PHC弃桩拔除施工技术研究

麦炜伦袁宿文姬

广州510640冤

摘要院PHC弃桩拔除施工需要考虑场地的地质条件尧工期及施工成本等因素袁应避免断桩以及对周边建筑物和管线产生不利影响遥本文结合某城轨预制梁厂PHC管桩群拔除施工袁对比国内已有的废弃管桩拔除技术袁对薄壁钢管拔桩施工技术进行介绍遥经实践验证袁薄壁钢管拔桩施工技术具有可靠尧高效尧经济的特点遥

关键词院拔桩曰PHC管桩曰薄壁钢管曰施工技术中图分类号院TU744文献标志码院A文章编号院1671-4563渊2018冤01-065-03

渊SouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou510640袁China冤

PHCPilePullingrequiresconsideringthegeologicalconditionofthesite袁constructionperiod袁engineeringcostandetc..What'smore,weshouldtakestepstoavoidthebadeffectonsurroundingbuildingsandpipeline.Inthispaper袁thin-walledsteelcasingpullingisintroducedcombiningtheextractionofPHCpilesintheprecastbeamfactoryandcomparisonofallpilepullingmethodsathome.ThepracticeprovesthatthePullingtechniqueofThin-WalledSteelCasinghasthecharacteristiccredibility袁speedinessandhighcapability.pilepulling曰PHCPile曰thin-walledsteelcasing曰constructiontechniqueMaiWeilun袁SuWenji

0引言

随着城镇化的不断扩建推进袁城市改造项目越来

损或存在薄弱点袁在拔除过程中无法承受起拔力时会发生断桩袁或者在拔除过程中与器械发生摩擦造成断桩遥由于预制桩连接焊缝施工质量参差不齐袁而且在地下水作用下易出现锈蚀袁在拔除预制桩的时候袁断桩发生的概率较高遥悠沉降控制遥旧桩基拔除时需要采取措施减少桩侧摩阻力袁不可避免会对地层造成扰动袁产生沉降遥当场地周边有建筑物和重要管线袁沉降控制问题变得十分突出遥忧工期与施工成本遥弃桩拔除的施工成本与场地地质环境尧施工设备及场地内管桩数量有关遥不同的施工技术适用不同的场地环境袁因此需要适用范围广袁成本更低的拔桩施工技术遥

越多遥与此同时袁土地供应日趋紧张袁城市地下空间的开发项目呈快速增长的趋势遥在城市改造项目以及城市地下空间开发过程中均不可避免的遇到早期城市建复利用咱1暂遥若对旧桩基作绕避处理袁不仅不能从根本上解决旧桩基问题袁而且会造成桩基过密过多的后果遥若旧桩基的耐久性和承载力满足继续使用的条件袁可对旧桩基进行重复利用遥当旧桩基的耐久性和承载力无法满足工程需要或者对城市地下空间开发造成阻碍袁则需要对旧桩基进行拔除处理遥拔桩施工受地质环境的影响大袁难度高袁若对旧桩基进行拔除处理袁需要综合考虑拔桩施工的工期尧施工成本以及对周边环境的影响遥但城市的快速发展使得早期城市的废旧桩基处理问题变得更加突出袁如何快速尧高效地处理这些弃桩必将成为城市建设迫切需要解决的问题遥

筑物的桩基遥处理城市旧桩基的方法有绕避尧拔除及重

2国内拔桩施工技术

目前袁国内的拔桩工法主要集中于静拔法尧高压旋

喷泥浆拔桩法尧振动沉管高压水切割拔桩法尧全回转CD机拔桩尧FECE全回转拔桩法等遥

静拔法直接将管桩从地层中拔出遥此工法对桩体强度要求高袁不适合预制管桩的拔除遥

高压旋喷泥浆拔桩法在桩体周围进行高压旋喷泥浆破坏桩周土体遥缺点是容易造成断桩袁受地层土密实度影响大袁地层扰动大袁不适合预制桩的拔除遥

振动沉管高压水切割拔桩法利用振动使得桩周土体液化深入钢管袁并配合高压水破坏桩体和钢管之间的土体袁大大减少桩侧摩阻力遥振动沉管高压水切割拔桩法多适用于水上拔桩袁在陆上使用此工法拔桩袁施工

