全套管拔除柱排式鉆孔灌注樁施工技術(shù)在城際鐵路中的應(yīng)用

葛執(zhí)禮（中國鐵建十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司，北京 101400）

全套管拔除柱排式鉆孔灌注樁施工技術(shù)在城際鐵路中的應(yīng)用

葛執(zhí)禮（中國鐵建十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司，北京 101400）

鄭州機(jī)場至鄭州南站連接線部分工程通過采用全套管拔除柱排式鉆孔灌注樁施工技術(shù)成功拔除與老鄭機(jī)城際鐵路重合的鉆孔灌注樁數(shù)十根，本文通過對(duì)全套管拔除柱排式鉆孔灌注樁施工過程的研究提高了拔樁的速度和質(zhì)量，為類似工程的施工提供參考。

城際鐵路；全套管；拔樁

1 引 言

近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，大中型都市的城市建設(shè)再開發(fā)項(xiàng)目、老城區(qū)改造、地鐵隧道、地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)、橋梁改擴(kuò)建工程等項(xiàng)目的不斷增加，經(jīng)常會(huì)遇到地下巖石和殘留的舊混凝土結(jié)構(gòu)、舊樁基礎(chǔ)等障礙物需要清除，特別是老城區(qū)改造、城中村改造等工程，經(jīng)常會(huì)遇到地下殘留的舊混凝土、舊樁或其他障礙物，例如地下障礙物影響盾構(gòu)推進(jìn)、地下障礙物影響灌注樁施工、地下障礙物影響地下連續(xù)墻施工、因清除地下障礙物而影響周邊瀕臨高層建筑物安全等問題，它們往往成為地下工程施工的棘手難題，輕則造成重新設(shè)計(jì)、部分工程半途而廢，直接影響工程的施工進(jìn)度、安全與質(zhì)量，重則造成工程改線、廢棄，特別是遺留的基礎(chǔ)舊樁由于長度長，體量大，清除起來極為困難。因此尋求一種快速、有效的清除舊樁的方法具有很高的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。

2 施工背景

2.1 工程概況

鄭州機(jī)場至鄭州南站成就鐵路工程基坑圍護(hù)樁與原廢棄的城際鐵路基坑圍護(hù)樁部分相重疊，需拔除原（Φ1200@1400）鉆孔灌注樁50根，樁長25m，然后需重新施作（Φ1000@1400）鉆孔灌注樁。本次拔除的鉆孔灌注樁數(shù)量大，且成柱排式，樁間間距20cm，施工難度非常大，國內(nèi)罕見。如下圖所示：

圖1 A區(qū)域城鐵拔樁部分示意圖

圖2 B區(qū)域城鐵需拔樁部分示意圖

2.2 工程水文地質(zhì)條件

2.2.1 工程地質(zhì)條件

該地區(qū)位于華北地震構(gòu)造區(qū)，為構(gòu)造結(jié)合部位，新生代以來以沉降為主，由于沉降差異，不同時(shí)期沉積厚度不一。自上而下地層主要為粉土、粉質(zhì)粘土、粉砂、細(xì)砂。

巖土分層及其巖性特征：

區(qū)域地層：粉土地層(黃褐色，潮濕，稍密-中密，手搓有砂感)；粉砂地層(淺黃色，潮濕-飽和，中密-密實(shí)，顆粒均勻)；細(xì)砂地層(呈黃褐色，飽和，中密-密實(shí)，級(jí)配較好，砂質(zhì)純凈)。

2.2.2 水文條件

地下水類型屬于第四系松散巖類孔隙水，主要含水層為粉砂、細(xì)沙和粉土層，拔樁區(qū)域地下水位位于地表下8-9m。

3 工藝原理

舊樁拔出的原理，首先采用全套管把舊樁與周圍土體剝離，然后采用吊車整體吊裝出舊樁，最后回填樁孔。具體施工工藝闡述如下：

第一步，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，采用挖掘機(jī)挖除舊樁樁頭，對(duì)舊樁進(jìn)行有效定位。

第二步，采用改裝后的全套管拔樁機(jī)對(duì)舊樁進(jìn)行準(zhǔn)確定位，利用360度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)拔樁鋼套管高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)開啟鋼套管底部的高壓噴射器，利用高壓噴漿切割土體。

第三步，鋼套管高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，充分發(fā)揮鋼套管內(nèi)齒、中齒及外齒鈦合金削切土方及障礙物的性能，開挖舊樁周圍的土體或障礙物，隨著削切土體或障礙物的進(jìn)度逐步下降鋼套管位置，如此往復(fù)，直至開挖至舊樁底部下1m,最終使舊樁與地下土體或障礙物分離。

第四步，在舊樁與周圍土體或障礙物剝離后，下放鋼絲繩。

第五步，在繩索下放就位后，利用繩索鎖緊舊樁，再采用兩臺(tái)吊車把舊樁整體吊裝出地面。

第六步，拔出全套管后，采用水泥土回填密實(shí)，逐步回填至原始地面。

4 施工機(jī)械設(shè)備

本工程施工過程中所投入的機(jī)械設(shè)備見表1。

表1 主要配套機(jī)械設(shè)備

5 主要施工方法

5.1 施工準(zhǔn)備

包括組織、安排施工人員，物資、材料、機(jī)具準(zhǔn)備，施工現(xiàn)場布置，機(jī)械設(shè)備拼裝，安全、技術(shù)交底等施工前的所有準(zhǔn)備工作。

