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[摘 要]本文針对侵入盾构隧道的钢筋混凝土桩基拔除施工技术从理论计算、设备钻进参数选择及设备改装等方面入手，着重分析拔桩的重点，并提出相应措施。仅供大家参考。
[关键词]盾构隧道 桩基拔除 成孔减摩吊出法
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0154-01
一、前言
侵入盾构隧道的钢筋混凝土桩基拔除施工技术，对我国城市的建设起着非常重要的作用，混凝土桩基的拔除技术也成为了建筑工程中的主要技术难点并有待解决研究。
二、工程概况
茶亭站-莫愁湖站区间有两处障碍桩，即原南京锅炉厂中心试验楼预制方桩基础和管材车间振冲灌注桩基础，现原地貌中这两座建筑已拆除，地貌已改变。
三、方案选择
清除障碍桩主要是采取一定的措施将原桩与桩周边土体分离开以减小桩周摩阻力，然后用大吨位的起重机将桩拔出，或是用振动锤击送的方，将桩身清除到盾构轮廓线底部以下。这样盾构机掘进就不会损坏刀盘，保证了盾构机安全及降低了掘进难度。由于侵入隧道的0.4×0.4m预制方桩和直径0.4m振冲灌注桩内均有钢筋，比较了几种（千斤顶顶桩法、桩周取土减摩振拔法、套钻成孔减摩吊出法、振动沉管加水力切割拔桩法）拔桩方法，根据南京地质特点及施工经验，选择了套钻成孔减摩吊出法。
四、废旧基础桩拔除中所遇到的主要困难
废旧基础桩拔除中所遇到的主要困难有以下几个方面：
1.由于这些废旧基桩埋置在土中“年长日久”而引成桩与桩周围土壤的附着力很大，而且从理论上也很难正确计算其附着力究竟有多大，也就很难正确选择起拔机械设备。
2.很难松动旧基桩与周围土壤之间的间隙，因此在起拔时，难以消除它的地心吸力，使空气与水传渗之桩的周围和桩底部而无法起拔。
3.由于无法正确计算它的附着力和粘结力就很难合理配备起拔设备。如有些废旧埋置深度在10M左右，现场有50-100吨的起重设备或人字扒杆也根本无法拔起。
4.根据以往废旧桩拔除施工过程中，采用大吨位起重机械施工时，安全隐患较大，如钢丝索具、铁链条断裂，而弹伤施工人员和造成大型起重机械的倾翻或人字扒杆的折断等事故，有时甚至危及施工人员的生命安生等。
五、桩基拔除主要施工措施
桩的抗拔承载力受两个方面影响：一是，桩身材料强度；二是，桩周围土所能提供的承载力。由于各类桩基所处的条件不同，拔桩方法和工艺也不尽相同，实际工作中有以下两种方法。
第一是直接拔桩。直接拔桩是最简单的拔桩方法，主要是依靠起拔机的动力克服桩周阻力和桩的自重将其拔出。需要注意的是拔桩速度不宜过快，宜慢慢向上将桩拔出，尤其是拔桩初期，对摩阻力的破坏有个过程，并且为了防止将桩拔断，必须考虑桩的材料强度。抗拔桩有各种类型，从受力机理和抗拔承载力组成来看，可分为等截面桩和变截面桩两类。对于等截面桩，它的抗拔承载力主要来自于桩身侧壁与土之间的摩阻力，为了顺利的将桩拔出，起拔力必须比桩身侧阻力大，而且应有一定的富余度。第二是减阻拔桩。一般情况下，拔桩过程中不能对桩进行破坏，但当起拔力超过桩身材料强度时容易将桩拔断。为了避免给施工造成不必要的麻烦，需要采用减阻拔桩法，减少桩周摩阻力，包括水冲减阻拔桩和用套管旋转疏松土体减阻拔桩。但桩拔除后的空隙难以回填，容易坍塌，因此每拔除一根桩后要立即将孔隙用土料填实，以减少土体坍塌、防止地面沉降。拔桩顺序也应间隔拔除或分组拔除，以减少对土体的扰动。所谓负摩阻力，就是桩周土层由于某种原因而产生超过或趋于超过桩身沉降时，作用在桩身底向下的摩阻力，这在桩的拔出过程中是不允许的。 此法需要在盾构机的刀盘刀头上面安装特殊的刀具，直接切割桩基。该方法不需要人工操作，因此施工过程比较安全，但需要对盾构机进行特殊的改造，因此价格比较昂贵。如果切割不充分，桩基内部的赶紧容易出现接团的现象，造成桩变形，对周围地层的扰动影响比较大。
