全回转套管机扭断拔桩施工技术

全回转套管钻机扭断拔桩施工技术术中铁隧道集团团三处有限公公司二〇一七年十十一月杭州地铁4号线一期工程程南延伸段5标城市地铁大都都修建在繁华华的闹市区，，这些闹市区区的拆复建频频率也较其他他地区高，因因此在修建地地铁时经常遇遇见原有建筑筑物拆除后桩桩基础并未处处理的问题，，特别是盾构构工程遇见桩桩基等障碍物物的几率大且且处理难度高高。南甬盾构区间间主要位于杭杭州市上城区区望江社区内内，大部分为为城市建成区区。南甬区间间左线在掘进进103环时被不明障障碍物挡住，，经调查走访访附近居民、、在档案馆查查阅资料、地地质雷达测试试、地质钻机机取孔验证等等途径最终确确定区间所处处位置位于原原杭州市望江江门热电厂旧旧址，该区域域有Φ600mm、Φ800mm、Φ1000mm钻孔灌注桩共共计685根，其中侵入入盾构隧道洞洞身范围的有有123根（41根Φ600mm、68根Φ800mm、14根Φ1000mm）。为尽快处理障障碍物并使盾盾构恢复掘进进，满足业主主工期的要求求，根据现有有桩基处理方方法结合场地地实际条件、、工期和经济济性综合对比比决定南甬区区间障碍物处处理采用全回回转套管机扭扭断拔桩法。。该方法可以以避免过大震震动对附近建建构筑物的影影响、减小泥泥浆污染环境境、施工效率率相对其他工工法较高。引言汇报目录一、工程概况四、施工工艺二、方案选择及原理三、设备选型七、总结五、关键技术六、与同类施工工艺对比工程概况一南-甬区间左、右右线长度分别别为946.329米（789环）、949.389米（792环）。区间盾构由甬江路路站始发，南南星桥站接收收，设一座联联络通道。区间毗邻钱塘塘江，最小曲线半径径350m，隧道顶部埋埋深9.8～15.1m，最小纵坡3.5‰，最大纵坡16.236‰。一、工程概况况盾构掘进地层主要为：③夹2砂质粉土、③5粉砂夹砂质粉土、③6粉砂、③7-2砂质粉土，地层液化严严重。根据勘察钻孔孔，区间范围内揭露大量碎石及块石，最大块径在在25cm以上。场地地下水主要要为孔隙性性潜水，主主要赋存于于表层填土土、②层砂质粉土土、③层砂质粉土土、粉砂中中，水位埋深一一般为1.70～3.50m。①1-1素填土③夹2砂质粉土③夹2砂质粉土③6粉砂③7-2淤泥质粉质粘土夹粉砂一、工程概概况2017年1月3日，左线盾构在向向第104环掘进时发生盾构机被不不明障碍物物卡住导致致盾构机电电路出现跳跳闸，盾构构无法掘进进被迫停机机现象。现场检查时发现现螺旋机出土口出出现钢筋和和混凝土块。一、工程概概况项目经过多方调调查，并采用地质雷雷达扫描、地质钻机机钻孔验证证等措施，最终确定定该区域障碍物为原杭州市望望江门热电电厂基础桩桩基。根据搜集到的桩桩基设计图图，该范围围内桩基共约877根，桩径为为600-1000不等，桩长约15~36m，钢筋笼主主筋直径分分别为12Φ14、15Φ16、16Φ20、12Φ22。经与区间间设计图对对比分析，，发现侵入区间隧道范围内内的桩基共共123根（左线61根，其中盾盾构已经通通过4根，剩余57根；右线62根）。一、工程概概况一、工程概概况一、工程概概况方案选择及原理二二、方案选选择及原理理根据已探明明障碍物情情况，需处处理桩基障障碍物共119根。周边均均为高档小小区、紫阳阳环卫所、、出租车服服务中心等等，环境保护要要求较高。业主要求求3个月内需将将障碍物处处理完成，，施工工期较较为紧张。。项目部结合合工期、周周边环境影影响、施工工工艺等因因素进行方方案比选，，最终确定定采用全回回转套管钻钻机进行桩桩基拔除施施工。