限高条件下水下钢管桩高效拔除施工工法.doc

限高条件下水下钢管桩高效拔除施工工法 GGG（中企）C4XXX-2018 彭云涌 谢敏 刘文兵 杨添雨 彭镇东 中建五局土木工程有限公司 1 前言 梁柱式支架法是一种桥梁现浇箱梁施工中常见的支架施工方法。在桥梁施工 完成后要对梁柱式支架进行拆除，其中桥梁下部的钢管桩由于施工时承载力和变 形的要求需打入地基较深处。 中建五局土木工程有限公司承建施工的鄂州市吴楚大道工程第3 标段B 段工 程和武汉市三环线南段（白沙洲大桥-三环线野芷湖立交东侧落地点）工程均包 含水上桥梁，其上部结构为现浇箱梁。桥梁施工完成后桥下净空有限，且水上桥 梁的梁柱式支架的拆除作业缺少可供操作的平台。目前对于钢管桩拆除的主要方 法为采取水下切割的方式来移除钢管桩，此法施工速度慢，危险性较高，施工费 用高，钢管桩回收率低。为提高水下钢管桩的拔除效率，本公司进行了一种水上 快速拔桩装置的设计，用于限高条件下的水下钢管桩的拔除，顺利完成了该工程 水下钢管桩的拔除工作，经提炼总结，形成了本工法。 2 工法特点 2.1 利用快速拔桩装置的船体作为施工平台 通过平甲板驳船实现拔桩装置的水上流动作业，无需搭设平台且可重复循环 施工，大大提升了拔桩施工效率，保证有效工作时间，大幅减少施工成本。 2.2 利用拔桩装置进行快速拔桩 利用拔桩装置的机械臂与振动锤配合，在进行拔桩工作时，机械臂升降，卷 扬机工作控制振动锤的活动，振动锤下部为液压钳，夹紧钢管桩侧壁提拉拔出， 1 整个拔桩过程简单方便、安全高效。 2.3 限高条件下拔桩装置的运用 因桥下净空有限，拔桩施工的工作面局促，而该钢管桩拔除装置安全灵活， 且整体所需净空空间较低，实用性广泛，完全适用于此条件下的钢管桩拔除。 3 适用范围 本工法适用于限高条件下水下钢管桩的拔除施工。 4 工艺原理 本水上快速拔桩装置主要由船体，水刀割除设备，机械臂、机械振动锤、卷 扬机、柴油发电机和船体中部的钢管桩存储区组成。水上快速拔桩装置作业时， 振动锤夹住钢管桩侧壁，振动锤工作带动钢管桩上提，运用水刀对钢管桩进行割 除,再将钢管桩转运至船上储藏区，如此循环，直至一根钢管桩被拔出再进行下 一钢管桩的拔除作业。 图 4.1 水上快速拔桩装置 2 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 船体就位 振动锤提升 振动锤下降，夹住钢管桩侧壁 钢管桩上拔 钢管桩割除 钢管桩转运至船上储藏区 整根钢管桩拔除 3 图 5.1 水上快速拔桩装置施工工艺流程图 5.2 操作要点 5.2.1 准备工作 1 拔桩之前用水刀将钢管桩提前切割至水面以上 20cm 处； 2 平甲板驳船划入桥底，就位于预拔桩位置，船头 U 型槽卡住钢管桩。 5.2.2 拔桩施工 1 液压系统控制液压油缸顶升，使机械臂带动振动锤提升至锤头顶部靠近桥 梁底部，卷扬机带动振动锤下降，控制液压钳夹紧钢管桩顶部侧壁。 2 启动振动锤进行振动，启动振动锤，钢管桩周边土质在振动力作用下开始 液化，土质对钢管桩的摩阻力将大大减少，利用其高频击振力使钢管桩下沉 10~20cm 左右后，启动卷扬机牵引提供拔桩力，将钢管桩逐步上拔提升至靠近桥 梁底部位置。 施工中如遇到特殊情况拔不动钢管桩，应停止拔桩，分析原因，找出对策， 再行拔桩。 3 船体头部为 U 型槽结构，沿 U 型槽布置有水刀切割设备，在钢管桩紧贴 水面 20cm 处水刀切割装置将圆管切除。钢管桩割除时，应缓慢、平稳地进行， 并拉线进行标高控制，确保切割齐平。 4 将割除部分钢管桩用链转运至船上储存区。 4 5 重复步骤 1-4，直至完成整根钢管桩的拔除。 6 平甲板驳船行驶至下一位置继续开始水下钢管桩拔除，进行水上流动循环 作业。 图 5.1 船体就位 图 5.2 振动锤提升 图 5.3 水下钢管桩割除 图 5.4 钢管桩调运 6 材料与设备 6.1 主要材料 表 6.1 主要材料配备表 序号 材料名称 规格 6*37 单位 m 数量 40 用途 1 2 钢丝绳 柴油 拔桩提供牵引 0#柴油 L 800 柴油发电机供能 5 3 4 滑轮 D=400 个 个 4 2 改变实力方向 液压油缸 φ80*102 控制机械臂升降 6.2 主要机具设备 表 6.2 主要机具设备表 序号 设备名称 振动锤 规格、功率 DZ90 数量 性能 良好 良好 良好 良好 良好 1 2 3 4 5 1 1 1 1 1 卷扬机 JM3A 水刀 HF-10 柴油发电机 平甲板驳船 300kw 10m 7 质量控制 7.1 船体就位质量控制 拔桩设备对桩由专人进行指挥，船头 U 型槽卡住钢管桩，保证钢管桩受力 作用线与振动锤的拔桩方向处于同一直线上。 7.2 钢管桩拔除质量控制 1 振动拔桩时，应垂直向上，边振边拔，保证速度均匀、平稳。 2 入土钢管桩必须整根拔除