全回转钻机拔除深桩基施工工艺

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1、1 工程概况　　上海轨道交通7号线5标区间隧道采用f6340mm土压平衡盾构施工，在中山北路、镇坪路路口处，盾构要穿越f3500mm污水总管；下行线还遇到中山北路高架B32桥墩下的1根废弃的钻孔灌注桩（长37m、直径1m、C30的原承重桩；桩边线离f3500mm污水总管仅2.2m），为顺利拔除该深桩基，又保证污水管线安全，还必须保证盾构顺利地在拔桩区域推进，难度非常大。　　为确保拔桩期间高架道路顺利通行，在拔桩前，需先施工新的桩基和承台，搭设临时钢栈桥，使高架道路临时绕道，然后拆除拔桩区域部分高架桥，破除桩基上承台，再进行拔桩。　　图

2、1为污水管、隧道、桩的位置关系平、剖面图。图1 污水管、隧道、桩位置关系平剖面图 　　⑴φ3500mm污水总管为钢筋混凝土预制管（管壁厚33cm，管节长3m，F型钢板接头），管顶埋深6.2m，管内有沼气；与桩净距2.72m。　　⑵需拔除已竣工13年的钻孔灌注桩，其直径为1000mm(设计值)，桩身自重达730kN；桩身上部（25m）主筋配置为8f20＋8f19，主筋抗拉极限为1920kN，下部（12m）主筋配置为8φ19，主筋抗拉极限为910kN；桩身被四周的土握裹着，若要顺利拔出桩基，必须克服较大的摩阻力（估算值为3391kN）。　

3、　⑶施工现场土层复杂，见表1。 表1 土层特征层号土层名称含水量/%重度/kN×m-3孔隙比塑性指数液性指数内聚力/kPa内摩擦角/(°)标贯/击压缩系数/MPa-1压缩模量/MPa②30.219.00.8612.30.7228.022—0.326.05褐黄～灰黄色粉质黏土③1灰色黏质粉土33.818.50.97——8.0286.70.247.50③2灰色砂质粉土33.018.50.93——6.0309.60.199.50④1灰色淤泥质黏土49.017.01.4120.31.3712.013—1.032.28⑤1-1灰色黏土40.91

4、7.71.1920.40.9619.011—0.762.78⑤1-2灰色粉质黏土33.918.21.0113.80.9316.018—0.503.98⑥暗绿～草黄色粉质黏土24.120.00.6914.20.3162.01512.00.218.16⑦1草黄色黏质粉土28.918.90.84——10.03025.90.1810.67 　　2 拔桩方案比选　　为了在拔除深桩基时，尽量减小对周围环境的影响，曾对多种拔桩方式进行比较。拔除桩基，首先要减小桩周摩阻力，主要方法有下钢护管法（振动式和回钻式）和高压旋喷法。　　⑴高压旋喷法对周围环境

5、影响大；　　⑵振动式下钢护管法是采用150～200kW的振动锤，将设计的钢套管沉入桩顶以下25m处，然后在钢套管内用高压水将桩与钢套管内壁之间的土体冲掉，再用起拔设备直接拔出桩基，此法在振入钢套管时，对地表振动大，对周围环境影响大；　　⑶回钻式下钢护管法是利用全回转设备产生的下压力和扭矩，驱动钢套管转动，利用管口的高强刀头对土体的切削和高压水对土体的冲刷作用，将套管钻入地下，去除套管与桩体间的土体后，减小了桩周的摩阻力，拔出桩，钢套管同样采用旋转方式拔出，对周围环境影响小。本工程选用RT260H全回转钻机进行拔桩。 　　3 RT260

6、H全回转钻机拔桩施工　　起拔设备采用RT260H型全回转钻机，选用钢套管直径为2000mm，套管有两方面功能，一方面将顶部驱动设备提供的扭矩和压入力传递给刀头，同时在钻进的过程中还起到支护孔壁、防止孔壁坍塌的作用，钢套管长度为39m；并配备德国利渤海尔120t吊车。　　3.1 RT260H全回转钻机　　RT260H全回转钻机的性能参数见表2。  表2 RT260H全回转钻机性能参数　　3.2 施工流程　　破除承台→暴露桩基顶部，施工钢筋混凝土路面→与桩同心，钻入2m直径的钢套筒→用高压水枪清除套筒与桩间的土体→在钢套管内打入注浆管→拔

7、桩，在注浆管内注入膨润土浆液→钢套管内灌入砂浆，拔除钢套管。　　3.3 拔桩施工过程　　⑴在拔桩区域施工钢筋混凝土基础，作为拔桩的反力基础。钢筋混凝土层厚30cm，C30混凝土，配筋为f16@200双层钢筋网片。　　⑵安装全回转设备，见图2。先将全回转钻机固定在钻孔桩中心上方，将钻机和动力箱、操作室相接；然后安装反力架（防止全回转钻机在钻进过程中发生扭动），在反力架的另一头置1辆120t吊车，吊车履带压住反力架，并配合钢套筒的安装和清障工作。图2　全回转设备安装图 　　⑶用RT260H全回转钻机将钢套管压入（与待拔灌注桩同心），回转速

8、度为1m/min，压入深度30m（只需拔出上部25m桩）。钢套管直径为2000mm，长度为39m（其中6m长的6节，3m长的1节），在钢套管端部布置刀头，并配置负载控制装置(B.CON机构)，使钻机在钻进过程中可任意调节