盾構(gòu)隧道障礙樁拔除方案

王 欣 藺云宏

【摘要】 通過對三個方案的對比分析確定了障礙樁爆破沖抓方案,給出了障礙樁爆破沖抓方案原理、方案及施工方法和要點。

【關(guān)鍵詞】 障礙樁挖拔方案;障礙樁爆破沖抓方案

一、工程概況

盾構(gòu)隧道洞身范圍發(fā)現(xiàn)某高速公路改擴建施工的0號橋臺的承臺樁4根,其中2、3號承臺樁在隧道施工范圍內(nèi),距離線路中心線分別為1.77m和2.12m;承臺樁直徑D=1.2m,樁長26m,鋼筋籠長26.86m,鋼筋籠主筋為20根φ28螺紋鋼,箍筋為φ10圓鋼,加強筋沿樁長方向為φ28@2000,混凝土采用C25水下灌注砼。此里程段隧道頂埋深11.5m,2根承臺樁全部侵入隧道洞身范圍;該段地下水位位于地下-12～13米,土層由上至下依次為:雜填土、黃土狀土、粉質(zhì)粘土、粉細砂、中砂、粗砂,樁底處于中砂層。

根據(jù)現(xiàn)場實測的環(huán)境情況,2號樁距離西邊的高壓線塔垂直距離42.6米,距南邊的北三環(huán)人行道14.4米;3號樁距離東邊的便道57.05米,距離北邊的繞城高速路基面27.7m。擬建地形平坦開闊,地表為綠化帶,基坑影響范圍內(nèi)土層多為黃土狀土、雜填土,地質(zhì)條件較好,且開挖土層多在地下水位以上。

二、障礙樁拔除技術(shù)方案分析

方案一、礙樁拔除方案。障礙樁拔除的工作原理是解除(樁周土層作用于樁側(cè)表面的)樁側(cè)摩阻與樁身自重,將樁拔出地表。由于樁側(cè)摩阻與樁身自重非常大,使用目前常規(guī)的拔樁方法(直接拔),起吊設(shè)備是無法直接將棄樁拔出地表。核心問題就在如何解決樁周摩阻力,根據(jù)南京地鐵二號線類似拔樁施工經(jīng)驗,準備采用套管鉆進法來解決此問題。

方案二、障礙樁挖拔方案。挖拔結(jié)合施工共分為兩個步驟,首先放坡開挖上部9米高度范圍的土體,割除此段開挖面以上的橋樁,采用套管鉆進,鉆機拔除的方式將剩余17.5米的橋樁拔出地表。由于26米樁本身自重和樁周側(cè)摩阻力都非常大,采用傳統(tǒng)的套管鉆進方法在鉆進過程中可能存在由于機械扭矩過大,斷裂、卡殼等風險,采用挖拔結(jié)合的方案可減小樁身自重(原樁身自重76.3噸,開挖截樁后橋樁自重50噸)和摩阻力(原樁身側(cè)摩阻435噸,開挖截樁后橋樁側(cè)摩阻345噸),同時縮短了套管鉆進的埋置深度,降低了施工風險。

方案三、障礙樁爆破沖抓方案。利用鉆孔機械在每個灌注樁鋼筋籠中心鉆孔,沿孔深裝填藥包,實施控制爆破,再采用沖擊鉆沖壓破碎的鋼筋砼樁體,并將樁體打入隧道下方。本方案施工快捷經(jīng)濟,質(zhì)量易于保障,藥包分段毫秒延時爆破,可完全控制爆破危害,確保施工及周圍建筑安全。

通過方案比較,選擇障礙樁爆破沖抓方案為實際施工方案。

三、障礙樁爆破沖抓方案

技術(shù)原理。爆破沖抓方案是先對灌注樁實施鉆孔控制爆破,后采用沖擊鉆沖壓破碎的鋼筋砼樁體,并將樁體打入隧道下方2m位置,沖壓完成后用M0.5砂漿回填沖擊鉆留下的樁孔,其施工原理和鉆孔灌注樁一樣,采用導管法灌注M0.5砂漿,填充樁孔。

技術(shù)方案。(1)拆除樁基礎(chǔ)。采用沖擊鉆沖壓樁體,沖壓深度可按照至隧道下方2m位置控制。(2)每鉆孔1米后下吸盤及抓鉤,清除箍筋及加強鋼筋。(3)如果有未清除的鋼筋,則采用在原樁位旋挖直徑1.5米的樁,保證完全清除。(4)樁體處理后,用M0.5砂漿回填沖擊鉆留下的樁孔,其施工原理和鉆孔灌注樁一樣,采用導管法灌注砂漿,填充樁孔。沖擊錘沖抓施工方法及工藝操作要:沖擊錘沖抓施工方法為先墊設(shè)鉆機平臺,然后用沖擊錘沖孔法將鋼筋砼樁體沖碎,施工方法及工藝操作要點:

(1)鉆機就位:按照實測樁位坐標,測放樁位,報請監(jiān)理工程師復測,復測無誤后開挖埋設(shè)護筒。

(2)埋置鋼護筒:為防塌孔,護筒頂端標高高出原地面50cm,并在頂部焊接加強筋和吊耳,開出水口,護筒底部埋入原地面以下不小于1m,護筒四周1m范圍內(nèi)必須保證為粘性土并至護筒底0.5m以下;鋼護筒直徑應比樁徑大10～20cm;鉆進過程中要經(jīng)常檢查護筒是否發(fā)生偏移和下沉,并及時修正護筒位置。

(3)沖樁:沖錘不應小于樁體直徑,沖錘采用φ1300mm的標準。鉆進過程中應經(jīng)常注意沖錘的磨損,每進尺1m后應提取鉆頭,用尺量鉆頭大小并做好詳細記錄,若小于樁體直徑,應盡快補焊以達到要求。

(4)清孔: 終孔檢驗合格后,立即進行清孔工作,采用換漿法清孔,清孔過程中必須始終保持孔內(nèi)原有水頭高度,以防塌孔。

(5)灌注M0.5砂漿:灌注M0.5砂漿采用導管法。導管接頭為卡口式,直徑300mm,壁厚10mm,分節(jié)長度1m～2m,最下一節(jié)長5m。導管在使用前須進行水密、承壓和接頭抗拉試驗。

參考文獻

[1]何川,曾東洋.盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工對環(huán)境的影響[M].西南交通大學出版社,2007