全回旋钻机清除地下障碍物施工技术

[摘要]通过对华鼎国际工程地下连续墙施工穿越障碍物的实例，介绍了全回旋钻机的施工要点以及关键技术措施。采用的施工方案施工效果明显：工序简单、容易操作、工期短；工序相对安全，工艺可靠。所得经验可供今后类似工程借鉴参考。

[关键词] 全回转钻机除桩；偏心切割废弃工法桩；地下通道口结构保护；地连墙成槽

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

杭政储出[2007]83号地块办公、商业金融用房工程位于杭州市钱江新城核心区B-06-1地块，地块南临富春路，北为市民街，西为城星路，东侧为华成、圣奥大厦。项目总用地面积项目用地共15259平方米，建筑高度为185米，整个地块区域设计为四层地下室。本工程采用钻孔灌注桩基础，基坑围护设计采用两墙合一的800mm厚地下连续墙 +三道钢筋混凝土水平内支撑的围护方案。

本工程西南角有H57、H58、H59共三幅地连墙位置存在部分原市政地下通道口围护结构（已拔除H型钢的SMW工法桩），地下连续墙施工之前应予以拔除。为保证该处地连墙的顺利成槽施工，关键是顺利掘进障碍物，有效地切割、拔除障碍物及清除破碎物。影响地连墙施工的原废弃工法桩位置如图一：

图一原工法桩（阴影部分）与地连墙部分重合

2 施工方案的选择

因除桩方法涉及到后续地下结构的施工质量问题和影响临近的市政地下通道和其他建筑物，所以必须进行保护性除桩施工，且保证100%无遗留拔除桩，以此确保

后续施工能够正常进行。采用全回转钻机旋转方式钻入地下及拔出，拔桩时仅需克服桩的自重，且在钢套管围护下进行施工，因此能有效地降低施工过程中对地铁隧道和周围建筑物的影响。

3设备选型

根据现场条件，选用日本车辆开发生产的RT-200AⅢ型全回转钻机进行工法桩的拔除清理，性能参数如表所示：

图二全回旋钻机正面照片

4全回旋钻孔方案

施工流程：架设钢平台或铺设钢板全回转就位固定,协同设备就位安置套管,下压切割桩周土体液压冲抓斗重击击碎工法桩体液压冲抓斗清除桩体碎块桩孔回填拔除钢套管回填密实拆套管，清障机移位。

拔桩施工方法

（1）在拔桩区域地面找平压实，架设钢平台或铺设钢板，作为拔桩的反力基础。

图三全回转钻机就位

（2）安装全回转设备，先将全回转钻机固定在拟打地连墙中心上方的钢平台上，将钻机和动力箱、操作室相接；然后安装反力架（防止全回转钻机在钻进过程中发生扭动），在反力架上放置20T的钢铁配重，并采用70T的履带吊机配合钢套筒的安装和清障工作。

图四反力架安装

（3）用RT-200AⅢ全回转钻机将钢套管压入（与拟打地连墙同心），回转速度为1m/min,压入深度超过原桩基底部0.5米以下。钢套管直径为1000mm，标准节长度为6m，利用专用高强螺栓连接，在钢套管端部布置刀头，并配置负载控制装置（B.CON机构），使钻机在钻进过程中可任意调节套管的回转扭矩、回转速度、压入力以及夹紧力等，确保刀头的负载在最合适的范围内；同时还可设定发动机的高速、中速、低速。1节钢套管沉淀完后，再吊装1节，位置对准后，用高强螺栓连接。钢套管口的高强刀头，能使待拔桩与周围土体完全隔离。在钢套管钻进过程中，全回转钻机对地基压力不大于30 kN.m2。

图五标准钢套管连接

（4）采用RT-200型全回转钻机配备Φ1000mm钢套管，由全回转钻机驱动钢套管旋转切割切削钻进沉入，将水泥土搅拌桩与周边桩体和土体实施分离，持续旋转减小桩侧摩阻力。

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°旋转压入套管，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。

图六全回旋钻机作业全景

（5）钢套管旋转沉入一定的桩身深度后，利用抓斗自重击碎套管内的水泥土搅拌桩后，再用抓斗抓除孔内残土，直至钻孔清除至工法桩底以下0.5m左右。

图七冲抓斗倒土图

（6）工法桩清除后，再使用密实度较好的材料回填；回填的同时拔钢套管（始终保持钢套管底部低于回填高度顶部不少于3m），回填材料灌注到地面后，钢套管也随之拔除。

（7）清障回填完成，清障设备走行(吊位)到相邻桩位位置，进入下一清障施工工序。

5清障安全保证措施

（1）桩机、吊机组装、拆卸必须在空旷地面进行，上空不得有高压线或障碍物，确保组装、拆卸、装车顺利进行。

（2）卸桩、吊桩过程中，确保控制桩吊运中的方向，以防发生与桩机、吊车、汽车相碰事故。

（3）对西南角的地铁地下通道口进行临时封闭，张拉警戒线，禁止人员通行。

（4）在地下通道结构上设置监测点，定时监测结构裂缝情况，宏观控制拔桩区域周边土移及沉降情况，一旦发现塌陷、下沉立即停止施工，及时回填土方，并立即联系各相关单位进行会诊，待处理意见商讨后再进行处理。

（5）桩机司机、吊车司机、电工、信号指挥工上岗时必须持有杭州市特殊工种证。非机械人员和非电工，不得动用机械设备和电器设备。

（6）各工程施工人员必须严格按照各工种岗位职责和要求施工，由专职和兼职安全员进行24小时不间断进行监察。

（7）拔桩后需及时使用密实度较好的材料回填，防止层淤泥质粉质粘土层塌陷缩径，造成地面塌陷。

6结束语

在地下施工环境复杂、且存在敏感管线和建筑物时，常规的地下障碍物清理方法受到了很大的制约，如冲击钻冲桩法，由于工法桩仅有一半位置与拟打地连墙重合，沉锤冲击时因为土体硬度不一，往往容易钻孔偏斜，而无法继续下钻；采用振动式钢管套，则会对地下通道口结构和周围管线等环境造成不利的影响；而采用全回旋钻机回旋钻进拔桩的施工方法，可较好的处理此类问题。