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1弃桩拔除施工中的难点

与废旧建筑物上部结构的拆除施工相比袁废旧桩

基拔除处理的难度要大大增加遥废旧桩基埋置在地层中袁受到地层土的约束袁需要减弱甚至消除地层土和桩体之间的作用才能将桩体拔除遥在拔除废旧桩基的过程中袁通常会遇到以下的几个问题院优断桩遥在桩体受

圆园18年1月第25卷第1期麦炜伦袁等院PHC弃桩拔除施工技术研究JAN圆园18Vol25晕燥援1速度较慢袁地层扰动大咱2暂遥全回转CD机拔桩是目前最先进的清除地下障碍物的方法之一袁具有垂直度高尧适应各种复杂地质尧无噪音的优点遥缺点是液压驱动钢套管旋转切割速度慢袁机械设备需配重借助反力将钢套管下压袁行走须用吊车袁准确定位难咱3暂遥

法之FECE一咱4暂遥全FECE回转全拔回桩转法拔是桩目法前采技术用双最层先套进管的回拔转桩钻方

进的方法切削桩周土体袁减少桩侧摩阻力遥FECE全回转拔桩具有适用范围广袁施工效果好的优点袁尤其是斜桩和场地附近对于沉降敏感的建筑袁但此工法需要有专门的FECE全回转拔桩机袁施工造价高遥

但在广东地区地质环境复杂袁废旧桩基拔除需要一种适用范围广袁施工成本低袁施工效率高的拔桩工法遥咱5-7暂本文结合某预制梁厂废旧桩基的拔桩施工袁对已有的拔桩技术进行研究袁采用钢套管钻进拔桩袁探索一种更快速尧高效的PHC管桩拔除技术遥3套管回转阻力及起拔力的确定方法

本工程采用钢套管钻进的方式将桩周土体进行削

除以达到减少桩侧摩阻力的目的遥此施工技术的关键点是确定套管的尺寸尧套管施工中需要克服的最大回转摩阻力及套管的起拔力遥

钢套管的尺寸需要考虑旧桩基垂直度的偏差袁同时钢套管的尺寸直接影响最大回转摩阻力和起拔力袁需经过反复试算得出遥

本工程套管钻具在施工状态下的最大回转阻力采用下式计算院

M=-虔蚣

蚝虔D22冤

钢套DfcH1H2tan渊tan渊245毅-245毅-2冤+Qf渊管外径渊m冤曰d为钢套2D+d冤4优式中院D为管内径渊m冤曰H为套管沉入地层的深度渊m冤曰f为套管与地层的摩擦系数袁经查表可得f渊kPa冤曰为地层土的1=0.075内尧f摩2=0.25察角曰渊kg冤遥计算渊c毅为冤所曰地取为层的地层土的地层土的土的内聚重力

参数

度渊kgm3冤曰Q为钻具自重均为加权平均所得遥钢套管的起拔力按下式进行计算T=移

1sikii悠

院

qul+G

4

工程概况

4.1

某工程预制简梁介

厂为城轨交通工程的临时建筑袁厂区范

围PHC400内共有求袁需要将管厂桩8条区1044制梁范围内根台袁座袁40条存梁台座袁共打入PHC平均管桩桩长进28行m拔袁除现处根据理遥

业主要66

根据地质勘察报告袁该场地地基基岩土层如下院第四系人工填土层尧第四系冲洪积层尧第四系残积层和燕山期花岗岩遥场地地下水主要为孔隙水袁赋存于冲洪积砂层中袁水量较大遥厂区内各土层主要物理力学性质见表1遥

表1

各土层主要物理力学性质

Table1Physicalandmechanicalpropertiesofsoil

岩土层名称层厚m凝聚力ckPa内摩擦角毅素填土3.00~10.0000淤泥质土0.40~3.509.288.3细砂0.60~4.30025粗渊中冤砂1.40~8.20025粉质粘土0.50~4.9027.914.2砾渊粗冤砂0.80~6.40030砂质粘性土

