全回旋钻机拔桩技术在工程上的应用

发表时间:2020/4/7   来源:《基层建设》2019年第32期   作者:郭正平
[导读] 摘要:为深入的探究全回旋钻机拔桩技术在工程上的应用,本文以我国某工程项目为例进行分析,成功拔除了已有钻孔桩,分别就施工的困难点以及工艺技术等进行更为深入分析,不断的总结经验,供借鉴。
        江苏省无锡市  中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司  214104
        摘要:为深入的探究全回旋钻机拔桩技术在工程上的应用,本文以我国某工程项目为例进行分析,成功拔除了已有钻孔桩,分别就施工的困难点以及工艺技术等进行更为深入分析,不断的总结经验,供借鉴。
        关键词:全回旋;拔桩;钢套管;沉降。
        引言:如新建工程存在原有灌注桩,在实际施工过程中,需要将既有灌注桩拔除的处理,主要是因为这类钢筋混凝土灌注桩自身重量大,且和土体之间的摩擦力也较高,要拔除的难度会比较大。一般来说,沿海的城市内河桥、构筑物等会频繁使用拔桩技术,所以需要就技术在施工时期所遇到的各类问题进行分析,制定出合理的问题解决方案,掌握好该技术的使用要点。
        1工程概况
        本工程位于沿海某市主干道交叉路口,东西、南北向垂直交叉,东西方向主干道有已建成的钢筋混凝土双跨单柱结构下沉隧道一座,下沉隧道采用明挖顺作法施工,基坑围护结构为Ф800钻孔桩,设计桩间200mm,设计桩长30.2米,桩钢筋笼钢筋Ф28@150,外部螺旋箍筋为ф10mm。下沉隧道结构墙与围护桩静距离平均1.14米。经比对,围护桩侵入该市某线地铁盾构法隧道8.0米,影响隧道的围护桩共计41根,需对该侵入隧道的“桩群”全部拔除。
        2施工难点
        2.1围护桩和下沉隧道净间距数值较小
        下沉隧道围护桩和下外墙之间的静距较小,围护桩的处理必然会让桩周围的土质出现变化,考虑到对小空间内区域土体隔离化、固化的处理工作难度会比较大,选择震动低、需要空间小的拔桩工艺技术,减少对桩周边土体扰动及已成型的结构影响。
        2.2下沉隧道外墙和支护桩之间的连接板
        下沉隧道施工时期有换撑设计,撑板的厚度为500mm,长度约3米。在拔桩处理时期,要破坏掉换撑板,在桩位处理期,需要尽可能的减小的震动,否则会破坏下沉隧道外墙的防水结构,使结构出现渗水、漏水等的问题,甚至还会破坏外墙的墙体,对建筑设施结构的安全性造成不良的影响,所以,需要选择应用适宜的设备,切除掉换撑板。
        2.3地质条件比较差
        原下沉隧道的肥槽回填通常是杂填土,桩周边原状土主要为杂填土、砂层、粉细砂层及淤泥土,该工程项目距离江水约200米,地下水资源较丰富。
        2.4后期沉降控制难度比较大
        该工程项目所需要拔除的桩数量多,单根桩较长且桩分布密集,拔桩的孔位数越多,对该范围内的土体扰动次数越多,周边土体多次的扰动加上近距离的水位补给,造成拔桩范围内回填土及桩位周边土体松散甚至液化,回填土不能较好的达到相应的密实,该区域沉降难以控制。
        2.5施工范围空间小、环保要求高
        施工点位于道路交叉口,车流量较大,且该城市为全国卫生城市,施工不能影响通行且对废水的处理要求很高,横纵交叉的污水管网严禁排放污水,在工艺选择上必须采用泥浆量少甚至不产生泥浆的施工工艺,且噪音的控制的符合国家规范要求。
        3拔桩工艺选择
        对工程项目特征及各项影响因素进行分析,综合性的比较各类先进的工艺技术,最终使用全回转套管机械设备,开展该工程项目的拔桩施工工作。
        该项工艺技术优势比较明显,施工对土体所造成的扰动较微弱。拔桩使用全回转设备把钢套管置入到土体内,之后在套管当中拔桩和回填土的处理,钢套管只当做孔壁支护结构,管外侧土体应力的变化会比较微弱,并不会影响到地下水位的变化,所以,可以忽视全过程给周围土体所造成的扰动等不良影响。
        其次,该项工艺技术的适用范围相对来说会比较广泛,对于桩长的要求会比较随意,这主要是由于该项工艺技术可以实行分段拔除的处理,不需要重新进行整体化的作业,这就在一定程度上减小了项目的工程坍塌风险系数。


