水沖法對原場地廢管樁拔除技術

水沖法對原場地廢管樁拔除技術摘要：在施工治理的過程中，需要將一種預制混凝土管樁拆除并重復利用，為此提出了水沖法拔除混凝土預制管樁施工技術，利用水射流破土機理破壞管樁周邊地層，減小管樁周圍摩擦阻力，降低管樁抗拔力，從而實現(xiàn)管樁的拔除，該拔樁施工方法效率高、經(jīng)濟效益好。PHC棄樁拔除施工需要考慮場地的地質(zhì)條件、工期及施工成本等因素，應避免斷樁以及對周邊建筑物和管線產(chǎn)生不利影響。關鍵詞:拔樁；PHC管樁；地下結(jié)構(gòu)；地基清障；施工技術隨著城鎮(zhèn)化的不斷推進建設，城市改造項目日趨增多。與此同時，土地供應日趨緊張，城市改造的項目呈快速增長的趨勢。在城市改造項目開發(fā)過程中均不可避免的遇到早期城市建筑物的樁基。處理城市舊樁基的方法有繞避、拔除及重復利用。若對舊樁基作繞避處理，不僅不能從根本上解決舊樁基問題，而且會造成樁基過密過多的后果。若舊樁基的耐久性和承載力滿足繼續(xù)使用的條件，可對舊樁基進行重復利用。當舊樁基的耐久性和承載力無法滿足工程需要，則需要對舊樁基進行拔除處理。拔樁施工受地質(zhì)環(huán)境的影響大，難度高，若對舊樁基進行拔除處理，需要綜合考慮拔樁施工的工期、施工成本以及對周邊環(huán)境的影響。但城市的快速發(fā)展使得早期城市的廢舊樁基處理問題變得更加突出，如何快速、高效地處理這些棄樁必將成為城市建設迫切需要解決的問題。1工程概況浙江省人民醫(yī)院富陽院區(qū)（一期）工程場地內(nèi)原為造紙廠生產(chǎn)線、倉庫、辦公樓等區(qū)域，在工程試樁及三軸圍護樁施工過程中，發(fā)現(xiàn)場地地下2米左右暴露出大量原有預制管樁和地下條形基礎、獨立基礎、連續(xù)墻及塔吊基礎等，其中部分管樁與本工程正式圍護樁、工程樁位置重疊，鉆孔灌注樁圍護樁、鉆孔灌注樁立柱樁、三軸水泥攪拌樁、工程樁施工時無法避開。為保證工程進度和質(zhì)量目標的實現(xiàn)，節(jié)約地下結(jié)構(gòu)處理費用，有必要對工程施工技術進行研究，形成完整的地下障礙物處理施工技術。2施工方案選取根據(jù)已獲得的原有竣工圖，發(fā)現(xiàn)原有φ500，φ400預應力混凝土薄壁管樁，樁長18米和21米，數(shù)量約1200根，埋深于場地地表下1-2米。通過檢測發(fā)現(xiàn)，原管樁強度低、未達到持力層，無法作為本工程工程樁和圍護樁使用，因此對可避讓的管樁區(qū)域，基坑圍護采取加樁繞打的方式，無法避讓的管樁采取拔樁的方式拔除并回填，由于場內(nèi)地表水豐富，地下水位較高，土層滲透性強，在基坑止水帷幕未形成前無法組織有效降水，無法整體取土暴露樁位，預估需拔出的樁數(shù)為480根。除拔樁外的地下障礙物（包含未拔的管樁），采取開挖后清障、破碎等方式移除。目前國內(nèi)市場中主要有水沖工法拔樁、FECE全回轉(zhuǎn)拔樁法及全回轉(zhuǎn)全套管工法拔樁。FECE全回轉(zhuǎn)拔樁法采用雙層套管回轉(zhuǎn)鉆進的方法切削樁周土體，減少樁側(cè)摩阻力，但需要有專門的FECE全回轉(zhuǎn)拔樁機，施工造價高；全回轉(zhuǎn)套管鉆機的液壓驅(qū)動鋼套管旋轉(zhuǎn)切割速度慢，機械設備需配重借助反力將鋼套管下壓，行走須用吊車，準確定位難；考慮到場地周邊有城市主干道，緊靠高鐵站，需要環(huán)保清潔、安全可靠的施工方式，結(jié)合關鍵工期節(jié)點要求，選擇水沖法對廢棄管樁進行拔除施工。3施工工藝3.1工藝流程樁位定位→同步進行吊機設備場地布置與機械、電力系統(tǒng)、后臺作業(yè)指揮系統(tǒng)定位→作業(yè)平臺就位→吊裝設備就位→套管套住待拔管樁并沿管樁振入地下→振入過程中同步高壓射水及高壓噴氣，將管樁周圍土體沖釋成大量泥漿→待鋼套管振至樁底→將泥漿排出→將管樁吊出鋼套管→起同步回填土作業(yè)→起拔套管→主機臺定位銷撤除→轉(zhuǎn)場施工重復上述步驟循環(huán)至全部施工完畢→清場、竣工、撤離3.2樁位確定管樁樁頭大致在原始地面以下2-3m處，根據(jù)工程樁施工位置，對廢棄管樁密集區(qū)域首先由測量人員使用GPS和全站儀全面精確放樣，復核后并作出標記。