(桩位处旧基础桩影响处理方案)老桩拔出方案

桩位处旧基础桩影响处理方案
一、工程概况
在进行工程桩施工时发现部分桩位处有旧基础桩，为保证工程桩的顺利施工，必须对部分桩位内的旧基础桩进行拔除，并对部分需要施工的桩位进行平移。
现场清理出的旧基础桩
二、工程地质情况
本区范围内地层主要为第四系全新统人工填土层（人工堆积Q4ml）、第 陆相层（第四系全新统上组河床～河漫滩相沉积Q43al）、第 海相层（第四系全新统中组浅海相沉积Q42m）、第 陆相层（第四系全新统下组河床～河漫滩相沉积Q41al）、第Ⅲ陆相层（第四系上更新统五组河床～河漫滩相沉积Q3eal）、第 海相层（第四系上更新统四组滨海～潮汐带相沉积Q3dmc）、第 陆相层（第四系上更新统三组河床～河漫滩相沉积Q3cal）、第 海相层（第四系上更新统二组浅海～滨海相沉积Q3bm）、第Ⅴ陆相层（第四系上更新统一组河床～河漫滩相沉积Q3aal）、第Ⅳ海相层（第四系中更新统上组滨海三角洲相沉积Q23mc）各层具体分布详见工程地质断面图及地质柱状图，其岩性特征描述见表。
同时，FCEC全回转清障机还配备了起到重要辅助作用的HAS高压气雾快速喷射器，增强切割、切削能力和加快推进速度，大大减小套管在钻进时的摩阻力，提高了工效。
FCEC全回转清障机拔桩的优点在于：
1）FCEC全回转清障机主要通过旋转动力装置驱动钢套管360度旋转切割、切削，钢套管可以通过多节连接，满足了不同深度、规格的旧桩拔除的施工，最深可至65m。
④4
粉砂
1.50
-4.65
灰褐色，密实，饱和
④5
淤泥质粉质粘土
0.50～8.2
-17.13～-1.14
灰色、灰褐色，流塑，含贝壳碎片，夹粉土薄层，具黑灰色斑点
④6
淤泥质粘土
1.0～10.5
-14.35～-0.6
灰色、褐灰色、灰褐色，流塑，含贝壳碎片及有机质，夹粉土薄层
三、编制依据及技术要求
1、规范规程
序号
类别
编 号
名 称
1
国家
标准
GB50007-2002
建筑地基基础设计规范
2
GB50300-2001
建筑工程施工质量验收统一标准
3
GB50104-93
建设工程施工现场供用电安全规范
4
行业
标准
JGJ33-2001
建筑机械使用安全技术规程
5
JGJ46-2005
施工现场临时用电安全技术规范
2、技术要求
根据设计的要求，只能对抗拔桩进行微量平移，平移的方向只能沿和字母轴平行的轴线进行，并且要求平移的距离不得大于1m。钢管柱下桩或格构柱下桩不能进行平移。
应桩周土体分离，摩擦力按经验T2=0.3×T1=172.95KN
W1=3.14×(0.45/2)2×28×25=111.3KN
桩周带上部分土体按经验计算W2=0.5×(3.14×0.452×28-3.14×(0.45/2)2×28)×15=100.15KN
Td= T2+W1+W2=384.4KN≈39t
λi— 抗拔系数，取0.6
fs — 桩周摩擦力极限值（按地质报告取值）
Up — 桩表面积
Li — 桩长度
K1— 经验系数
W— 桩自重
桩周摩擦力T1=1×3.14×0.45×(0.6×12×3.15＋0.6×12×2.2+0.6×15×2.05+0.6×10×3.05+0.6×10×1.95+0.6×26×7.55+0.6×40×3.1+0.6×37×4.55+0.6×58×0.8)=576.5KN
2）双重套管配置，起到双重支撑孔壁作用，使施工更安全、更可靠，双重套管双重保护，对四周土体及临近构筑物无影响和扰动，保证了拔桩和回填的质量。
3）FCEC全回转清障机将钢套管旋转沉入360度旋转钻进，拔桩清障安全性能好，无振动、无扰动、无影响，不会对临近构筑物造成影响，既环保又安全。
4）旋转动力头驱动钢套管旋转切割推进，边回转边沉入，使桩周土体分离，大大减少了桩周摩阻力。
（3）FCEC清障机定位或全回转套管CD机就位
根据放出的桩位中心铺设路基板，FCEC清障机定位，拉十字线使内钢套管中心与放出的中心点吻合。
（4）钢套管快速旋转切割沉入
FCEC专用清障机驱动内Φ760～960mm钢套管快速旋转切割切削钻进沉入，旋转沉入过程中增加高压气及水的喷射量，使钢套管内桩周的土体尽量液化，保证桩身的完整性。将桩与四周土体实施分离，减小桩侧摩阻力。由于钢套管底端镶嵌锯齿状的钛合金刀头，在旋转驱动装置的驱动下，360度快速旋转沉入，即使桩身周边存在其他障碍物，也能一并切割穿透，直至沉入到预定深度。