采用鎬頭機(jī)破鑿拔樁范圍露出地面的樁體至地面以下0.3m 左右。

5.2 泥漿制備

由于本工程地質(zhì)均為粉砂、細(xì)砂地層，為了確保拔樁施工期間孔壁穩(wěn)定性，此處拔樁施工時(shí)使用優(yōu)質(zhì)泥漿特殊配制泥漿，泥漿性能為比重為1.06～1.15，粘度25s～30s，PH值8-10，含砂率0%。可選用塑性指數(shù)大于25，粒徑小于0.074mm的粘粒含量大于50%的膨潤土制漿，以提高泥漿性能指標(biāo)，摻入量宜經(jīng)過試驗(yàn)確定，一般Na2CO3的摻入量約為孔中泥漿土量的0.1%～0.4%

5.3 拔樁機(jī)就位

首先，采用挖掘機(jī)挖出舊樁樁頭，并夯實(shí)舊樁周期地基；其次，鋪設(shè)鋼制路基箱，攤鋪平實(shí)；然后，拔樁機(jī)移位至舊樁位置，采用測(cè)量儀器精確定位，確保舊樁中心與鋼套管中心位置重合。

5.4 鋼套管快速旋轉(zhuǎn)切割沉入

首先，利用改裝后的拔樁機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)Φ1400mm鋼套管高速旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，采用鋼套管底端鑲嵌的鋸齒狀鈦合金齒頭，360度切割土體或障礙物下沉，直至舊樁底部下1m位置；即使樁身周邊存在其他障礙物，也能一并切割穿透，直至沉入到樁底以下1m。

其次，在鋼套管旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，開啟鋼套管底部的高壓噴漿器，利用高壓漿液切割土體及渣土，一是利用泥漿潤滑鋼套管和護(hù)壁的作業(yè)，二是利用泥漿攜帶渣土。

5.5 拔除舊樁

清障機(jī)鋼套管沉入一定深度，樁與四周土體實(shí)施分離后，便可以使用吊機(jī)將舊樁拔出清除。拔樁前通過樁身底下部，與樁身鎖扣牢固后即可用吊車將舊樁吊起。起拔時(shí)速度不宜過快。

拔出的舊樁應(yīng)查看其樁身是否完整，一般情況下，由于在鋼套管內(nèi)對(duì)舊樁進(jìn)行處理，只要舊樁斜率不大，均能夠一次性對(duì)舊樁進(jìn)行完整清除。

5.6 樁孔回填

舊樁拔出后，立即把拔樁機(jī)的全套管從樁孔中提升至地面，拔樁機(jī)移位，騰出場地以方便回填舊樁孔。回填時(shí)，采用水泥土回填密實(shí)，并逐步回填至地面標(biāo)高。水泥土攪拌后必須在水泥初凝前使用，本工程施工要求水泥土隨拌隨用。

5.7 清障機(jī)移位

拔樁完成，清障機(jī)走行或由吊車吊裝到下一樁位位置，進(jìn)入下一拔樁施工工序。

6 質(zhì)量控制措施

本工程屬于破壞性工程后的彌補(bǔ)工程，因此拔樁期間要求將舊樁拔除干凈是新樁灌注好壞的前提，樁孔回填質(zhì)量影響后續(xù)樁的質(zhì)量。

拔樁過程中質(zhì)量控制：拔樁過程中緩慢提升，確保拔除樁的完整性，即使有部分未拔除，及時(shí)用抓斗進(jìn)行清孔，確保孔內(nèi)無廢渣。

確保回填水泥原材質(zhì)量：確保水泥新鮮，無硬塊、質(zhì)量合格。

水泥土攪拌均勻：用挖機(jī)進(jìn)行水泥土的攪拌，確保一定的攪拌時(shí)間，確保水泥土的攪拌均勻。

回填水泥土后，用挖機(jī)重錘進(jìn)行夯實(shí)，確保回填的密實(shí)度。

7 結(jié) 語

通過對(duì)鄭州機(jī)場至鄭州南站南連接線部分工程拔樁順利實(shí)施，可以看出采用全套管拔除柱排式鉆孔灌注樁綜合施工技術(shù)提高了施工效率，保證了施工質(zhì)量，成功的將障礙樁快速進(jìn)行拔除完畢，施工新的鉆孔灌注樁。通過此施工技術(shù)的成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，同時(shí)可在類似工程中推廣應(yīng)用。

[1]無損拔樁施工技術(shù)的應(yīng)用[J]卓發(fā)成-施工技術(shù)

[2]深層清障技術(shù)縱論[J]楊石飛，顧國榮，王福林-地下空間與工程學(xué)報(bào)

All casing pulling column was bored piles construction technology in the application of the inter-city railway

Zhengzhou airport to zhengzhou station connecting part of the project by using the whole casing pulling column was successfully pulling bored piles construction technology and the bored piles of the inter-city railway overlap LaoZheng machine dozens of root, this article through to the whole casing pulling column was bored piles construction process of research to improve the speed and quality of piles,provide a reference for similar engineering construction.

the inter-city railway；the casing；pile drawing

TU4

：B

：1003-8965(2017)02-0111-02