套管法拔除護堤樁對河堤影響論文

套管法拔除護堤樁對河堤影響論文

　　1工程概況

　　本工程盾構段下穿某河道，河道西堤岸的護堤樁與盾構段路線沖突，其中西岸平臺高程為8.5m，盾構隧道頂高程約為一6. 2m，西岸灌注樁樁底高程為一15m。盾構機難以穿越河堤護堤樁，需對堤岸的護堤樁進行處理，整體處理思路是“先加固、后拔樁、再恢復”，主要任務是在確保堤防安全的前提下，置換現有堤岸護堤樁，使得盾構機順利穿過堤基及河床。拔樁過程中保證堤岸的安全穩定至關重要，所以在本工程拔樁過程中對堤岸的位移進行跟蹤監測并對數據進行分析是重要的工作，對于指導樁體的順利拔出和對堤岸的安全穩定評估起到了關鍵作用。

　　拔樁場地內，地層結構自上而下為:①素填土(粉質粘土):灰黃，可塑，局部軟塑，層厚0. 308. 80m ;①雜填土:褐色，主要為建筑垃圾，透水性大，厚度變化大，個別孔可見水泥大塊，層厚0. 30 ~ 9. 80m ;②淤泥質粉質粘土:灰色，飽和，流塑，高壓縮性，局部夾薄層粉土，層厚0. 6018. 0m ;③粉質粘土:灰褐色，飽和，軟塑一流塑，最大可見厚度19. 20m，層頂埋深2. 80~29. 00m 。

　　2拔樁前地基加固處理

　　由于拔樁工程場地有限，首先需對樁周圍進行圍堰，用高壓旋噴樁加固圍堰土體，擴大加固施工場地;然后利用圍堰，選擇合適的機械進行托換鉆孔灌注樁施工作業。

　　2. 1高壓旋噴樁加固

　　采用的高壓旋噴樁直徑0. 6m，樁長18m，縱橫間距800mm x 800mm，梅花形布置，西岸共196根。采用新二管法高壓噴射，以大于35 MPa的高壓水泥漿射流通過小1. 9mm的噴嘴噴出，水泥漿射流四周以壓縮空氣加以保護。隨著噴管的旋轉與提升，高壓水泥漿射流沖切破壞土體，由于漿射流的能量較大，將水泥漿與粘土摻攪形成樁體;同時壓縮氣也起到升揚置換的作用，使切割的部分土體從孔口冒出，水泥漿與粘土混合物固結后，形成所需要的加固體。

　　2. 2托換鉆孔灌注樁加固

　　西岸盾構隧道范圍外(盾構隧道邊線外1m)采用了9根、直徑0. 8m、深23 m的鉆孔灌注樁加固;盾構的內直徑4000 mm、外直徑4700 mm;盾構隧道范圍內采用了6根、直徑0. 8m、深12. 9m的鉆孔灌注樁加固。樁頂設1. 5m x 0. 6m的鋼筋混凝土聯系梁。

　　3拔樁方法的選擇

　　障礙樁拔除實質上是一個克服樁側摩阻與樁身自重，將深埋于地下的樁(包括預制方樁、預制PHC管樁、鉆孔灌注樁等)從土壤中拔出的過程。由于樁側摩阻力與樁身自重非常大，特別是樁側摩阻力很大，直接用日常起吊設備無法直接將障礙樁從地下拔出，素混凝土樁則更難拔出地表。而且在拔樁過程中，基樁很容易折斷成多節，大大增加了拔樁的難度。因此，在障礙樁拔除之前，首先必須選用合適的方法，將樁土分離，消彈樁側摩阻力，同時需要保證不把障礙樁折斷或把己折斷的樁控制在可分段拔除的措施內，確保后續工程能夠順利開展，然后再使用日常起吊設備將障礙樁拔出。通過對拔樁方法進行比選，結合本次工程施工工況及現場環境，選取套管法拔樁作為本次拔樁工程的拔樁方法。

　　3. 1套管法拔樁施工工藝

　　套管法拔樁施工使用的拔樁機采用工程鉆機改裝而成，其傳遞動力的“鉆桿”是鋼質套管。主要流程如下:①實施樁土分離時，將套管中心對準棄樁中心，在拔樁機動力的驅動下，慢慢利用泥漿正循環鉆進，直至棄樁樁底;②樁土分離完成后，將套管提起，然后將拔樁用鋼絲繩有套的一端，用細鐵絲固定在套管底部的鉆頭上，鋼絲繩的另一端則掛在鉆機的提引器上，同時將套管的提纜鋼絲繩掛在吊車的大鉤上，在吊車的協助下，將套管與拔樁鋼絲繩同步下放，直至套管下達到孔底為止;③通過第一步的樁土分離，灌注樁與土體間的摩擦阻力大大減小了，此時啟動拔樁機的卷揚機，將拔樁鋼絲繩提起收緊，使其與套管脫離而套住棄樁，待確認棄樁己被套住后，即可開始起拔;④當棄樁較長或起拔質量較大時，可在拔出一定長度后將棄樁斷開，然后用吊車將棄樁移至指定地點棄置。如此重復上述“套、拔、斷、移”作業，直至棄樁一節或多節完全拔出為止。