Q42m
④1
粉质粘土
0.6～14.5
-19.23～-1.27
灰色、灰褐色、褐灰色，软塑～流塑，含贝壳碎片，夹粉土薄层，具黑色斑点
④2
粉土
0.50～5.7
-17.70～-1.61
褐灰色、灰色，湿～很湿，中密～密实，含贝壳碎片，夹粉质粘土薄层，含有机质
④3
粘土
0.40～8.7
-18.20～-1.43
褐灰色、灰褐色、灰色，可塑～流塑，夹粉土团块，含贝壳碎片，具黑色条纹及斑点，局部含腐殖质
回填材料采用现场的优质粘土进行回填。
1）材料选择
回填的土方选用不得有大于5cm以上的块体，
回填完毕后，采用水泥搅拌桩对回填土进行加固，防止成槽时出现槽壁坍塌。如拔除的桩孔在将要成的桩孔内，可以不采用水泥搅拌桩进行土体加固。如需要拔除的桩在成桩侧壁上，必须采用水泥搅拌桩进行回填土的加固。根据拔桩的桩孔位置和新桩桩位的关系，确定水泥搅拌桩土体加固的桩位和水泥搅拌桩的数量。
桩位下存在旧基础桩且不能平移的桩位必须对旧基础桩进行拔除，拔除后，对旧基础桩位进行回填，为保证土体回填后的稳定，防止在进行桩位成孔时桩孔因拔桩土体扰动造成塌孔，可以在回填的桩位处进行搅拌桩土体加固。土体加固时，水泥搅拌桩的直径600mm，根据拔桩的位置和原桩位的关系确定水泥搅拌桩的数量，水泥搅拌桩加固的深度为旧基础桩下0.5m，水泥掺量为原土的13%，防止强度过高影响工程桩的成孔。
2
台
5
空压机
13.8～21m3
1
台
6
钢套管
Φ1200～1300
6来自百度文库
M
7
钢套管
Φ760-960
30
M
8
钛合金钻头
各规格
300
只
9
柴油发电机
NES250
1
台
FCEC配套专用
10
冲抓斗
Φ800
1
个
11
高压清洗机
——
2
台
12
电焊机
EX-500型
4
台
30KW
13
钢丝绳
Φ39mm×30m
5
根
14
钢板
2000×6000
四、施工组织安排
1、劳动力组织
序号
工种
人数
1
拔桩清障工
8
2
水电工
2
3
电焊工
2
4
机械操作手
6
5
指挥、挂钩
2
6
施工管理
3
总计
23
2、施工设备及机具配置
施工设备及机具配置表
序号
设备名称
型号及规格
数量
单位
备 注
1
FCEC全回转清障机
1
套
2
履带式拔桩机架
1
台
3
履带吊
65～80T
1
台
4
HAS高压气雾快速喷射器
HAS20
粘土
0.6～3.50
-4.44～0.81
黄褐色，软塑～流塑，具锈斑，含腐殖质，具黑色条纹，土质不均
③5
淤泥质粉质粘土
0.40～5.7
-6.89～0.52
灰黄色、灰褐色，流塑，具锈斑，夹黑灰色条纹，具有机质，夹薄层粉土
③6
淤泥质粘土
0.50～3.4
-3.85～0.64
黄褐色、灰褐色，流塑，夹粉土薄层，含有机质，含姜石
时代成因
土层
编号
岩土名称
土层厚度
(m)
顶板高程(m)
岩性描述
Qml
1
杂填土
0.50～5.30
-0.24～2.9
杂色，松散，潮湿，水位以下饱和，含碎石、砖块、灰渣等建筑垃圾及生活垃圾为主；局部以粉质粘土为主，灰褐色，硬塑
2
素填土
0.90～2.10
1.58～2.36
以粘性土主，灰黄色、黄褐色、褐黄色、灰褐色、褐色，可塑～流塑，局部含有机质及腐植物；以粉土为主，湿，中密
5）双重钢套管配置，可准确地对桩进行定位。第二重钢套管旋转切割分离桩周土体后，对于因旧桩存在的质量问题（如断裂、破碎等）均不会受到任何影响，保证了桩身的完整，便于一次性拔桩清障完成，大大提高了拔桩清障质量、工作效率及安全性。
6）FCEC全回转清障机连接钢套管旋转沉入法清障备有预案措施，当在拔桩过程中发生桩体断裂或障碍物未完全清除情况，可以用外钢套管逆向钻进、内螺旋钻正转正逆同步旋转相绞对障碍物切削绞碎，利用内螺旋钻将障碍物破碎清除。
2010年7月6日～8月31日 回填并对桩孔进行注浆加固
2010年8月26日～8月31日 设备退场
五、理论起拔重量计算
根据地质资料及施工经验，拔除Φ500mm钻孔灌注桩钢套管拟采用Φ960mm，Φ500桩长取测量最大桩长28m钻孔灌注桩的起拔力计算如下：
