中铁二十五局集团有限公司
摘要：本文主要介绍了沪昆客专湖南段一分部西凉溪特大桥施工中，采用全套管拔除老桥桩基过程中，遇到桩基进入中风化岩层较深过程时，为确保拔桩速度及拔桩设备使用寿命而采取的一系列措施和改进。通过套管设备改进后对拔桩结果的分析，表明本改进技术较大的提高了拔桩速度，同时减小了中风化岩层对设备的损伤，可供类似工程进行借鉴参考。
关键词：拔桩；改进设计；中风化岩层；借鉴
1 工程概况
沪昆客专湖南段一分部西凉溪特大桥施工中发现现场存在老桥桩基（西凉溪旧桥），需对桩基拔出后回填水泥土，再重新施做新桩。西凉溪旧桥桩基拟采用全套管法拔除，拔除桩基直径1.4m，桩长24m，桩基穿越黏土、中风化岩、强风化岩等地层，根据设计提供的《沪昆客专湖南段一分部西凉溪特大桥工程详勘阶段岩土工程勘察报告》，西凉溪特大桥桥址位置的主要岩土层特征描述如下表1所示，岩层分布及走向如下图1地质剖面图所示：
表 1 主要岩土层特征描述
.png)
.png)
图1 地质剖面图
2 地质分析
影响本桩基拔除地质分布主要为以下三种地层：<3-2黏土>、<6-1强风化>、<6-2中风化>，而整个西凉溪特大桥地质特性是“吸水胀，失水缩；天然稳，遇水弱。” “吸水胀，失水缩”是指粘性土具有膨胀性，具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性，并且具有再吸水再膨胀和再失水再收缩的可逆性变形特性；“天然稳，遇水弱”是指在天然状态下，粘性土及风化岩结构强度高、在天然状态下土体可以保持稳定，一旦遇水则发生膨胀，不仅土体开裂破坏，而且强度显著降低。根据以上土层特性，可采取降低土体强度或改进设备结构等形式来增加施工速度。现场采用套管设备改进方式，较大的提高了拔桩速度，同时减小了中风化岩层对设备的损伤，可供类似工程进行借鉴参考。
3 套管改造
3.1增加喷水管道
根据工程地址地层分布情况及场地内土质“遇水弱”特性，有针对的对套管底端进行改造，增加喷水管道，管道自上而下通长布置。
.png)
图2 增加喷水管道
喷射管道防护管采用Φ50钢管，壁厚不低于5mm，焊接于钢套管内壁上，为防止钢管受土体挤压变形，在钢管两侧焊接钢挡块对钢管进行固定，挡块厚5cm,间距1m，纵向均匀布置。焊接完成后于Φ50钢管内部按放高压喷水管道至钢套管底板。整个喷水管道改造时间只需1天。
3.2 套管底端焊接齿刀
.png)
图3 增焊接齿刀
由于沪昆客专湖南段一分部西凉溪特大桥地质情况差异较大，地层变化复杂，针对不同地层的土质硬度情况，为达到适应不同地层的目的，在套管底端增加具有较高的耐磨、耐热、高硬度等性能的刀头，本刀头可切削硬岩，又可加快对高硬度黏土的进入，同时施工途中可以在现场更换刀头（图4中绿色刀头），非常便利。
.png)
图4 全回转液压拔桩套管改进后图片
4 本改造方案处理效果
4.1 原方法施工情况：
采用未经改造的套管法施工时，在地层上层<1-1>杂填土、<3-1>黏土层施工时，施工速度较快，对套筒磨损较小，当进入地层<6-2>中风化岩层时，施工速度变得非常缓慢，每小时下降深度不足20cm，同时对护筒底部磨损较为严重。经过现场统计分析，采用未经改造设备拔除桩长24m、桩径1.4m钢筋混凝土钻孔灌注桩需要时间约为7天；相应刀头拔桩过程中需不断加固，损耗较大，工期长，不经济。
4.2 改造后施工情况：
套管内部增加喷水管道及对护筒底端增加齿刀后，当套管进入<6-1>强风化岩、<6-2>中风化岩时，开始进行射水钻进，钻进速度与未改造前钻进速度相比有显著提高，钻进速度提高约4倍。桩长24m、桩径1.4m灌注桩拔除平均每根需2天左右。同时因在套管底部增加耐磨齿刀，岩层对套管基本无磨损。相对工期短，费用低。
4.3 综合对比
对拔桩套管设计改造后，要远远优于原施工方法。不仅改造方式简单、实用；而且实践证明工期及费用也大大降低，非常有利于现场施工；同时通过此次设计改造，全回转液压套管已具备整根拔除灌注桩的能力，值得推广。
.png)
图5 全回转液压套管改进后拔出的整根灌注桩
5 结束语
通过对沪昆客专湖南段一分部西凉溪旧桥拔除过程中套管设备增加齿刀、喷水管道后拔除效果的对比，经分析发现施工速度提高约70%，由此产生的直接经济效果非常明显，能节省约50%左右。因现阶段城市地下工程施工日益增多，类似桩基拔除工作也将随之出现，而遇到地质情况和本工程类似的情况，为确保施工进度，采用改造后的全套管钻进法能高效、顺利的完成桩基的拔除工作。通过对本工程施工的总结，积累了一定的施工数据，可为今后类似工程提供借鉴和指导。
参考文献：
[1]《基础工程》 书籍数据 清华大学出版社 1996-9-1
[2]《既有桥大直径浅入岩钻孔灌注桩拔除施工技术》 学术期刊 《建筑工程技术与设计》2016年9期
[3]《广州市珠江新城A4-1、2地块项目岩土工程勘察》 学术期刊 《江西建材》 2013年4期