法为同类工程在推广拔桩施工机械和施工技术上提供宝贵的借鉴及指导作用，以利于拔桩施工作业的开展和施工技术的提高，并推动技术进步和适应当前城市改造迅猛发展的迫切需要。

上一个：套管钻进拔桩法在地铁区间隧道桩基清除工程中的应用

下一个：液压环梁步进式自升式平台拔桩分析与拔桩操作

热门新闻

拔桩,拔桩清障服务-苏州捷必胜建设工程有限公司

新闻动态

行业资讯

常见问题

如有工程需要，欢迎咨询！

旧基地重建原基础障碍桩拔除成套施工技术