全回转钻机拔除深桩基施工工艺

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时间:2018-07-29

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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

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