開挖樁孔并驗收取證，明確是否需進行拔樁處理。3.3套管就位樁位確認后，在需要移除的樁位位置，安放鋼板作為施工平臺。吊機就位后，由吊機吊住振動錘并用振動錘的夾具夾緊鋼套管，起吊并使鋼套管處于垂直狀態(tài)，與待拔管樁樁位對齊位置，并隨時觀察和控制鋼套管的垂直度使之滿足拔樁施工要求。3.4振動套管用振動錘振動下沉鋼套管至樁底標高并至少超深0.5m，振動過程中通過鋼套管內(nèi)設置的導向裝置，保持鋼套管與管樁之間的距離和垂直度。若出現(xiàn)斜樁，再振動過程中由導向裝置調(diào)節(jié)套管斜度，保證與拔除管樁斜度的一致性。下沉就位后移除固定在鋼套管頂部的振動錘。3.5高壓射水、噴氣清孔在下沉過程中，開啟空壓機和高壓離心式水泵同步將鋼套管內(nèi)管樁外側(cè)土體沖釋成泥漿至樁身被獨立剝離出來，并且通過高壓噴氣，將鋼套管內(nèi)泥漿隨氣流全部溢出套管。3.6吊出管樁使用鋼絲繩將管樁樁體捆綁牢固，用吊機緩慢地起拔樁體至整體脫離鋼套管。3.7回填作業(yè)及鋼套管拔除施工待樁體拔除后，利用吊機和漏斗將回填材料灌入鋼套管孔洞內(nèi)?；靥畈牧鲜褂矛F(xiàn)場取黏土和水泥拌合而成，水泥摻量7.5%，拌合均勻后再投送至套管內(nèi)。為避免坍孔等情況的發(fā)生，回填作業(yè)應與起拔套管同時進行，回填時先回至鋼套管約二分之一處，然后使用吊機吊住振動錘對鋼套管進行連續(xù)振動，先將鋼套管往下振動，再往上振動，重復兩到三次，隨著鋼套管的不斷振動，回填材料的填充高度不斷下降，并繼續(xù)向鋼套管內(nèi)灌入回填材料，直至鋼套管內(nèi)填充密實，始終保持套管內(nèi)填土面高于套管底面。4特殊情況處理4.1斷樁的處理辦法在樁體受損或存在薄弱點，在拔除過程中無法承受起拔力時會發(fā)生斷樁，或者在拔除過程中與器械發(fā)生摩擦造成斷樁。由于預制樁連接焊縫施工質(zhì)量參差不齊，而且在地下水作用下易出現(xiàn)銹蝕，在拔除預制樁的時候，斷樁發(fā)生的概率較高。在遇到斷樁時，先需將上部管樁吊出并將泥漿水排出至斷面以下，再由人工下到孔內(nèi)焊接樁帽或者套上鋼絲繩后將斷樁拔出。4.2沉降控制雖然水沖法拔除管樁在鋼套管內(nèi)進行拔樁及回填施工，對地下原狀土不破壞或破壞小，對地下土體不產(chǎn)生擾動或產(chǎn)生很小的擾動，但是在振動鋼套管及高壓射水、高壓噴氣時不可避免的會對周圍土體造成擾動，因此要在拔除管樁后及時回填并且回填材料必須嚴格按照設計配合比實施。5實施效果水沖法管樁拔除技術是一種經(jīng)濟可靠的PHC管樁拔除施工工法，該拔樁施工工法有以下特點：（1）采用高壓射水將樁身周邊泥土沖散，大幅度降低樁身摩擦阻力，起吊樁身時僅需考慮樁身重量即可，對地基承重要求大幅度降低。同時吊機機械參數(shù)要求也予以降低，根據(jù)樁身及振動錘振動錘重量予以選擇即可。（2）因?qū)吨苓吥Σ磷枇档?，拔除速度加快，預計在普通地質(zhì)狀況下一天可拔除5-6根，大大提高拔樁效率，節(jié)約工期。（3）水沖工法拔樁施工在鋼套管內(nèi)進行拔樁及回填施工，對地下原狀土不破壞或破壞小，對地下土體不產(chǎn)生擾動或產(chǎn)生很小的擾動。由于鋼套管對孔壁的支撐，在鋼套管周邊的土體應力尚未釋放時，就已經(jīng)將樁拔除并及時回填，對周邊的構(gòu)筑物無影響。（4）水沖法拔樁施工本身是一項節(jié)能環(huán)保的施工工藝，在拔樁過程中所溢出的泥水排入事先準備好的沉淀池，待沉淀完成后，所析出的清水可以用于施工場地進出口的車輛沖洗及現(xiàn)場施工使用。6結(jié)論在城市地下空間不斷更新的背景下，地下結(jié)構(gòu)、地下空間的處理再利用也將是我們未來探索的主題。通過對水沖法拔除廢棄管樁的工藝在本項目地下結(jié)構(gòu)處理拔樁的施工實踐，表明該工法具有適應性強、工效高、安全環(huán)保的特點，是一種可在復雜施工條件下進行地下清障的優(yōu)選工藝，在拓展地下建筑空間方面極具應用價值。參考文獻[1]李松晏,梁森,王斌,張明.超深淤泥質(zhì)軟土中預應力管樁施工質(zhì)量控制技術研究與應用[J].施工技術,2017,46(01):18-20+24.[2]陳云琴.淺談靜壓預應力管樁引孔施工[J].福建建設科技,2017(03