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摘要：杭州地铁4号线5标段南星桥站～甬江路站区间障碍物桩基拔除采用全回转套管机施工。该工法采用全回转套管机驱动钢套管360度旋转切割沉入，进行桩身与土体有效分离，然后在桩基与钢套管间插入钢楔子，再利用全回转套管机驱动钢套管转动从而扭断桩体，而后用抓斗或用专用设备将钢丝绳下放与桩身牢固锁扣，最后用大型起重设备配合将旧桩拔除。桩基拔除过程中采用十字架、增设定位板定位，解决了设备定位不准的困难。采用倒扣钢筋的方式解决桩基局部扩径严重导致桩头无法绑钢丝绳的困难，达到了加快施工进度，减小施工风险，增加施工经济效益的效果。总结施工经验，为类似工程提供参考。

关键词：桩基;拔除;定位;扩径

中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2021）-01-426

引言

随着社会经济的快速发展，城市建设的步伐不断加快，特别是城市轨道交通及地铁的建设，更是倍道兼进。地铁大都修建在繁华的都市，这些都市的拆复建频率也较其它地区大一些。因此，修建地铁施工时，经常遇见原有建筑物拆除后桩基础并未处理的麻烦，特别是盾构工程遇见桩基等障的可能性更大。在这种情况下，障碍物桩基拔除则变成了较为常见的施工工艺。且障碍物桩基拔除施工在上海、南京等城市已有案例。

南甬区间工程主要位于杭州市上城区望江社区内，大部分为城市建成区。南甬区间左线盾构机在掘进103环时被不明障碍物卡住，通过螺旋机出土发现存在钢筋及混凝土。经调查走访附近居民、在档案馆查阅资料、地质雷达测试、地质钻机取孔验证等途径最终确定区间所处位置位于原杭州市望江门热电厂旧址，该区域有600、800、1000桩基共计685根，其中侵入盾构隧道洞身范围的有123根（41根600、68根800、14根1000）。

为尽快处理障碍物并使盾构恢复生产，满足业主工期的要求，根据现有桩基清理方法结合场地实际条件、工期和经济性综合对比决定南甬区间障碍物清理采用全回转套管机施工。该工法可以避免过大震动对附近建构筑物的影响，减小泥浆污染环境，施工效率相对其他工法较高。

一、工程概况

南甬区间发现障碍物后先后经过多方调查，采用地质雷达测试、地质钻机钻孔验证，最终确定该区域的桩基为原杭州市望江门热电厂基础桩基。根据从省电力设计院借阅的《杭州市望江门热电厂施工图》确定，在杭州地铁4号线5标南～甬区间盾构隧道洞身范围内共有123根桩（左线61根，其中盾构已经通过4根，剩余57根;右线62根），发现的桩基位于富春路南侧的绿化空地内和出租车服务中心院内。

二、施工原理

该工法采用分段拔除桩基的施工方法，全回转套管机驱动带钛合金锯齿的钢套管360度旋转切割沉入至桩头以下3～5m，进行桩身与土体有效分离，然后在桩基与钢套管间插入重3～5吨重的倒三角锤（钢楔子），再利用全回转套管机驱动钢套管转动从而扭断桩体，而后用抓斗或用专用设备将钢丝绳下放与桩身牢固锁扣，最后用大型起重设备配合将旧桩拔除。这样完成一段桩体的拔除工作，然后增加套管长度继续钻入至剩余桩头以下3～5m，重复上述扭断、拔除工作直至将桩拔除至设计标高以下。

三、设备选型

3.1钢套管选型

由于全回转套管机的垂直度可以控制在1/400;钻孔灌注桩的成桩倾斜度控制在1/100;本工程实际拔桩直径有三类，分别为600mm、800mm、1000mm，需要拔除的桩底距地面高度最大值24m。

全回转套管机的倾斜误差最大为24m×1/400=0.06m;

钻孔灌注桩自身倾斜误差最大为24m×1/100=0.24m;

0.6+（0.06+0.24）×2=1.2m;

0.8+（0.06+0.24）×2=1.4m;

1.0+（0.06+0.24）×2=1.6m;

