一種有限空間鋼管樁拔樁施工方法

徐本春 劉德風 孫金明 楊德志 譚斌 孫輔皓 王耀東

摘要：主要提供一種橋下有限空間水中鋼管樁拔出設備及方法。能解決施工棧橋拆除后橋下有限空間所遺留的鋼管樁問題，避免鋼材浪費，減少項目資金投入，降低行船風險。設備可沿導軌水平移動的熱軋滑輪下部配有帶孔滑板，使得滑塊能在需要的位置以規定扭矩緊固，具有結構簡單，操作方便，通過滑輪改變拉力方向，能有效將橋下鋼管樁拔出。

Abstract： This paper mainly introduces a steel pipe pile extraction equipment and method in water in limited space under bridge. It can solve the problem of steel pipe piles left behind in the limited space under the bridge after the construction of the trestle， avoiding steel waste， reducing project capital investment and reducing the risk of shipbuilding. The lower part of the hot rolling pulley which can move horizontally along the guide rail is equipped with a perforated slide plate， so that the slider can be fastened with a predetermined torque at a required position， and it has a simple structure and convenient operation， and the direction of the pulling force is changed by the pulley， and the steel pipe pile under the bridge can be effectively pulled out.

關鍵詞：有限空間;鋼管樁;拔樁;施工方法

Key words： limited space;steel pipe pile;pile pulling;construction method

中圖分類號：TU473.1+1; TU441+.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）34-0109-02

0? 引言

隨著我國經濟的增長和交通事業的發展，公路橋梁的建設不斷增加，鋼管樁主要作為施工棧橋中的臨時設施進行使用，使用完成后要清除。鋼管樁在使用后不宜繼續留在原來的河道上，會對河道交通產生阻礙并因為銹蝕等原因會污染水源，所以有必要對施工結束后的鋼管樁進行拔出。目前，徐本春等人[1]采用是API-RP2A方法和國內規范法對靜力拔樁的側摩阻力進行了計算驗證，并對兩種方法進行了比較，同時給出了靜力拔樁的側摩阻力范圍值。 劉德風等人[2]以彈塑性力學Mohr-Coulomb強度理論為基礎對多層土的鋼管樁側摩阻力進行了計算分析，得出了影響拔樁側摩阻力的多個因素。基于對拔樁中的側摩阻力研究的影響下，拔樁中主要是減小樁側摩阻力，這樣才能保證待拔樁能夠順利拔除。譚斌等人[3]對目前常用的6種拔樁方法進行了詳細介紹，并對比了各種方法的特點，結合工程項目實際選擇不同的拔樁方法。文章中提出的多數方法不適用于有限空間的拔樁，難以解決低空間拔樁的問題，徐本春等人[4]提出了一種水面有限空間的鋼管樁拔樁施工方法，該方法把動力拔樁和靜力拔樁相結合，采用動力減小樁側摩阻力，然后再采用卷揚機等設備把待拔樁拔出并在實際工程中進行實踐。但是，這種方法施工難度大，所需設備多，要多個工種的配合才能有效把鋼管樁拔出。基于此，本文結合目前的研究，提出一種新的有限空間拔樁方法，可以實現待拔樁有效拔出，減少施工作業量，提高工作效率，節省施工成本。

1? 工程概況

該橋在施工中需要拔除的臨時支架鋼管樁長度10～24m不等，規格為？準630×8mm，按最長管樁24m計算總重3.67t，其中入土深度最長為20m，水深2m。梁下凈空為5～7m不等。鋼管樁采用midas civil 2015有限元分析軟件，棧橋各構件均用梁單元進行模擬，樁頂分配梁與鋼管及貝雷梁之間均采用彈性連接;鋼管柱底部固結。建立空間有限元模型如圖1所示。

鋼梁拼裝支架采用貝雷梁梁式支架，基礎采用Ф630×8mm鋼管立柱，支架最大跨度9m。支架設計同時考慮后期拱肋拼裝荷載。鋼管樁采用Ф630×8mm鋼管，根據實際使用條件、考慮銹蝕的情況下，鋼管樁截面按Ф630×6.5mm計算。Ф630×6.5mm鋼管特性見表1。

2? 新拔樁工藝介紹

本方法主要解決橋下空間不足情況下拔樁問題：鋼梁下有限空間拔樁設備，主要包括改裝式懸臂吊，懸臂吊與鋼梁之間設置沿梁長方向的滑動機構，電動卷揚機，振動錘和鋼絲繩。鋼梁下有限空間拔樁設備中所述改裝式懸臂吊，組成為右立柱、左豎向臂、上水平臂、下水平臂，懸臂吊于左上角、左下角固設熱軋滑輪，下水平臂帶導軌，下水平臂導軌上部設置帶孔滑塊，熱軋滑輪固設于滑塊上，使得滑塊能在任何位置固定住。鋼梁下有限空間拔樁設備中所述沿梁長方向的滑動機構，與改裝式懸臂吊右立柱卡接，使得整個設備能在梁長方向自由移動，實現整根梁下所有鋼管樁的拔除。鋼梁下有限空間拔樁設備中所述鋼絲繩，采用高強度材質，鋼絲繩與振動錘直接連接，所述卷揚機通過鋼絲繩提供拉力拔出水中樁。