浅谈市政工程钻孔灌注桩拔除技术工艺

发表时间:2021/1/20   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:李宝
[导读] 摘要:钻孔灌注桩拔除施工作为专业性比较强的分部分项工程,一般由专业基础公司进行施工。
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        摘要:钻孔灌注桩拔除施工作为专业性比较强的分部分项工程,一般由专业基础公司进行施工。近几年随着城镇基础设施的大力建设,钻孔灌注桩拔除施工变得比较常见,积累了比较丰富的施工经验,本文将重点针对钻孔灌注桩拔除技术工艺进行探讨。
        关键词:市政工程;钻孔灌注桩拔除;技术工艺
        引言:当前我国城镇建设如火如荼,一大批城镇道路桥梁工程、轨道交通工程、地下顶管、管廊工程等市政工程正在建设中。在拆迁地块新建的市政配套道路,其地下顶管工程,轴线探挖发现的老建筑钻孔灌注桩,对顶管施工来说那是灭顶之灾,老建筑的钻孔灌注桩需要拔除。城市轨道交通建设,盾构穿越现状桥梁,现状桥梁钻孔灌注桩与盾构轴线冲突,需要对现状桥梁进行拆除重建,其钻孔灌注桩也需要拔除。随着城市基础设施的不断更新,钻孔灌注桩拔除将变得越来越常见,对工程技术人员来说,学习新工艺,新技术变得越来越迫切,这样才能提高市政工程施工质量、安全,为国家的可持续发展提供动力。
        1钻孔灌注桩拔除施工概述
        1.1钻孔灌注桩拔除施工原理
        钻孔灌注桩拔除施工使用360度全回转套管机进行。全回转套管拔桩清障施工工艺弥补了常规拔桩法施工的许多不足,对传统的拔桩清障施工工艺进行了技术改进。其特点是配置比旧桩直径略大的钢套管,由清障机驱动钢套管360度旋转钻进,切割分离桩身外土体,沉入桩身土体达到分离减摩后,再将旧桩用吊车一次性拔除。
        施工配置的钢套管底端均镶嵌钛合金钻头,具备超强的切割切削钻进能力,在钢套管沉入过程中能将桩身周边钢套管外的障碍物切割破碎,因此即使桩身局部扩大,也不会影响拔桩施工。同时,对桩身进行分离减摩后,通过专用设备将钢丝绳锁扣在桩身底部,从桩底部受力进行拔桩,有效的避免了拔桩时将旧桩拔断的风险。
        1.2灌注桩拔除施工设备
        全回转套管钻机主要由钻机本体、液压动力站、操作室组成,主要性能特点是:
        1)能够对单轴压缩强度为137~206MPa的巨砾、岩床进行切削;
        2)在砂砾、软岩层等地层的挖掘深度可达62m,在淤泥、粘土层等的挖掘深度可达73m;
        3)垂直精度可达1/500;
        4)起拔力可达456吨;
        5)最大压入力122吨;
        6)对于地下存在钢筋混凝土结构、钢筋混凝土桩、钢桩等的地层具有切割穿透的能力,并能将其清除;
        7)通过自动控制套管的压入力,可以保持符合切削对象最合适的切削状态,以及防止切割钻头的超负荷。
 
