本實(shí)用新型涉及軟土區(qū)盾構(gòu)掘進(jìn)穿越既有橋梁拔樁施工領(lǐng)域，具體而言是軟土區(qū)盾構(gòu)掘進(jìn)穿越橋梁拔樁技術(shù)及施工方法。

背景技術(shù)：

隨著城市化進(jìn)程不斷加速，城市軌道交通設(shè)施愈發(fā)重要。在地鐵線路規(guī)劃過程中，原則上盡量采用現(xiàn)有干線道路下面空間，但是在地鐵隧道盾構(gòu)施工過程中，難免遇到隧道需要從現(xiàn)有橋梁下的樁基穿過。為使盾構(gòu)順利推進(jìn)，需要進(jìn)行隧道盾構(gòu)前方障礙物的拔除施工，這也成為城市地下通道挖掘過程中重要的工藝。

一般拔樁施工場(chǎng)地分為地下、地上及水上等幾類，針對(duì)不同的情況有不同方案及拔樁設(shè)備，如橋墩臺(tái)的樁基拔除可能在水上進(jìn)行，要借助船舶等作為反力裝置進(jìn)行拔樁施工；而陸上拔樁則可能要用到專用拔樁機(jī)、起重機(jī)及千斤頂?shù)?。?dāng)要拔除的樁基的上方或周圍的建筑物較為重要時(shí)，為了不影響上部建筑物或相鄰建筑物的安全，還要采用對(duì)移除樁基部分地基的托換技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服軟土地區(qū)地鐵隧道盾構(gòu)施工過程中遇到隧道需要從現(xiàn)有橋梁下的樁基穿過、使盾構(gòu)順利推進(jìn)的難點(diǎn),本實(shí)用新型提供了一種穩(wěn)定性好、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的軟土區(qū)盾構(gòu)掘進(jìn)拔樁裝置及施工方法

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種軟土盾構(gòu)掘進(jìn)區(qū)穿越既有橋梁拔樁裝置，包括履帶吊、反力架、全套管機(jī)、倒三角錘和全套管；所述全套管機(jī)驅(qū)動(dòng)全套管旋轉(zhuǎn)切割沉入原有樁，所述全套管每節(jié)套管均采用螺栓接頭連接而成，在全套管底部安裝刀頭；在全套管和原有樁之間設(shè)有倒三角錘；履帶吊通過鋼絲繩連接倒三角錘；反力架設(shè)于履帶吊和全套管機(jī)之間。

作為優(yōu)選：所述履帶吊通過鋼絲繩還連接有抓斗。

本實(shí)用新型具有以下的特點(diǎn)和有益效果：采用完全鋼套筒沉入將樁身與土體分離減摩后將舊樁拔除的方法，具有穩(wěn)定性高、施工速度快等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，能保證施工質(zhì)量，保障后續(xù)工程施工應(yīng)用前景良好。

附圖說明

圖1為軟土區(qū)盾構(gòu)掘進(jìn)越橋梁拔樁施工工藝流程示意圖。

圖2為鋼鍥的吊入示意圖。

圖3為抓斗清障示意圖示意圖。

附圖標(biāo)記說明：履吊帶1、反力座2、全套管機(jī)3、倒三角錘4、全套管5、反力板6、抓斗7、原有樁8。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。下述實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

如圖1至圖3所示，本實(shí)施例的軟土盾構(gòu)掘進(jìn)區(qū)穿越既有橋梁拔樁裝置：包括履帶吊1、反力架2、全套管機(jī)3、倒三角錘4和全套管5；所述全套管機(jī)3驅(qū)動(dòng)全套管5旋轉(zhuǎn)切割沉入原有樁8，所述全套管5每節(jié)套管均采用螺栓接頭連接而成，在全套管5底部安裝刀頭；在全套管5和原有樁8之間設(shè)有倒三角錘4；履帶吊1通過鋼絲繩連接倒三角錘4；反力架2設(shè)于履帶吊1和全套管機(jī)3之間。所述360度全回轉(zhuǎn)套管機(jī)驅(qū)動(dòng)鋼套管360度旋轉(zhuǎn)切割沉入，進(jìn)行樁身與土體有效分離并輔以專用設(shè)備將鋼絲繩下放與樁身牢固鎖扣然后用大型起重設(shè)備配合將舊樁拔除。所述鋼套管一方面將頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備提供的扭矩和壓入力傳遞給刀頭，另一方面在鉆進(jìn)的過程中起到支護(hù)孔壁，防止孔壁坍塌的作用。鋼套管單節(jié)長(zhǎng)度6m，根據(jù)實(shí)際樁長(zhǎng)不同組合，并在實(shí)際施工中靈活調(diào)配，鋼套管直徑根據(jù)實(shí)際情況靈活選取。每節(jié)鋼套管均采用螺栓接頭連接而成，在鋼套管底部安裝刀頭，刀頭上的合金齒可用于穿越土層、混凝土以及其他障礙物。所述起重設(shè)備及吊索具主要包括起重機(jī)、履帶吊和鋼絲繩，根據(jù)實(shí)際情況配置相應(yīng)規(guī)格。