结合该区域地层为粉砂、砂质粉土、粉砂夹砂质粉土的实际情况，在钻孔灌注桩成孔过程中极易产生踏孔，导致桩基扩径的现象，为保证钢套管可以顺利钻入，从而加快施工进度;600mm、800mm的桩基实际采用直径1.5m的钢套管施工，1000mm的桩基实际采用直径2m的钢套管施工。

3.2全回转套管机选型

从表3-1参数对比，再根据本工程实际情况，拟采用目前国际上先进的日产RT-200H全回转套管机。

四、拔桩施工顺序

拔桩施工顺序：施工准备→ 测量放线→纠正交点定位→全套管设备场地布置与机械、后台泵站作业操作系统就位→垫机钢板及路基箱就位→定位板就位→吊装全套管主机就位→接通液压系统及电器控制系统管线→吊放钢套管于主机之中并抱紧钢套管→开启设备调整机身水平及套管垂直度→将套管回旋切削压入至分段深度范围→插入倒三锤回旋强制扭断桩体→利用桩主筋和夹紧工具锁紧钢筋起拔断桩→断桩吊放孔外并及时外运处理→循环钻进、扭断、吊离作业直至设计深度→回填水泥土起拔套管→撤离设备转场至下一桩位。

五、关键技术

5.1全回转套管机定位

由于全回转套管机自重45吨，采用履带吊吊装，在施工过程中很难将套管机中心与桩心重合，故我们在施工时采用了在地面铺设两块钢板，然后在钢板上铺设两块路基板，最后在路基板上放置一块定位板。该定位板中间设有一个十字架便于定位板中心与桩心重合，在定位板的四角和全回转套管机支座接触的边缘设置定位导向钢筋便于将全回转套管机准确定位。

5.2桩体扭断

将钢套管钻入桩头以下3～5m以后，需要在桩头与钢套管间插入3～5吨重的倒三角锤（钢楔子）使桩体和钢套管间产生足够大的摩擦力，可以使桩头与钢套管一起转动，从而扭断桩体。

5.3倒挂钢筋代替桩头绑钢丝绳

在实际操作过程中，将桩体扭断以后，为将其吊出，我们一般在桩头绑钢丝绳，然后采用履带吊吊出。但由于桩体扩径、桩头与钢套管间间隙太小，导致无法绑钢丝绳。因此，我们将桩头露出的钢筋穿进钢板连接扣里，然后弯折。再然后将多个钢板连接扣用钢丝绳串联到一起挂在履带吊上，将桩体吊出。

六、与同类施工工艺对比

6.1与砸桩法对比

砸桩法施工工艺也是采用全回转套管机将套管钻入桩头以下3～5m，然后采用履带吊将冲锤吊至一定高度然后自由落钩。在重力的作用下，冲锤与桩头接触时产生较大的冲量，使桩体内混凝土被砸成小块，然后采用冲抓将其吊出。该工法施工速度较扭断法慢。施工过程中会产生很大震动，从而造成地面严重沉降;也会产生较大噪声，对居民的生活造成巨大的影响;由于施工过程中振动大，对地层扰动大，从而对周围建构筑物的安全影响也很大;同时，对后续盾构施工也将造成较大难度。

6.2与水冲法对比

水冲法施工工艺是采用套管机将钢套管钻入地下桩头以下5～7m，然后采用高压水枪打入高压水，高压水冲击桩体与套管间隙的土体，经过高压水的冲击，水与土体混合成泥浆，然后抽排泥浆。最后将剩余的混凝土桩用起重设备吊出。该工法施工速度较慢，且要产生大量泥浆，在水冲过程中有可能产生套管外泥沙突涌现象，对周围环境将产生较大损坏。同时，该工法容易对桩体周围土体产生较大影响，于后续盾构施工不利。

七、结束语

通过工程实践，采用全回转套管机扭断拔桩施工工艺技术可靠、适用、有利于环境保护、对周边环境影响较小。与其他同类工法相比，震动小、不需要抽排泥浆，具有明显的社会效益和经济效益。如果能进一步改进施工工艺，实现桩体精确切断，可进一步提高生产效率和经济效益。

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