六、桩基拔除施工过程
1.详细勘测，精确定桩位：
由于设计原因，进场后必须依地铁设计线路，并线路进行详细地质勘探，查明障碍桩位，探明桩长、桩径，为拔桩做好准备。根据废弃桩平面布置图及原施工记录，用全站仪精确定位欲拔桩的桩位，在桩位点打1根长约为16mm的钢筋做标识，再以桩点为圆心，第一重钢套筒的半径为半径画圆，用白灰洒出圆弧线。
2.埋设护筒
（一）在钻进之前，需埋设护筒，其直径1.2m，埋置深度从地面以下2.5m～3m，使原桩露出一定长度，便于套钻。对钢套筒的要求。套筒长度为废弃桩桩头至自然地坪以上500mm。套筒直径比桩径大约1000mm，单节套筒长度为4m，套筒之间采用机械连接。
（二）下套筒。使套筒轻轻落下，钻齿接触地面，开动全回转套管机驱动套管旋转并由液压装置对钢套筒施加一定的压力，使套筒旋转沉入土层，直至套筒进入预定标高。
（三）挖套管内土方，找出废弃桩头第一重套筒旋转就位后，移开全回转套管机，使用履带式吊装专用冲抓斗将土从套筒中逐斗抓出，直至露出废弃桩头。专用冲抓斗依靠自重冲击力将抓铲沉入土中，冲抓斗直径为800-2000mm不等，冲抓斗自质量为3-8t不等。
3.成孔过程中：
由于钻具重量大，施工时候扭矩大。钻进过程中应采用卷扬机减荷至30KN内钻进，并采用低转速小压力钻进参数。
为保证钻进过程中泥浆有足够的循环压力，达到翻碴清孔的效果。每次加套管时，必须使连接螺栓拧紧。 避免套管的连接法兰漏浆。
钻孔过程中要做好详细的施工记录，使泥浆粘度在18～22s，含砂率小于8%；胶体率大于90%。并进行二级净化，保证泥浆的质量。
4.桩基回填：
为使盾构隧道掘进时能顺利通过。钻孔需采用低标号砂浆回填，砂浆强度不能超过0.25Mp。
5.孔内残留钢筋：
对孔内残留钢筋或由孔口掉入孔内的钢筋，在原桩吊出之后，用强力磁铁打捞或用重锤锤击使残留钢筋避开盾构机掘进范围，否则残留钢筋会在掘进时造成盾构机刀具及螺旋输送机的损坏。
七、安全保证措施
认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，坚持管生产，必须保安全的原则。工程实施前，对投入本工程施工的机电设备和施工设备进行全面的安全检查，不符合安全规定的地方立即整改完善，并在施工现场设置必要的安全标识和警告牌。由专人员负责保养，交接班时，接班人员必须检查机械的各方面性能并明确当班工作内容。对已拔除工字钢空隙应及时注浆，填实处理。在城区施工考虑摩擦阻力大，开拔前对拔除型钢承力体系应予以复算。如利用地下室结构承受起吊机荷载，还应对结构强度进行复核，必要时应进行加固处理。一般型钢拔除时压力为10～15Mpa，在老城区拔除时压力将在20Mpa左右。因此在拔除型钢两侧在压顶各铺设-钢扳，尽量分散型钢拔除时压力，避免压顶破坏。在对拔除过程中降水出现管井灌水涌砂现象处理应立即停止拔除工作，分析原因，及时封堵涌砂口子。
八、结束语
通过对新时期下钢筋混凝土桩基拔除的施工技术分析，进一步确定了桩基拔除技术的应用的价值，相信在未来，桩基拔除的技术一定会得到各个施工单位的重视和利用。
参考文献
[1] 刘建航，侯学渊。盾构法隧道[M].北京：中国铁道出版社，2011年.
[2] 蒋连接，程洋，顾光民，等.宿迁城区废弃桩问题及处理方法探讨[J].低温建筑技术，2014年1期：97-98.