軟土區(qū)盾構(gòu)掘進(jìn)越橋梁拔樁的施工流程如圖1所示。

具體實(shí)施如下：

(1)施工準(zhǔn)備

拔樁前需做好施工平臺(tái)以滿足360度全回轉(zhuǎn)套管機(jī)3的施工要求，根據(jù)工程的施工特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)情況組織施工人員和機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，對(duì)人員進(jìn)行培訓(xùn)和交底并對(duì)其設(shè)備進(jìn)行調(diào)試；同時(shí)接入臨時(shí)用水和用電。

(2)測(cè)量放線

拆除橋梁面板后，根據(jù)原樁基施工圖，測(cè)量記錄樁的坐標(biāo)，進(jìn)行放樣確定須做拔除處理的樁基范圍及數(shù)量，并對(duì)其進(jìn)行編號(hào)，以便擬定合理的拔樁順序和拔樁設(shè)備就位實(shí)施拔樁。

(3)全回轉(zhuǎn)設(shè)備就位、固定

全回轉(zhuǎn)套管機(jī)3跑位至樁位處，利用十字定位板與樁位中心對(duì)準(zhǔn)定位(擬拔鉆孔灌注樁與清孔成同心圓)，全回轉(zhuǎn)套管機(jī)3移動(dòng)就位。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)放線定位，全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)固定在鉆孔樁中心上方，并與動(dòng)力箱、操作室相接；然后安裝反力架2(反力架的作用是當(dāng)鉆機(jī)全回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)過程中防止機(jī)器發(fā)生扭動(dòng))，反力架2的另一頭停置一部履帶吊1，該吊車履帶壓住反力架2，吊車同時(shí)可配合安裝鋼套筒和拔樁工作。

(4)全回旋套管機(jī)3帶動(dòng)鋼套管沉入

鋼套管5在履帶吊1的配合下吊入全套管回轉(zhuǎn)機(jī)3內(nèi)，調(diào)整機(jī)身垂直度，并使機(jī)身抱箍系統(tǒng)中心與清孔中心保持垂線方向一致。由全回轉(zhuǎn)套管機(jī)3環(huán)抱驅(qū)動(dòng)鋼套管5旋轉(zhuǎn)開始沉入。壓入過程中每節(jié)套管壓入的精度都將直接影響鉆孔的施工質(zhì)量，每節(jié)套管放入夾管裝置，收縮夾管液壓缸，利用鉆機(jī)和導(dǎo)向糾偏裝置將套管的垂直精度調(diào)整到要求的范圍內(nèi)。鉆進(jìn)過程中隨時(shí)利用設(shè)備自帶的水平監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢驗(yàn)套管垂直度，并每孔三次在套管的兩個(gè)垂直方向架設(shè)經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直度復(fù)核控制。

由全回轉(zhuǎn)套管機(jī)3環(huán)抱驅(qū)動(dòng)鋼套管5旋轉(zhuǎn)沉入到預(yù)定深度，一般為盾構(gòu)底標(biāo)高下3米，從而實(shí)現(xiàn)大幅度減小樁身與樁周土體摩阻力。

(5)拔除鉆孔灌注樁

考慮到本工程樁基直徑較大、樁長(zhǎng)較深、整樁抗拔力較大等因素，整個(gè)拔樁過程我們擬采用分段截除，分段吊離，多次重復(fù)的方式。

原有樁8的切斷：鋼套管5沉入預(yù)定深度后，實(shí)現(xiàn)了樁周分離減摩，然后下放特制的倒三角錘4(重量5t、長(zhǎng)5m)到套管內(nèi)，切入原有樁8與鋼套5管間，由全回轉(zhuǎn)套管機(jī)3環(huán)抱驅(qū)動(dòng)鋼套管5旋轉(zhuǎn)，通過倒三角錘4帶動(dòng)原有樁8偏心旋轉(zhuǎn)，分段將原有樁8切斷，鋼筋籠也扭斷，通過觀察全回轉(zhuǎn)套管機(jī)3自帶的控制壓力計(jì)數(shù)值減小，確定已斷開。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，有鋼筋籠的老樁自行斷成7米左右，無鋼筋籠段的老樁自行斷成較短，甚至粉碎。

清除原有樁8：當(dāng)原有樁8與套管5同時(shí)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將倒三角錘4取掉，并下放鋼絲繩將已被截?cái)嗖⑴c整個(gè)樁身脫離的部分樁鎖扣牢固一次性拔出；實(shí)施完成上部樁體拔除。如在拔除的過程中樁體發(fā)生斷裂、粉碎等，可采用吊車配備抓斗7抓除剩余樁體。

