全套管回轉鉆孔液壓旋割一次式拔樁施工技術的應用

李偉平，張海波

（寧波市政工程建設集團股份有限公司，浙江寧波315000）

全套管回轉鉆孔液壓旋割一次式拔樁施工技術的應用

李偉平，張海波

（寧波市政工程建設集團股份有限公司，浙江寧波315000）

隨著國家建設事業(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的清除施工技術的應用也越來越多。針對傳統(tǒng)的清樁施工方法存在的諸多缺點，結合工程實踐研發(fā)新型清樁施工方法。詳細闡述了全套管回轉鉆孔液壓旋割一次式拔樁施工技術的適用范圍、工藝原理、施工流程及操作要點，并對工程應用實例進行了介紹。

全套管；廢樁；旋割；拔樁；工藝原理

1 概述

經過對長螺旋鉆孔壓灌樁機和全套管進行改裝，在全套管下端設置了液壓旋割刀具，從而研制出了“全套管回轉鉆孔液壓一次式拔樁施工工法”，此工法拔樁工效顯著提高，經濟效益相對較好。

2 適用范圍

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

3 工藝原理

利用長螺旋鉆孔樁機作為拔樁機架，對機身動力頭進行改裝，在其下方安裝一根鋼質全套管，全套管下端安裝有切割頭，在動力頭全回轉驅動下壓入套管至指定深度，液壓式啟動切割頭內的折形切割刀具，連續(xù)式液壓旋轉切割廢樁的鋼筋及混凝土，再利用樁機上的卷揚機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。拔樁主要設備構件如圖1所示。

圖1 拔樁機械設備示意圖

4 施工工藝流程及操作要點

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

4.2.1 施工準備

施工準備包括熟悉廢樁區(qū)工程地質勘察報告和樁位圖、編制拔樁專項施工方案拔樁機械設備進場、場地平整、編制拔樁專項施工方案等。

圖2 施工工序流程圖

樁機拔樁對地基承載力的要求比較高，場地需有較好的平整度及壓實度，樁機主桅桿較高，應防止地基不均勻沉降，樁基底盤應大，拔樁作業(yè)中加強觀測。

4.2.2 定位與埋設鋼護筒

應進行測量定位地下廢樁，并沉入鋼護筒探挖出樁頂，土建樁基在探挖后采用鎬頭機進行廢樁頂承臺或地梁混凝土破除。廢樁頭應露出鋼筋，并做好明顯的標記（后續(xù)用來判斷廢樁是否旋切割斷）。護筒埋設方法與鉆孔樁施工護筒埋設相同，可根據(jù)《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ 94—2008）規(guī)范實施。

4.2.3 拔樁機架設計及安裝就位

拔樁機架主桅桿根據(jù)廢樁長度進行調整，樁機底座自重應滿足拔樁作業(yè)不同工況的要求，底盤應具有較大的觸地面積，保證拔樁身作業(yè)時地基承載力的穩(wěn)定性。動力頭功率即輸出扭矩應滿足全套管旋進和切割頭刀具旋割的要求。安裝主桅桿及全套管應校正垂直度，全套管內徑應大于廢樁直徑，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

全套管分節(jié)運輸至場內，進行現(xiàn)場焊接拼裝，包括切割頭。首節(jié)全套管與下部全套管進行高強螺栓法蘭式連接，全套管內邊設置綜合輸送管。全套管安裝完成后啟動動力頭進行旋壓鉆進，遇到硬土層或廢樁混凝土擴徑，可利用底部高壓噴頭進行噴水沖刷，同時全套管底端牙輪式鉆頭尖對其旋轉切削，然后繼續(xù)鉆進。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，通過固定式鉸鏈設置于鋼制刀具架內。刀具架安裝于全套管壁外側和切割頭外管壁之間的空腔內，即設置于內外管壁之間。切割頭設置方法如圖4所示。

圖4 切割頭截面圖

全套管下壓到截樁標高后啟動液壓油泵，液壓油缸（千斤頂）向下頂進，折形刀具在固定式導向鉸鏈的限制下，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，并在全套管旋轉驅動下對廢樁進行連續(xù)式旋轉切削，切削時的轉速約為18 rad/min，直至割斷廢樁的鋼筋及混凝土。圖5為切割頭立面、側面剖面圖。

4.2.6 廢樁吊除

觀測鋼筋頭上做好的標記，若發(fā)生角度轉動，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，機架上的鋼絲繩吊鉤勾住連接板，開啟卷揚機帶動鋼絲繩將切割處以上廢樁一次性吊除。

4.2.7 檢查廢樁的切割標高

廢樁吊出后，采用掏渣器清除全套管內的渣土，再利用吊錘測繩測量廢樁的切割面標高，標高誤差可控制在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，采用挖機或料斗回填指定材料，回填中進行測繩量測，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管進行回填，提高了回填料的密實度。

圖5 切割頭立面、側面剖面圖

5 工程應用實例

（1）寧波市軌道交通三號線拆橋工程中明樓橋障礙樁基拔除

明樓橋原直徑800 mm的橋樁阻礙盾構推進，對障礙樁進行樁基拔除。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進行拔樁施工，直接立于岸上進行橋臺樁的拔除，有效地解決了圍堰手續(xù)這一政策處理難題，推進了施工進程。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號線拆復橋工程中廠房基礎障礙樁拔除

該3號線拆復橋工程出入段線一處廠房下沉管灌注樁基礎阻礙盾構推進，需進行障礙樁拔除施工。廠房拆遷處理嚴重滯后，只留有30 d的時間進行68根25 m長灌注樁廢樁的拔除施工。項目采用本工法進行拔樁施工，在設計標高處切割廢樁，一次性吊除廢樁，最快工效可達到3根/d，一臺拔樁機械成功地完成了軌道業(yè)主下達的節(jié)點指標，且位于拔樁區(qū)域附近的淺基礎房屋監(jiān)測沉降量微小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定合格，同時取得了良好的經濟效益。

6 結語

本工法不但具有較高的經濟效益，而且由于廢樁一次性拔除工效高，截樁位置（標高）較準確，因此占用場地時間短，有利于縮短清障工期。由于廢樁的截樁位置準確，所以有利于進行后續(xù)施工工作提高工程質量。本工法與傳統(tǒng)的全回旋套管式鉆機配合大中型履帶吊機的拔樁方法相比，擴大了應用面，故社會效益好。

TU753.3

B

1009-7716（2017）11-0156-03

2017-05-24

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

10.16799/j.cnki.csdqyf h.2017.11.047