[3] 武纲.对桩拔除工程中若干问题的探讨[J].科技情报开发与经济，2013年22期：210-211.
[关键词]盾构隧道 桩基拔除 成孔减摩吊出法
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0154-01
一、前言
侵入盾构隧道的钢筋混凝土桩基拔除施工技术，对我国城市的建设起着非常重要的作用，混凝土桩基的拔除技术也成为了建筑工程中的主要技术难点并有待解决研究。
二、工程概况
茶亭站-莫愁湖站区间有两处障碍桩，即原南京锅炉厂中心试验楼预制方桩基础和管材车间振冲灌注桩基础，现原地貌中这两座建筑已拆除，地貌已改变。
三、方案选择
清除障碍桩主要是采取一定的措施将原桩与桩周边土体分离开以减小桩周摩阻力，然后用大吨位的起重机将桩拔出，或是用振动锤击送的方，将桩身清除到盾构轮廓线底部以下。这样盾构机掘进就不会损坏刀盘，保证了盾构机安全及降低了掘进难度。由于侵入隧道的0.4×0.4m预制方桩和直径0.4m振冲灌注桩内均有钢筋，比较了几种（千斤顶顶桩法、桩周取土减摩振拔法、套钻成孔减摩吊出法、振动沉管加水力切割拔桩法）拔桩方法，根据南京地质特点及施工经验，选择了套钻成孔减摩吊出法。
四、废旧基础桩拔除中所遇到的主要困难
废旧基础桩拔除中所遇到的主要困难有以下几个方面：
1.由于这些废旧基桩埋置在土中“年长日久”而引成桩与桩周围土壤的附着力很大，而且从理论上也很难正确计算其附着力究竟有多大，也就很难正确选择起拔机械设备。
2.很难松动旧基桩与周围土壤之间的间隙，因此在起拔时，难以消除它的地心吸力，使空气与水传渗之桩的周围和桩底部而无法起拔。
3.由于无法正确计算它的附着力和粘结力就很难合理配备起拔设备。如有些废旧埋置深度在10M左右，现场有50-100吨的起重设备或人字扒杆也根本无法拔起。
4.根据以往废旧桩拔除施工过程中，采用大吨位起重机械施工时，安全隐患较大，如钢丝索具、铁链条断裂，而弹伤施工人员和造成大型起重机械的倾翻或人字扒杆的折断等事故，有时甚至危及施工人员的生命安生等。
五、桩基拔除主要施工措施
桩的抗拔承载力受两个方面影响：一是，桩身材料强度；二是，桩周围土所能提供的承载力。由于各类桩基所处的条件不同，拔桩方法和工艺也不尽相同，实际工作中有以下两种方法。
第一是直接拔桩。直接拔桩是最简单的拔桩方法，主要是依靠起拔机的动力克服桩周阻力和桩的自重将其拔出。需要注意的是拔桩速度不宜过快，宜慢慢向上将桩拔出，尤其是拔桩初期，对摩阻力的破坏有个过程，并且为了防止将桩拔断，必须考虑桩的材料强度。抗拔桩有各种类型，从受力机理和抗拔承载力组成来看，可分为等截面桩和变截面桩两类。对于等截面桩，它的抗拔承载力主要来自于桩身侧壁与土之间的摩阻力，为了顺利的将桩拔出，起拔力必须比桩身侧阻力大，而且应有一定的富余度。第二是减阻拔桩。一般情况下，拔桩过程中不能对桩进行破坏，但当起拔力超过桩身材料强度时容易将桩拔断。为了避免给施工造成不必要的麻烦，需要采用减阻拔桩法，减少桩周摩阻力，包括水冲减阻拔桩和用套管旋转疏松土体减阻拔桩。但桩拔除后的空隙难以回填，容易坍塌，因此每拔除一根桩后要立即将孔隙用土料填实，以减少土体坍塌、防止地面沉降。拔桩顺序也应间隔拔除或分组拔除，以减少对土体的扰动。所谓负摩阻力，就是桩周土层由于某种原因而产生超过或趋于超过桩身沉降时，作用在桩身底向下的摩阻力，这在桩的拔出过程中是不允许的。 此法需要在盾构机的刀盘刀头上面安装特殊的刀具，直接切割桩基。该方法不需要人工操作，因此施工过程比较安全，但需要对盾构机进行特殊的改造，因此价格比较昂贵。如果切割不充分，桩基内部的赶紧容易出现接团的现象，造成桩变形，对周围地层的扰动影响比较大。