1.20~5.40

25

18.4

4.2

本工程钻具设计拔桩及的设钻备具选为用

钢套管袁钢套管的内径尧外径

由优尧悠式计算得出袁套管底部镶嵌合金钻头袁底部8m高度内沿套管外壁焊接定长的螺旋刀片遥螺旋刀片在施工过程中袁起到提高套管刚度袁排渣袁稳定孔壁的作用遥经计算袁钢套管最大摩阻力矩为21kN窑m遥根据计算结果袁选用步履式多功能挖桩机袁配备扭矩为45.8kN窑m的电机一台袁履带吊机一台遥钢套管由电机驱动钻进袁钻进至设计深度后袁将弃桩拔除袁套管回转拔出遥

5

方案实施过程

5.1

钻套进管成钻孔进时成孔

袁利用卷扬机进行减荷袁采用低压力袁

低转速的方式进行套管钻进成孔遥场地局部有厚度超过10m的砂层袁粘粒含量少袁造浆能力差袁在砂层钻进

时容易发生埋钻袁因此在钻进时采用泥浆护壁遥为防止套管钻进过程中排渣不良袁提高钻进效率袁采用4匹的泥浆泵遥在静压桩施工过程中袁存在个别管桩发生倾斜曲折袁超出钢套管的作业空间无法继续作业时袁改为冲击成孔5.2

遥套弃管桩钻拔除

进至设计深度时袁将钢索套在PHC管桩

上袁用吊车将管桩吊出至管桩连接的部位袁将上节管桩

分离袁回依填

次分节将管桩吊出尧堆放5.3

遥制梁台尧预制梁存放台座区域内袁管桩密集袁为减

少对周边管线以及附近城轨交通高架段的不利影响袁对原桩孔用水泥砂浆回填到原标高遥

6实施效果与总结

现场管桩拔除采用无缝钢套管袁底部8m焊接定长的螺旋刀具袁拔除PHC400管桩施工速度可达2~3

圆园18年1月第25卷第1期广东土木与建筑JAN圆园18Vol25晕燥援1根d遥实践证明套管跟进套钻拔除工法是一种经济有效袁安全可靠的PHC管桩拔除工法遥施工现场照片见图1遥经过现场施工袁总结出以下经验院

优场地内有较厚的冲洪积砂层和砂质黏性土袁钻具磨损较快袁对钻具要求高遥为了更方便更换钻头袁钢套管采用分节法兰连接袁每节长度为10m遥

悠在制梁台以及预制梁成品堆放的区域袁管桩桩采用跳桩拔除的方式遥

优设备组合简单袁施工成本较低遥由步履式多功能挖桩机尧电机尧吊机尧泥浆泵即可组合成一套拔桩设悠施工速度快袁与目前先进的FECE全回转拔桩法尧全回转CD机拔桩相比袁施工效率相仿曰

忧移动灵活袁采用步履式挖桩机进行改装袁可通过履带移动袁适合废旧桩基过多过密的场地遥

参考文献

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讨咱C暂

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成功实践袁该拔桩施工工法有以下特点院

备袁除钢套管外袁无需定制专门设备袁减少成本曰

距小袁为减少对地层的扰动以及大型设备的施工安全袁忧采用套管跟进套钻拔除工法袁在管桩拔除时袁

仅需要克服管桩自重尧桩身与泥浆的摩擦阻力袁现场试验可将管桩一次完整拔除遥

图1套管钻进与PHC管桩拔除

Fig.1

CasingpipedrillingandPHCpipepulling

7结语

套管回转拔桩技术是一种经济可靠的PHC管桩拔除施工工法袁在某城轨预制梁厂废旧桩基拔除工程

渊上接第64页冤

结合处为关模加固重点袁易出现漏浆袁应重点关注且提前采取保护措施袁如发生漏浆应及时封堵袁在不影响混凝土强度的前提下袁尽量放慢灌注速度袁每个浇筑口填满混凝土后应暂缓一段时间袁但不能超过混凝土的初凝时间袁帽檐混凝土浇筑完成后应加强养护遥

咱1暂中铁第五勘察设计院集团有限公司.双线电化铁路隧道

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参考文献

6结语

通过五指山进口帽檐斜切式洞门施工的顺利完

成袁尝试了采用木模代替定型钢模施工的惯例袁不仅节约了成本的投入袁同时也达到了设计要求袁本文仅将施工过程作简要总结袁希望能为类似工程提供借鉴遥

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