需拔桩区域域二、方案选选择及原理理全回转设备备是能够驱驱动钢套管管进行360°回转,并将钢套管管压入和拔拔除的施工工机械。该设备在作业时产产生下压力力和扭矩，驱动动钢套管转动,利用管口的的高强刀头头对土体、、岩层及钢筋混凝土土等障碍物物进行切削、利用用套管的护壁作用，然后后用液压冲抓抓斗将钢套管内物体抓出，在套管内进行行清障拔桩桩作业。清障完成成后，进行钢套筒内回填施工。。设备选型三三、设备选选型1、钢套管由于全回转转套管机的的垂直度可以以控制在1/400；钻孔灌注注桩的成桩桩倾斜度控控制在1/100；本工程实实际拔桩直直径为Φ600、Φ800、Φ1000；需要拔除除的桩底距距地面高度度最大值24m。钢套筒直径径计算：全回转套管管机的倾斜斜误差最大大为24m×1/400=0.06m；钻孔灌注桩桩自身倾斜斜误差最大大为24m×1/100=0.24m；0.6+（0.06+0.24）×2=1.2m；0.8+（0.06+0.24）×2=1.4m；1.0+（0.06+0.24）×2=1.6m；结合该区域域地层为粉粉砂、砂质质粉土、粉粉砂夹砂质质粉土的实实际情况，，在钻孔灌灌注桩成孔孔过程中极极易塌孔产产生桩基扩扩径，为保保证钢套管管可以顺利利钻入，加加快施工进进度在施工工中，Φ600桩基实际采用直径1.5m的钢套管施施工；Φ800、Φ1000的桩基实际采用直径2m的钢套管施施工。三、设备选选型三、设备选选型2、全回转套管管机根据本工程程的情况，，拟采用目目前国际上上先进的日产RT-200H全回转套管管机驱动钢套管管360度旋转切割割沉入，进进行桩身与与土体有效效分离，用用抓斗或用用专用设备备将钢丝绳绳下放与桩桩身牢固锁锁扣，然后后用80t履带吊配合将旧桩桩拔除。型号：RT-200H描述：挖掘口径：Φ1000～Φ2000mm

套管拉拔力：2854

KN瞬时3235KN套管压入力：最大420kn自重250KN扭矩:2170/1270/740KN-m*2530KN瞬时压入行程：750mm日产RT-200H全回转套管管机性能参数表表三、设备选选型日产RT-200H全回转套管管机倒三角锤施工工艺四四、施工工工艺1、施工准备备绿化迁移、、管线迁移移、场地平平整2、测定桩位中中心并定位位采用全站仪测定桩中心心，在测定定的桩位用用钢钉或红红油漆做记记号，以此此为中心画一直径为为钢套管等等径的园圈圈线。先在地面面上放置二二块3*6m的厚钢板用用来增加接接触面积，，吊放套管管机定位板吊放至桩位位点，对中中误差小于于±10mm，再将主机吊放至至定位板上，利用桩桩机自带水水平装置调平主机。吊放第一节（底底节）钢套套管于主机内并并夹紧套管管调平钻机机和调直钢钢套管，旋旋转一周并并观察底牙牙外圈与直直径1500mm直径圆圈线线（桩径0.8米、1米的采用直直径2米的钢套管管，桩径0.6米的采用直直径1.5米的钢套管管，套管下下放深度比比应拔桩长长深6米）重合。钻机机就位后经经质检人员员检查合格格后签发开开孔通知书书。四、施工工工艺3、钢套管旋旋转切割土土体沉入钻钻孔拔桩（1）根据地质质控制转速速和切削进进度，待钢钢套管压入桩顶标标高或旋转压入阻阻力较大时时，停止压压入套管，，用履带吊配配合冲抓斗边沉入边抓抓出桩顶之之上渣土于于桩孔外，，直至桩顶顶裸露，观观察其桩身身是否在套套管中心及及允许范围围内。如超超出范围通通知业主、、监理及总总包单位，，及时拔出出钢套管进进行二次定定位。