壓入清理：在原有樁8頭確認(rèn)好之前，清理套管內(nèi)的砂土。用抓斗7清除施工過程中掉入套管內(nèi)的泥土再次暴露出樁頭。

全部清除原有樁：將鋼套管5的下端旋挖至原有樁設(shè)計(jì)拔除位置，當(dāng)原有樁8與套管5同時(shí)旋轉(zhuǎn)時(shí)，用抓斗7將剩余的原有樁取出。

鋼套管5旋轉(zhuǎn)切割障礙物一定深度后，便可以使用吊機(jī)利用沖抓斗清除。清除碎塊樁體時(shí)，如沖抓斗抓除困難，可改用沖錘再次破碎后抓除。

拔樁過程中起拔速度不宜過快，一邊用起重設(shè)備緩慢用力，一邊用全回轉(zhuǎn)套管機(jī)3驅(qū)動(dòng)鋼套管5旋轉(zhuǎn)減少樁體摩擦應(yīng)力。拔除的舊樁8整齊堆放于現(xiàn)場(chǎng)，待累計(jì)一定數(shù)量后即時(shí)清理或外運(yùn)。

(6)樁孔回填

原有樁8拔除后，樁孔必須進(jìn)行回填?；靥畹馁|(zhì)量很重要，須保障回填料既要達(dá)到一定的強(qiáng)度，強(qiáng)度以略高于原狀土為宜，要求密實(shí)、均勻。擬采用制拌均勻的水泥土進(jìn)行回填。水泥土的拌制是采用一般的素土中摻入7～10％水泥反復(fù)攪拌而成。樁孔水泥土回填的要求如下：

土方選用不得有大于5cm以上的塊體，不得有建筑垃圾等摻合物，水泥采用32.5以上的普通硅酸鹽水泥。

水泥摻量控制在7～10％左右，即每立方土中加入130～180kg水泥左右，強(qiáng)度控制在0.5mPa左右。攪拌時(shí)采用挖機(jī)翻拌，要求攪拌均勻，不得出現(xiàn)水泥塊堆結(jié)現(xiàn)象，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。

回填過程中鋼套管5的拔除須與回填工作同步進(jìn)行，先填后拔，不能一次性將孔填滿再拔除套管，以防止拔出鋼套管5時(shí)將回填的土方松動(dòng)?；靥钋跋炔捎米ザ?清除拔樁時(shí)掉入鋼套管內(nèi)的松散土，然后再逐層填入要求的好土，并及時(shí)測(cè)量回填深度，每回填2～3m高度后須拔出鋼套管1.5～2.5m，但要保證每回填一層完成后須用重錘夯擊數(shù)次，確?；靥钜衙軐?shí)并始終保持鋼套管5底部要在回填料以下。

(7)套管機(jī)驅(qū)動(dòng)拔出鋼套管

由套管機(jī)3驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)拔出鋼套管5。設(shè)備移位至下一樁位處。

另外，為應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，常見問題的應(yīng)對(duì)措施如下：

此類工程拔樁的難度和風(fēng)險(xiǎn)較大，原樁基因施工原因可能存在樁身擴(kuò)徑、樁身傾斜、等質(zhì)量問題，或因施工后由于地質(zhì)、水文、年限等原因造成局部破碎、斷裂等情況或者在拔樁施工的過程中仍不可避免地發(fā)生樁體拔斷等情況，針對(duì)這些可能存在的困難因素，可預(yù)先采用以下措施：

(1)擬采用比樁直徑大100cm的鋼套筒，有效預(yù)防常規(guī)施工方法下樁身擴(kuò)徑或傾斜率過大導(dǎo)致被鋼套管切削或切斷至套管外而無法拔除的后果；

(2)樁身被切屑或局部破碎、斷裂等導(dǎo)致殘留在孔內(nèi)的舊樁和障礙物通過抓斗實(shí)施徹底清除；

(3)拔樁時(shí)將鋼絲繩通過專用設(shè)備送入樁下部，鎖扣點(diǎn)設(shè)計(jì)在樁身下部，從底部進(jìn)行吊拔，滿足了樁下部無鋼筋的起拔抗拉要求，這樣即使樁身存在局部破碎、斷裂等情況也同樣能夠達(dá)到拔樁清障的目的；

(4)如果在拔樁過程中，發(fā)生繩具斷裂或破壞，可以用沖抓斗將上部土體清除，實(shí)施二次拔樁；仍可以繼續(xù)實(shí)施將樁拔除；

(5)如出現(xiàn)樁位移位或樁身太過傾斜情況可實(shí)施二次定位校正樁中心，使其能被鋼套管分離從而實(shí)現(xiàn)整樁全部清除。