        360度全回转套管机施工工况图
        1.3施工方法及设备选型考虑因素
        由于拔桩施工工艺本身就区别于其它工艺有着诸多施工过程中的不可预见性,因此在施工时应尽可能考虑到其可能涉及或出现的非常规现象、隐患或危险等因素,这些因素对施工方法和施工设备的选择都很重要。比如:①可能出现拔除断桩或拔除不到位的处理即应急预案;②灌注桩扩孔现象;③灌注桩钢筋配筋长度,④桩身拔除后孔洞的处理即回填质量的控制;⑤环境污染、施工噪声污染、施工安全保障等。
        2钻孔灌注桩拔除技术要点
        2.1施工工艺流程
        施工准备→测定桩位中心→全回转套管钻机就位→套管机驱动钢套管旋转切削钻进→钢套管钻进沉入一定深度后切割拔桩→桩孔回填→全回转套管钻机移位→配套设备退场。
        2.2施工准备
        拔桩前场地平整需满足360度全回转套管机的施工要求,根据工程的施工特点及现场情况组织施工人员和机械设备进场,对施工人员进行培训和安全技术交底,并对机械设备进行调试,同时接入临时用水和用电。临时用水必须满足施工生产生活需求,临时用电以满足现场照明和其它辅助设备间歇用电电量为基础,因为拔桩主要设备用电均为自带配套动力站而不需要另行接入电源,所以临时用电量较小,一般一台(套)拔桩设备的临时用电量不大于100KVA。
        2.3测量放线
        测量放样确定需要拔除处理的桩基范围及数量,确定旧桩坐标并对其进行编号,以便拟定合理的拔桩顺序和拔桩设备就位位置。
        确定旧桩拔除数量及中心位置后回填压实至地面标高,回填需满足大型机械设备的施工要求。
        2.4全回旋套管机带动钢套管沉入
        重新放出桩位中心,360度全回转套管机就位,调整机身垂直度,并使机身抱箍系统中心与旧桩中心保持垂线方向一致。钢套管内径需比旧桩外径大60~80cm,钢套管单节长度4~6m,根据实际桩长不同组合,并在实际施工中灵活调配。拔桩时由360度全回转套管机环抱驱动钢套管旋转沉入到预定深度,从而实现大幅度减小桩身与桩周土体摩阻力。对于沿海软土地基地区的上部灌注桩扩孔,如扩孔面积大于钢套管直径时,由钢套管底部镶嵌的钛合金在全回转套管机的强大驱动力下旋转切割清除。根据拔出的旧桩切割情况,确定二次清障方案,确保清障彻底以免影响后续施工。
        2.5拔桩
        考虑到钻孔灌注桩直径一般较大、整桩抗拔力较大等因素,整个拔桩过程我们拟采用分段截除,分段吊离,多次重复的方式。钢套管沉入预定深度后,实现了桩周分离减摩,然后下放专用设备到套管内将桩身上部截断,再使用起重设备下放钢丝绳将已被截断并与整个桩身脱离的部分桩锁扣牢固一次性拔出。实施完成上部桩体拔除后,用抓斗清除施工过程中掉入套管内的泥土再次暴露出桩头,然后重复上次工艺直至将桩身拔除到预定深度或全部拔除。拔桩过程中起拔速度不宜过快,一边用起重设备缓慢用力,一边用全回转套管机驱动钢套管旋转减少桩体摩擦应力。拔除的旧桩整齐堆放于现场,待累计一定数量后即时清理或外运。
 
        360度全回转套管机拔桩施工
        2.6桩孔回填
        旧桩拔除后,桩孔必须进行回填。回填的质量很重要,回填料强度不能太高,拟采用原状黏土回填,回填要求密实、均匀。桩孔回填的要求如下:
        1)材料选择
        土方选用采用原状黏土回填,黏土内不得有大于5cm以上的块体,不得有建筑垃圾等掺合物,不得采用淤泥质土。
        2)回填
        回填过程中钢套管的拔除须与回填工作同步进行,先填后拔,不能一次性将孔填满再拔除套管,以防止拔出套管时将回填的土方松动。回填前先采用冲抓斗清除拔桩时掉入钢套管内的松散土,然后再逐层填入原状黏土,并及时测量回填深度,每回填2~3m高度后须拔出钢套管1.5~2.5m,但要保证每回填一层完成后须用闭合状态的抓斗夯击数次,确保回填已密实,并始终保持钢套管底部要在回填土以下。
        结束语:钻孔灌注桩拔除在市政工程施工领域中有着较广泛的应用,在后续的市政工程建设阶段,施工单位应结合工程地质条件和设备技术水平,合理编制钻孔灌注桩拔除专项施工方案,严格按照规范要求组织施工作业,加强灌注桩拔除施工安全、质量控制,保质保量完成工程建设。
        参考文献:
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