（2）钻进时：：根据仪表表显示压力力地质及现现场取出的的土质情况况控制转速速及进尺，，按不同土土层控制钻钻进速度和和套管内土土层深度（（一般1~3m/h），在硬岩岩石上钻进进时使钻头头能上下自自由转动，，为预防卡卡钻。四、施工工工艺（3）密实型群群桩拔桩时时为避免影影响邻孔刚刚回填的水水泥砂浆，，待邻桩（（4d范围内）达达到2天后再开钻钻，以免影影响回填质质量。（4）原有桩的的切断：观观察管内桩桩顶的位置置，在套管管内壁与桩桩之间插入入倒三角锤锤（重3～5t，长3～5m），开机旋旋转钢套管管，扭断原原有桩。分分段将原有有桩扭断，，分段长约约3~5m。四、施工工工艺（5）清除原有桩桩：当原有有桩与套管管同时旋转转时，将倒倒三角锤取取掉，采用用钢丝绳与与桩身采用用锁扣连接接，最后用用履带吊将将旧桩拔除除。完成一段桩桩体的拔除除工作后，，测量桩孔孔深度是否否达到标高高要求，如如未达到标标高要求，，重复上到到工序继续续进行拔除除工作，直直至将桩拔拔除至要求求标高后进进行桩基回回填。关键技术五五、关键技技术1、全回转套管管机定位由于全回转转套管机自自重45吨，采用履履带吊吊装装，在施工工过程中很很难将套管管机中心与与桩心重合合，故采用用了“钢板板+路基板+定位板+十字架+导向钢筋””的定位装装置实现准准确定位。。2、倒挂挂钢钢筋筋代代替替桩桩头头绑绑钢钢丝丝绳绳在实实际际操操作作过过程程中中，，将将桩桩体体拗拗断断后后为为将将其其吊吊出出一一般般在在桩桩头头绑绑钢钢丝丝绳绳利利用用履履带带吊吊吊吊出出，，但但由由于于桩桩体体扩扩径径桩桩头头与与钢钢套套管管间间间间隙隙太太小小无无法法绑绑钢钢丝丝绳绳，，将将桩桩头头露露出出的的钢钢筋筋穿穿进进““钢钢板板连连接接扣扣””然然后后弯弯折折，，然然后后将将多多个个钢钢板板连连接接扣扣用用钢钢丝丝绳绳串串联联到到一一起起将将桩桩体体吊吊出出。。3、桩体体扭扭断断将钢钢套套管管钻钻入入桩桩头头以以下下3~5m以后后，，在在桩桩头头与与钢钢套套管管间间插插入入3~5吨重重的的倒倒三三角角锤锤（（钢钢楔楔子子））使使桩桩体体和和钢钢套套管管间间产产生生足足够够大大的的摩摩擦擦力力使使桩桩头头与与钢钢套套管管一一起起转转动动从从而而扭扭断断桩桩体体。。与同类施工工艺对比六五、、关关键键技技术术1、与砸砸桩桩法法对对比比砸桩桩法法施施工工工工艺艺也也是是采采用用全全回回转转套套管管机机将将套套管管钻钻入入桩桩头头以以下下3~5m，然然后后采采用用履履带带吊吊将将冲冲锤锤吊吊至至一一定定高高度度然然后后自自由由落落钩钩，，在在重重力力的的作作用用下下冲冲锤锤与与桩桩头头接接触触时时产产生生较较大大的的冲冲量量，，使使桩桩体体内内混混凝凝土土被被砸砸成成小小块块，，然然后后采采用用冲冲抓抓将将其其吊吊出出。。该该工工法法施施工工速速度度较较扭扭断断法法慢慢，，施施工工过过程程中中会会产产生生很很大大震震动动和和噪噪声声，，对对周周围围环环境境影影响响很很大大；；同同时时对对周周边边地地层层影影响响也也很很大大，，对对后后续续盾盾构构施施工工也也将将造造成成较较大大难难度度。。2、与水水冲冲法法对对比比水冲冲法法施施工工工工艺艺是是采采用用套套管管机机将将钢钢套套管管钻钻入入地地下下桩桩头头以以下下5~7m，然然后后采采用用高高压压水水枪枪打打入入高高压压水水，，高高压压水水冲冲击击桩桩体体与与套套管管间间隙隙的的土土体体，，经经过过高高压压水水的的冲冲击击，，水水与与土土体体混混合合成成泥泥浆浆，，然然后后抽抽排排泥泥浆浆。。最最后后将将剩剩余余的的混混凝凝土土桩桩用用起起重重设设备备吊吊出出。。该该工工法法施施工工速速度度较较