盾構隧道障礙樁拔除方案

【摘要】 通過對三個方案的對比分析確定了障礙樁爆破沖抓方案，給出了障礙樁爆破沖抓方案原理、方案及施工方法和要點。

【關鍵詞】 障礙樁挖拔方案;障礙樁爆破沖抓方案

一、工程概況

盾構隧道洞身范圍發現某高速公路改擴建施工的0號橋臺的承臺樁4根，其中2、3號承臺樁在隧道施工范圍內，距離線路中心線分別為1.77m和2.12m;承臺樁直徑D=1.2m，樁長26m，鋼筋籠長26.86m，鋼筋籠主筋為20根φ28螺紋鋼，箍筋為φ10圓鋼，加強筋沿樁長方向為φ28@2000，混凝土采用C25水下灌注砼。此里程段隧道頂埋深11.5m，2根承臺樁全部侵入隧道洞身范圍;該段地下水位位于地下-12～13米，土層由上至下依次為:雜填土、黃土狀土、粉質粘土、粉細砂、中砂、粗砂，樁底處于中砂層。

根據現場實測的環境情況，2號樁距離西邊的高壓線塔垂直距離42.6米，距南邊的北三環人行道14.4米;3號樁距離東邊的便道57.05米，距離北邊的繞城高速路基面27.7m。擬建地形平坦開闊，地表為綠化帶，基坑影響范圍內土層多為黃土狀土、雜填土，地質條件較好，且開挖土層多在地下水位以上。

二、障礙樁拔除技術方案分析

方案一、礙樁拔除方案。障礙樁拔除的工作原理是解除(樁周土層作用于樁側表面的)樁側摩阻與樁身自重，將樁拔出地表。由于樁側摩阻與樁身自重非常大，使用目前常規的拔樁方法(直接拔)，起吊設備是無法直接將棄樁拔出地表。核心問題就在如何解決樁周摩阻力，根據南京地鐵二號線類似拔樁施工經驗，準備采用套管鉆進法來解決此問題。

方案二、障礙樁挖拔方案。挖拔結合施工共分為兩個步驟，首先放坡開挖上部9米高度范圍的土體，割除此段開挖面以上的橋樁，采用套管鉆進，鉆機拔除的方式將剩余17.5米的橋樁拔出地表。由于26米樁本身自重和樁周側摩阻力都非常大，采用傳統的套管鉆進方法在鉆進過程中可能存在由于機械扭矩過大，斷裂、卡殼等風險，采用挖拔結合的方案可減小樁身自重(原樁身自重76.3噸，開挖截樁后橋樁自重50噸)和摩阻力(原樁身側摩阻435噸，開挖截樁后橋樁側摩阻345噸)，同時縮短了套管鉆進的埋置深度，降低了施工風險。

方案三、障礙樁爆破沖抓方案。利用鉆孔機械在每個灌注樁鋼筋籠中心鉆孔，沿孔深裝填藥包，實施控制爆破，再采用沖擊鉆沖壓破碎的鋼筋砼樁體，并將樁體打入隧道下方。本方案施工快捷經濟，質量易于保障，藥包分段毫秒延時爆破，可完全控制爆破危害，確保施工及周圍建筑安全。

通過方案比較，選擇障礙樁爆破沖抓方案為實際施工方案。

三、障礙樁爆破沖抓方案

技術原理。爆破沖抓方案是先對灌注樁實施鉆孔控制爆破，后采用沖擊鉆沖壓破碎的鋼筋砼樁體，并將樁體打入隧道下方2m位置，沖壓完成后用M0.5砂漿回填沖擊鉆留下的樁孔，其施工原理和鉆孔灌注樁一樣，采用導管法灌注M0.5砂漿，填充樁孔。

技術方案。(1)拆除樁基礎。采用沖擊鉆沖壓樁體，沖壓深度可按照至隧道下方2m位置控制。(2)每鉆孔1米后下吸盤及抓鉤，清除箍筋及加強鋼筋。(3)如果有未清除的鋼筋，則采用在原樁位旋挖直徑1.5米的樁，保證完全清除。(4)樁體處理后，用M0.5砂漿回填沖擊鉆留下的樁孔，其施工原理和鉆孔灌注樁一樣，采用導管法灌注砂漿，填充樁孔。沖擊錘沖抓施工方法及工藝操作要:沖擊錘沖抓施工方法為先墊設鉆機平臺，然后用沖擊錘沖孔法將鋼筋砼樁體沖碎，施工方法及工藝操作要點:

(1)鉆機就位:按照實測樁位坐標，測放樁位，報請監理工程師復測，復測無誤后開挖埋設護筒。

(2)埋置鋼護筒:為防塌孔，護筒頂端標高高出原地面50cm，并在頂部焊接加強筋和吊耳，開出水口，護筒底部埋入原地面以下不小于1m，護筒四周1m范圍內必須保證為粘性土并至護筒底0.5m以下;鋼護筒直徑應比樁徑大10～20cm;鉆進過程中要經常檢查護筒是否發生偏移和下沉，并及時修正護筒位置。

(3)沖樁:沖錘不應小于樁體直徑，沖錘采用φ1300mm的標準。鉆進過程中應經常注意沖錘的磨損，每進尺1m后應提取鉆頭，用尺量鉆頭大小并做好詳細記錄，若小于樁體直徑，應盡快補焊以達到要求。

(4)清孔: 終孔檢驗合格后，立即進行清孔工作，采用換漿法清孔，清孔過程中必須始終保持孔內原有水頭高度，以防塌孔。

(5)灌注M0.5砂漿:灌注M0.5砂漿采用導管法。導管接頭為卡口式，直徑300mm，壁厚10mm，分節長度1m～2m，最下一節長5m。導管在使用前須進行水密、承壓和接頭抗拉試驗。

參考文獻

[1]何川，曾東洋.盾構隧道結構設計及施工對環境的影響[M].西南交通大學出版社，2007