全套管回轉(zhuǎn)鉆孔液壓旋割一次式拔樁施工技術(shù)的應(yīng)用

李偉平，張海波

（寧波市政工程建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，浙江寧波315000）

全套管回轉(zhuǎn)鉆孔液壓旋割一次式拔樁施工技術(shù)的應(yīng)用

李偉平，張海波

（寧波市政工程建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，浙江寧波315000）

隨著國家建設(shè)事業(yè)的發(fā)展及軌道交通的興起，地下廢樁基或廢混凝土基礎(chǔ)的清除施工技術(shù)的應(yīng)用也越來越多。針對(duì)傳統(tǒng)的清樁施工方法存在的諸多缺點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)踐研發(fā)新型清樁施工方法。詳細(xì)闡述了全套管回轉(zhuǎn)鉆孔液壓旋割一次式拔樁施工技術(shù)的適用范圍、工藝原理、施工流程及操作要點(diǎn)，并對(duì)工程應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了介紹。

全套管；廢樁；旋割；拔樁；工藝原理

1 概述

經(jīng)過對(duì)長螺旋鉆孔壓灌樁機(jī)和全套管進(jìn)行改裝，在全套管下端設(shè)置了液壓旋割刀具，從而研制出了“全套管回轉(zhuǎn)鉆孔液壓一次式拔樁施工工法”，此工法拔樁工效顯著提高，經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較好。

2 適用范圍

本方法適用于橋梁和房建的鉆孔灌注樁、預(yù)制混凝土樁、沉管灌注樁、人工挖孔樁等各種樁型的拔除。對(duì)于廢樁樁身長，且截樁標(biāo)高準(zhǔn)確度要求比較高的拔樁工程更為適用。例如：軌道盾構(gòu)區(qū)間段或地鐵車站地連墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)穿越廢樁基區(qū)，盾構(gòu)和地連墻深度較深，需拔除較深廢樁，拔樁需準(zhǔn)確控制在盾構(gòu)和地連墻底以下，對(duì)截樁標(biāo)高的準(zhǔn)確度要求較高。

3 工藝原理

利用長螺旋鉆孔樁機(jī)作為拔樁機(jī)架，對(duì)機(jī)身動(dòng)力頭進(jìn)行改裝，在其下方安裝一根鋼質(zhì)全套管，全套管下端安裝有切割頭，在動(dòng)力頭全回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下壓入套管至指定深度，液壓式啟動(dòng)切割頭內(nèi)的折形切割刀具，連續(xù)式液壓旋轉(zhuǎn)切割廢樁的鋼筋及混凝土，再利用樁機(jī)上的卷揚(yáng)機(jī)通過滑輪組將廢樁吊除，從而完成一次性清除廢樁，最后完成樁孔回填，取出套管。拔樁主要設(shè)備構(gòu)件如圖1所示。

圖1 拔樁機(jī)械設(shè)備示意圖

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖2所示。

4.2 施工操作要點(diǎn)

4.2.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備包括熟悉廢樁區(qū)工程地質(zhì)勘察報(bào)告和樁位圖、編制拔樁專項(xiàng)施工方案拔樁機(jī)械設(shè)備進(jìn)場、場地平整、編制拔樁專項(xiàng)施工方案等。

圖2 施工工序流程圖

樁機(jī)拔樁對(duì)地基承載力的要求比較高，場地需有較好的平整度及壓實(shí)度，樁機(jī)主桅桿較高，應(yīng)防止地基不均勻沉降，樁基底盤應(yīng)大，拔樁作業(yè)中加強(qiáng)觀測。

4.2.2 定位與埋設(shè)鋼護(hù)筒

應(yīng)進(jìn)行測量定位地下廢樁，并沉入鋼護(hù)筒探挖出樁頂，土建樁基在探挖后采用鎬頭機(jī)進(jìn)行廢樁頂承臺(tái)或地梁混凝土破除。廢樁頭應(yīng)露出鋼筋，并做好明顯的標(biāo)記（后續(xù)用來判斷廢樁是否旋切割斷）。護(hù)筒埋設(shè)方法與鉆孔樁施工護(hù)筒埋設(shè)相同，可根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94—2008）規(guī)范實(shí)施。

4.2.3 拔樁機(jī)架設(shè)計(jì)及安裝就位

拔樁機(jī)架主桅桿根據(jù)廢樁長度進(jìn)行調(diào)整，樁機(jī)底座自重應(yīng)滿足拔樁作業(yè)不同工況的要求，底盤應(yīng)具有較大的觸地面積，保證拔樁身作業(yè)時(shí)地基承載力的穩(wěn)定性。動(dòng)力頭功率即輸出扭矩應(yīng)滿足全套管旋進(jìn)和切割頭刀具旋割的要求。安裝主桅桿及全套管應(yīng)校正垂直度，全套管內(nèi)徑應(yīng)大于廢樁直徑，一般為直徑的1.5倍左右，以保證套入廢樁身。

4.2.4 全套管連接及鉆進(jìn)

全套管分節(jié)運(yùn)輸至場內(nèi)，進(jìn)行現(xiàn)場焊接拼裝，包括切割頭。首節(jié)全套管與下部全套管進(jìn)行高強(qiáng)螺栓法蘭式連接，全套管內(nèi)邊設(shè)置綜合輸送管。全套管安裝完成后啟動(dòng)動(dòng)力頭進(jìn)行旋壓鉆進(jìn)，遇到硬土層或廢樁混凝土擴(kuò)徑，可利用底部高壓噴頭進(jìn)行噴水沖刷，同時(shí)全套管底端牙輪式鉆頭尖對(duì)其旋轉(zhuǎn)切削，然后繼續(xù)鉆進(jìn)。圖3為全套管底部仰視圖。