　　3. 2套管法拔樁的具體流程

　　套管鉆進拔樁法進行拔樁的總體流程為:下套管實行樁土分離一拔樁一樁孔內澆筑砂漿。該方法采用的鋼質套管內徑1000mm，比棄樁樁徑大300mm，鉆頭是在套管底部焊8~12枚合金釬頭而成。

　　(1)鑿除樁頂承臺，人工挖孔揭露原有樁基

　　采用液壓破碎錘鑿除擬拔樁的樁頂承臺，并人工挖孔埋設}2m、長為2~3m的鋼護筒，使原樁的實施。

　　(2)作業平臺搭設

　　擬用的GM-20型鉆機長6m、寬3m，機械自重12. 5t，采用HW350* 350* 12* 19型鋼及方木搭設作業平臺(9m x 9m)，GM-20型鉆機安裝就位，調平，鉆頭對中擬棄樁中心，做好開鉆準備。

　　(3)成孔工藝

　　用套管套住擬拔棄樁，用正循環回轉鉆及泥漿護壁法，通過逐節接長套管沿棄樁鉆進，鉆頭鉆進中切削下的土體、套管與棄樁間的土體經鉆頭攪拌后，絕大部分形成泥漿，余下的鉆碴被泥漿挾帶沿鉆孔上升，從護筒頂部排漿孔排出至沉淀池，實現棄樁與套管隔離、套管與棄樁周邊土體隔離的目的。泥漿護壁施工對擬拔樁周圍土體的穩定性沒有影響。

　　當泥漿泵的壓力和流量不能滿足要求，套管鉆進因排碴不良而不能達到設計深度時，可改用沖擊成孔方法繼續完成鉆孔。每次加套管時，應仔細檢查連接螺栓，確保緊固到位。為防止連接套管的法蘭縫漏漿，應適當降低套管內泥漿壓力，但也要保證泥漿有足夠的循環壓力，達到翻碴清孔的效果。泥漿循環過程中，需經二級凈化，隨時監控泥漿質量，定時清理沉淀池中的沉淀物。泥漿的控制指標為:粘度18%，含砂率不大于8%，膠體率不小于90%。

　　(4)棄樁拔除

　　成孔后，逐節取出孔內全部套管，拔出棄樁時，截斷分節拔出。取套管及棄樁拔除時，需及時往孔內補灌泥漿，保持孔內水頭高度，嚴防孔壁坍塌。泥漿的控制指標為:粘度30~32s，含砂率小于8%，膠體率大于85%~90 %。

　　(5)回填

　　基被揭露一定長度，便于鉆孔準確定位和吊出作業根據盾構機要穿越樁基的時間分別采用M2. 5和M5. 0的砂漿回填�；靥罟に嚥捎盟�下砂漿灌注工藝。

　　4河堤監測數據分析

　　要拔除的護堤樁共六根，為直徑0. 7 m的鉆孔灌注樁，單排布置，樁距1. 5m。在拔樁影響范圍內共布設了11個豎向沉降觀測點和6個水平位移觀測點，并分三個斷面布點以便于數據的對比分析。第一個斷面共8個豎向沉降觀測點，即DA1DA8，距離拔樁斷面最近距離為5m;第二個斷面共6個水平位移觀測點，包括DS1一DS6，分布在第一個斷面和第三斷面的中間部位，距離拔樁斷面最近距離為10m;第三個斷面共3個豎向沉降觀測點，包括DA9一DA11，距離拔樁斷面最近距離為15m。

　　4. 1河堤豎向沉降分析

　　豎向沉降監測采用了精密水準儀，并對觀測點初始值進行了有效測量，使后續監測數據有較好的可比性。在施工期間，對各觀測點沉降進行了實時監測并密切關注各點沉降變化情況，以便及時了解堤岸的穩定性情況。

　　4. 2河堤水平位移分析

　　河堤水平位移監測開始時間不同于豎向沉降監測開始時間，豎向沉降監測是從拔樁開始到拔樁結束后豎向沉降穩定為止，而水平位移監測開始時間主要是從高壓旋噴地基加固開始到拔樁結束后水平位移穩定為止。

　　5總結

　　本工程采用套管法拔出護堤樁，通過對拔樁過程中堤岸豎向沉降和水平位移的監測，可以得出以下結論。

　　(1)套管法拔樁方法能夠成功拔出河岸上的護堤樁，并且對河堤的安全穩定影響很小，為今后盾構穿越河堤的拔樁工程提供了經驗。

　　(2)通過對拔樁過程中堤岸豎向沉降的監測可知，距離拔樁點越遠堤岸豎向沉降越小，監測點處在多個拔樁點的影響范圍內時，堤岸豎向沉降會產生疊加效應，處在拔除樁中軸線附近的點沉降較大，需加密監測頻率。

　　(3)堤岸水平位移監測得知，最大水平位移點D S4的位移累計值為4mm，滿足相關規范要求�？梢�，套管法拔樁方法對堤岸的水平位移影響很小，不會影響到大堤的安全穩定。

　　參考文獻

　　[1]曹玉忠，劉建國，徐東.套管法拔樁施工對鄰近箱涵的影響分析.城市軌道交通研究，2007, 10 (8)

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