六、桩基拔除施工过程
1.详细勘测，精确定桩位：
由于设计原因，进场后必须依地铁设计线路，并线路进行详细地质勘探，查明障碍桩位，探明桩长、桩径，为拔桩做好准备。根据废弃桩平面布置图及原施工记录，用全站仪精确定位欲拔桩的桩位，在桩位点打1根长约为16mm的钢筋做标识，再以桩点为圆心，第一重钢套筒的半径为半径画圆，用白灰洒出圆弧线。
2.埋设护筒
（一）在钻进之前，需埋设护筒，其直径1.2m，埋置深度从地面以下2.5m～3m，使原桩露出一定长度，便于套钻。对钢套筒的要求。套筒长度为废弃桩桩头至自然地坪以上500mm。套筒直径比桩径大约1000mm，单节套筒长度为4m，套筒之间采用机械连接。
（二）下套筒。使套筒轻轻落下，钻齿接触地面，开动全回转套管机驱动套管旋转并由液压装置对钢套筒施加一定的压力，使套筒旋转沉入土层，直至套筒进入预定标高。
（三）挖套管内土方，找出废弃桩头第一重套筒旋转就位后，移开全回转套管机，使用履带式吊装专用冲抓斗将土从套筒中逐斗抓出，直至露出废弃桩头。专用冲抓斗依靠自重冲击力将抓铲沉入土中，冲抓斗直径为800-2000mm不等，冲抓斗自质量为3-8t不等。
3.成孔过程中：
由于钻具重量大，施工时候扭矩大。钻进过程中应采用卷扬机减荷至30KN内钻进，并采用低转速小压力钻进参数。
为保证钻进过程中泥浆有足够的循环压力，达到翻碴清孔的效果。每次加套管时，必须使连接螺栓拧紧。 避免套管的连接法兰漏浆。
钻孔过程中要做好详细的施工记录，使泥浆粘度在18～22s，含砂率小于8%；胶体率大于90%。并进行二级净化，保证泥浆的质量。
4.桩基回填：
为使盾构隧道掘进时能顺利通过。钻孔需采用低标号砂浆回填，砂浆强度不能超过0.25Mp。
5.孔内残留钢筋：
对孔内残留钢筋或由孔口掉入孔内的钢筋，在原桩吊出之后，用强力磁铁打捞或用重锤锤击使残留钢筋避开盾构机掘进范围，否则残留钢筋会在掘进时造成盾构机刀具及螺旋输送机的损坏。
七、安全保证措施
认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，坚持管生产，必须保安全的原则。工程实施前，对投入本工程施工的机电设备和施工设备进行全面的安全检查，不符合安全规定的地方立即整改完善，并在施工现场设置必要的安全标识和警告牌。由专人员负责保养，交接班时，接班人员必须检查机械的各方面性能并明确当班工作内容。对已拔除工字钢空隙应及时注浆，填实处理。在城区施工考虑摩擦阻力大，开拔前对拔除型钢承力体系应予以复算。如利用地下室结构承受起吊机荷载，还应对结构强度进行复核，必要时应进行加固处理。一般型钢拔除时压力为10～15Mpa，在老城区拔除时压力将在20Mpa左右。因此在拔除型钢两侧在压顶各铺设-钢扳，尽量分散型钢拔除时压力，避免压顶破坏。在对拔除过程中降水出现管井灌水涌砂现象处理应立即停止拔除工作，分析原因，及时封堵涌砂口子。
八、结束语
通过对新时期下钢筋混凝土桩基拔除的施工技术分析，进一步确定了桩基拔除技术的应用的价值，相信在未来，桩基拔除的技术一定会得到各个施工单位的重视和利用。
参考文献
[1] 刘建航，侯学渊。盾构法隧道[M].北京：中国铁道出版社，2011年.
[2] 蒋连接，程洋，顾光民，等.宿迁城区废弃桩问题及处理方法探讨[J].低温建筑技术，2014年1期：97-98.
[3] 武纲.对桩拔除工程中若干问题的探讨[J].科技情报开发与经济，2013年22期：210-211.