圖3 全套管底部仰視圖

4.2.5 廢樁液壓旋割

切割頭由4具折形切割刀組成，與液壓油缸組合，通過固定式鉸鏈設(shè)置于鋼制刀具架內(nèi)。刀具架安裝于全套管壁外側(cè)和切割頭外管壁之間的空腔內(nèi)，即設(shè)置于內(nèi)外管壁之間。切割頭設(shè)置方法如圖4所示。

圖4 切割頭截面圖

全套管下壓到截樁標(biāo)高后啟動(dòng)液壓油泵，液壓油缸（千斤頂）向下頂進(jìn)，折形刀具在固定式導(dǎo)向鉸鏈的限制下，刀頭向套管中心位移，觸及廢樁后開始液壓切削，液壓力約為3 MPa，并在全套管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下對(duì)廢樁進(jìn)行連續(xù)式旋轉(zhuǎn)切削，切削時(shí)的轉(zhuǎn)速約為18 rad/min，直至割斷廢樁的鋼筋及混凝土。圖5為切割頭立面、側(cè)面剖面圖。

4.2.6 廢樁吊除

觀測鋼筋頭上做好的標(biāo)記，若發(fā)生角度轉(zhuǎn)動(dòng)，則表明廢樁已完成切割。將制作好的連接鋼板連接于廢樁主筋上，機(jī)架上的鋼絲繩吊鉤勾住連接板，開啟卷揚(yáng)機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩將切割處以上廢樁一次性吊除。

4.2.7 檢查廢樁的切割標(biāo)高

廢樁吊出后，采用掏渣器清除全套管內(nèi)的渣土，再利用吊錘測繩測量廢樁的切割面標(biāo)高，標(biāo)高誤差可控制在10 cm左右，檢查無誤后繼續(xù)下一步工序施工。

4.2.8 樁孔回填

將動(dòng)力頭連接的全套管上提一段，使之露出上灌料口，打開料口門，采用挖機(jī)或料斗回填指定材料，回填中進(jìn)行測繩量測，回填完1/3樁孔后繼續(xù)上提套管，露出下灌料口，繼續(xù)完成后續(xù)回填。此回填方法：一方面避免了一次性完成回填，全套管上提困難；另一方面分次上提導(dǎo)管進(jìn)行回填，提高了回填料的密實(shí)度。

圖5 切割頭立面、側(cè)面剖面圖

5 工程應(yīng)用實(shí)例

（1）寧波市軌道交通三號(hào)線拆橋工程中明樓橋障礙樁基拔除

明樓橋原直徑800 mm的橋樁阻礙盾構(gòu)推進(jìn)，對(duì)障礙樁進(jìn)行樁基拔除。拔樁施工需填筑圍堰，由于河道狹小，正值汛期，大面積圍堰方案難以通過河道部門審批。采用改裝的長螺旋鉆機(jī)進(jìn)行拔樁施工，直接立于岸上進(jìn)行橋臺(tái)樁的拔除，有效地解決了圍堰手續(xù)這一政策處理難題，推進(jìn)了施工進(jìn)程。工程拔除了3根800 mm和3根600 mm的鉆孔灌注樁，拔除長度為20.5 m。施工時(shí)間為2015年11月27日至2015年12月10日，工期13 d。

（2）寧波市軌道交通3號(hào)線拆復(fù)橋工程中廠房基礎(chǔ)障礙樁拔除

該3號(hào)線拆復(fù)橋工程出入段線一處廠房下沉管灌注樁基礎(chǔ)阻礙盾構(gòu)推進(jìn)，需進(jìn)行障礙樁拔除施工。廠房拆遷處理嚴(yán)重滯后，只留有30 d的時(shí)間進(jìn)行68根25 m長灌注樁廢樁的拔除施工。項(xiàng)目采用本工法進(jìn)行拔樁施工，在設(shè)計(jì)標(biāo)高處切割廢樁，一次性吊除廢樁，最快工效可達(dá)到3根/d，一臺(tái)拔樁機(jī)械成功地完成了軌道業(yè)主下達(dá)的節(jié)點(diǎn)指標(biāo)，且位于拔樁區(qū)域附近的淺基礎(chǔ)房屋監(jiān)測沉降量微小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定合格，同時(shí)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語

本工法不但具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，而且由于廢樁一次性拔除工效高，截樁位置（標(biāo)高）較準(zhǔn)確，因此占用場地時(shí)間短，有利于縮短清障工期。由于廢樁的截樁位置準(zhǔn)確，所以有利于進(jìn)行后續(xù)施工工作提高工程質(zhì)量。本工法與傳統(tǒng)的全回旋套管式鉆機(jī)配合大中型履帶吊機(jī)的拔樁方法相比，擴(kuò)大了應(yīng)用面，故社會(huì)效益好。

TU753.3

B

1009-7716（2017）11-0156-03

2017-05-24

李偉平（1974-），男，浙江長興人，高級(jí)工程師，一級(jí)建造師，主要從事市政工程技術(shù)管理工作。

10.16799/j.cnki.csdqyf h.2017.11.047