单桩抗拔力计算式：
Td— 单桩抗拔力
K — 安全系数（计算极限抗拔时取1）
6
块
15
高强度卸扣
5T
4
只
16
高强度卸扣
10T
4
只
17
高强度卸扣
25T
6
只
18
高强度卸扣
50T
4
只
19
电缆线
5×35～50mm2
150
m
20
高压软管
20×5
150
m
21
配电箱
各规格
4
个
22
氧气、乙炔
3
套
3、施工进度计划：
2010年6月25日～6月30日 施工准备
2010年7月1日～8月25日 拔桩施工
故吊车选用80吨以上，80吨吊车主臂长度22m作业半径7m最大起重量为41.02t，满足起重量39t的要求。
1125/384.4=2.93>1.5满足要求
因此拔桩时选用Φ39以上钢丝绳，确保安全。
六、拔桩主要考虑因素
1、钻孔灌注桩桩身普遍存在桩身扩大现象
由于天津地区的软土地基地质特点，根据同类工程拔桩施工经验，钻孔灌注桩在施工时普遍存在局部桩身因塌孔，扩孔现象，增加了施工难度。
Q43al
③1
粉质粘土
0.70～5.60
-5.30～0.87
褐黄色、黄褐色、灰褐色、黄灰色，可塑～流塑，夹粉土层，具锈斑，局部夹有黑斑，含螺壳，含较多氧化铁及锰质结核，土质不均
③2
粉土
0.5～3.90
-5.42～0.46
褐灰色、黄灰色、黄褐色，中密～密实，湿～很湿，具锈斑及灰色条纹，夹粉质粘土薄层
③3
七、施工技术措施及设备选型
1、施工技术措施
根据本工程施工特点，结合同类工程施工经验，本工程拔桩采用FCEC全回转清障拔桩施工设备。FCEC全回转清障拔桩清障施工工艺是配置比旧桩直径略大的钢套管，由清障机驱动钢套管360度旋转钻进，切割分离桩身外土体，沉入桩身土体达到分离减摩后，再将旧桩用吊车一次性拔除。
FCEC全回转清障机
八、施工工艺流程
1、施工工艺流程图
2、施工方法及步骤
（1）施工准备
安排施工人员，物资、材料、机具准备，施工现场布置，机械设备拼装，安全、技术交底等施工前的所有准备工作。
（2）埋设外钢套管
以钻孔灌注桩为中心埋设Φ1200～1300mm外钢套管，埋设深度2～3m，钢护筒四周用土填实，防止在拔桩过程中偏离中心或坍塌，便于FCEC清障机第二重钢套管准确对中就位。
（5）拔桩
清障机钢套管沉入一定深度，桩与四周土体实施分离后，便可以使用吊机配带冲抓将旧桩拔出清除。专用冲抓将桩头抓牢后，起拔时速度不宜过快。
拔出的旧桩应查看其桩身是否完整，一般情况下，由于在钢套管内对旧桩进行处理，只要旧桩斜率不大，均能够一次性对旧桩进行完整清除。
（6）桩孔回填及土体加固
旧桩拔除后，为防止后续施工出现塌孔，拔桩后的桩孔必须进行填充加固，桩孔回填及土体加固是一个要求很高的关键施工环节。
FCEC拔桩施工流程示意图
（7）清障机移位
拔桩完成，清障机走行或由吊车吊装到下一桩位位置，进入下一拔桩施工工序。
（8）退场
拔桩清障回填施工任务全部完成后，安排设备、人员有场。清理场地，保持整洁。
九、施工用电要求
施工配置的钢套管底端均镶嵌钛合金钻头，具备超强的切割切削钻进能力，在钢套管沉入过程中能将桩身周边钢套管外的障碍物切割破碎，因此即使桩身局部扩大，也不会影响拔桩施工。同时，对桩身进行分离减摩后，采用专用冲抓进行桩头的拔除。
2、设备选型
（1）FCEC全回转清障机
该设备以履带自行走三点式桅杆机械为基架，由360度旋转的旋转动力装置驱动外钢套管高速旋转，将旧桩土体切割、切削实施土体分离，从而减小桩侧摩阻力后拔桩。外钢套管具有很强的切割、切削能力，在钢套管快速旋转过程中将桩周障碍物破碎清除。
上海新建路隧道国际客运中心码头拔桩工程中拔除的Φ800钻孔
灌注桩长28.2m，桩身最大直径达1.6m，扩大了2倍
2、钻孔灌注桩仅上部有钢筋笼，吊桩存在较大的施工风险
本工程需拔除的旧桩桩长23～28m，根据施工经验分析，钻孔桩可能仅上部有钢筋，在桩身上部起吊，桩身上部受力容易将下部无钢筋笼的部分拔断，造成了需二次对断桩进行处理，既延长了施工工期，增加了施工成本，而且二次处理的难度更大，无法保证施工质量，因此拔桩施工需采用可靠的全套管清障机施工，彻底清除障碍桩，确保后续施工顺利进行。