        另外,其是分节性的拔除,其对于吊车等级层面的要求会比较大。
        最后,该项工艺技术的操作形式会比较灵活化,可以和其他的辅助方式同时进行,拔除断桩、碎桩等,有效的减小了其特殊状况时期工艺技术的使用难度,同时还能极大程度的降低施工的时间及费用等。
        4拔桩施工过程
        4.1施工机械选择
        钻机采用进口的SRD-2000HL全回转套管钻机,主要配置有SRD-2000HL全回转套管钻机主机以及相应型号数量的套管、液压动力站、操控室、反力配重、路基板及定位钢板、冲抓斗、反力叉等。另需150t清障专用履带吊、PC200挖掘机等械配合施工。施工过程中由全回转套管钻机液压驱动钢套管全回转切割钻进,套管底端镶嵌钛合金刀头,具备很强的切割切削能力,可将地下抛石、残留旧桩、旧钢筋混凝土、钢桩等障碍物一并清除。该工程待拔桩桩径0.8m,桩长30.2m,考虑到桩基施工过程中可能存在扩孔现象,选用直径为1500mm钢套管,套管为厚度45mm的钢质桶式结构,根据需要钻进的深度选用6节长度6m的钢套管,最底部一节在管口焊接1.5m长的合金刀头,其他套管的中间为桶身,两头为套叠式接头。
        4.2施工准备
        在开展施工活动之前,需要进行一系列的准备工作,破除掉拔桩冠梁,让其可以露出桩头,同时还需要清理场地并保持场地为硬化的状态,在地基达到全回转套管钻机等设备的施工要求之后,进行施工。
        4.3钢套管钻进
        当全回旋钻机经测量定位后,需埋设套管及钻进等准备工作。在进行钻进施工之前,要将设备从低转速过渡到高转速的试运转,钻机根据回转液压马达调到0位,重新启动夹紧油缸按钮,对钻机夹紧机构进行确认并夹紧套管,之后再去启动回转驱动系统,在初始启动时期,需要以低转速状态运行,待回转阻力数值稳定且小于设定值,可以调整高转速,在试运转状态正常的状况下,及时的去修正垂直度。
        开始正式钻进,正式钻进同样是发动机高转速,全回旋钻机低转速,压力、扭矩稳定且未达到设定值时,可适量调整转速及收缩支腿油缸进行钻进。一般初始5米以内,钻机转速控制在3~5转/分钟,旋转扭矩稳定在额定最大扭矩的30%~50%左右,确保初始设备的稳定及钻进垂直度。施工过程中每节套管压入的精度都将直接影响钻孔的施工质量,每节套管放入夹管装置,收缩夹管液压缸,利用钻机和导向纠偏装置将套管的垂直度精度调整到要求的范围内。钻进过程中随时利用设备自带的水平监测系统检验套管垂直度,并每孔三次进行垂直度复核控制。每节套管连接好并检查垂直度后,通过全回转钻机的回转装置使套管进行不小于360°的旋转。钻机单节到设计位置后,利用专用吊具对拔除桩体进行拔除,拔桩时尽可能保证护筒底部与拔桩取土面有8~10米高差(根据地面监测数据确定),保持孔内外水土动态平衡,埋深过深,护筒摩擦力增大,设备难以运转,埋深过浅,则易于引起地面塌方。待所有施工完成后,组织人员、设备对地面5米范围为注浆处理,消除地面沉降。
        结语:依据文章上述的内容可以了解到,全回旋钻机拔桩技术在工程项目中的应用效用极强。全回旋钻机拔桩技术可以在和建筑设施距离比较短的状况下,更为安全化的应用,全回旋钻机拔桩能把一些长度比较大的灌注桩及地下构筑物按照套管大小较好且较为完整的拔除。另外,钢套管钻进时期,其给土体所造成的扰动程度会比较微弱,完全根据地面情况可以忽视这一影响因素。现阶段,我国基础建设的投入力度越来越大,拔桩工艺技术的使用频率也越来越大,在拔桩时期,必须要进行钢套管的钻进以及桩孔的回填处理工作,只有这样才可以更为安全且可靠的完成相关的施工任务。
        参考文献:
        [1]全回旋钻机拔桩技术在工程上的运用[J].周文军.决策探索(中).2018(05)
        [2]上海市军工路港区拔桩技术[J].蒋跃楠,陈雨青,滕磊.中国港湾建设.2017(11)
        [3]南京某电缆隧道工程拔桩对河堤稳定的影响研究[J].韦炜,陈文伟.山西建筑.2017(18)
        [4]狭窄空间中沉井拔桩施工技术的应用研究[J].贺婷.工程建设与设计.2019(12)
        [5]老码头拔桩改造工程施工的监理[J].董海.中国港口.2017(06)
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