360度全回转套管钻机拔桩设计

紧邻地铁全套管回旋钻机拔桩施工工艺简介【摘要】轨道交通18号线国权路站上盖项目采用全套管回旋钻机对原建筑地下遗留的不明桩基进行清理。

为了避免遗留灌注桩清理不干净造成的工期延误和不必要的费用支出，我项目根据物探报告和原建筑施工图纸确定了本次清障的作业范围。

采用全套管回旋钻机清障成功地将地下障碍物清理干净，消除了原有基础对本项目新施工桩基的影响。

该技术对于进地铁项目施工具有积极的借鉴意义。

【关键词】全套管回旋钻机;近地铁;清障0 引言轨道交通18号线国权路站上盖项目基坑采用逆作法进行施工，面积约3768平方米，拟建二层地下室。

基坑开挖深度约11.05m，属于深基坑。

该项目西侧原来是住宅小区，包括条形基础和桩基础两种基础形式。

由于该项目原有建筑修建较早，资料不完备。

经建设单位在档案馆等多部门查找相关图纸，并且委托物探单位进行物探。

最终确认在该项目的西侧遗留29根深37m的Φ600钻孔灌注桩，经过本期施工图纸比对，桩中心距2m以内的老基础桩后期会直接影响到本期工程钻孔灌注桩施工，因周边东侧临近小区、南侧临近再建地铁18号线国权路站（待通车）、清障深度较深、沉降要求高，故本次采用拔桩工艺。

确认清障范围及如何清障是本工程地下清障的施工工艺要点。

1 遗留桩清理范围和深度1.1 清理范围为避免桩基拔除不彻底造成施工障碍﹑清障机械重复进场带来的工期和进出场费用损失,同时兼顾经济性要求,现拟定以下清理范围:(1)工程桩、立柱桩等位置考虑到遗留桩基础可能存在的塌孔、倾斜等问题，同时由于该项目采用逆作法施工，有一部分立柱桩是采用一柱一桩的形式，对于立柱的位置的垂直度的要求较高。

现计划在原有桩基础半径2m范围内的遗留障碍物均予以清理。

(2)地下连续墙位置由于灌注桩有可能存在塌孔、倾斜等问题，为了保证有一定的安全距离，经各方协商决定在地下连续墙两侧1.5m范围内的遗留桩基均予以清除；1.2 清理深度地下障碍物清理范围必须大于实际深度，为保证能够彻底清理干净障碍，经几方联合讨论后决定，拔桩深度要到旧有桩基之下2m。

2 拔桩方案比选为了在拔除深桩基时，尽量减小对周围环境的影响，曾对多种拔桩方式进行比较。

拔除桩基，首先要减小桩周摩阻力，主要方法有下钢护管法（振动式和回钻式）和高压旋喷法。

⑴高压旋喷法对周围环境影响大；⑵振动式下钢护管法是采用150～200 kW的振动锤，将设计的钢套管沉入桩顶以下25 m处，然后在钢套管内用高压水将桩与钢套管内壁之间的土体冲掉，再用起拔设备直接拔出桩基，此法在振入钢套管时，对地表振动大，对周围环境影响大；⑶回钻式下钢护管法是利用全回转设备产生的下压力和扭矩，驱动钢套管转动，利用管口的高强刀头对土体的切削和高压水对土体的冲刷作用，将套管钻入地下，去除套管与桩体间的土体后，减小了桩周的摩阻力，拔出桩，钢套管同样采用旋转方式拔出，对周围环境影响小。

本工程选用RT260H全回转钻机进行拔桩。

3 RT260H全回转钻机拔桩施工起拔设备采用RT260H型全回转钻机，选用钢套管直径为2 000 mm，套管有两方面功能，一方面将顶部驱动设备提供的扭矩和压入力传递给刀头，同时在钻进的过程中还起到支护孔壁、防止孔壁坍塌的作用，钢套管长度为39 m；并配备德国利渤海尔120 t吊车。

3.1 RT260H全回转钻机RT260H全回转钻机的性能参数见表2。

表2 RT260H全回转钻机性能参数3.2 施工流程破除承台→暴露桩基顶部，施工钢筋混凝土路面→与桩同心，钻入2 m直径的钢套筒→用高压水枪清除套筒与桩间的土体→在钢套管内打入注浆管→拔桩，在注浆管内注入膨润土浆液→钢套管内灌入砂浆，拔除钢套管。

3.3 拔桩施工过程⑴在拔桩区域施工钢筋混凝土基础，作为拔桩的反力基础。

钢筋混凝土层厚30 cm，C30混凝土，配筋为f16@200双层钢筋网片。

⑵安装全回转设备，见图2。

先将全回转钻机固定在钻孔桩中心上方，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），在反力架的另一头置1辆120 t吊车，吊车履带压住反力架，并配合钢套筒的安装和清障工作。

全回转钻机清桩方案1.全回转清桩施工原理全回转钻机清桩原理如下：利用全回转设备产生的下压力和扭矩，驱动钢套管转动，利用管口的高强刀头对土体、岩层及钢筋混凝土等障碍物的切削作用，将套管钻入地下，去除套管内桩体，最后向套管内回填土体并逐节顶拔套管。

在整个过程中套管钻进与套管顶拔是整个施工的关键。

该工法最大的特点是可将套管钻入有岩层或高强障碍物的土层，利用套管的护壁作用，在套管内进行清障。

2.全回转清桩设备情况（1）全回转动力设备全回转动力设备主要是为套管360º回转以及刀头切割障碍物提供动力，包括上下抱箍夹紧系统和一套竖向顶升系统。

TR260H全回转钻机参数如下：套管有两方面功能：一方面将顶部驱动设备提供的扭矩和压入力传递给刀头，同时在钻进的过程中还起到支护孔壁，防止孔壁坍塌的作用。

套管为厚度48mm 的钢质桶式结构，根据需要钻进的深度情况分长度不同的若干节，在管口布置刀头。

钢套管的选定：本次拔除的钻孔灌注桩直径分别为600mm 、700mm ，起拔设备采用RT260H 型全回转钻机，选用钢套管直径为1300mm ，钢套管长度为40m ，其中6m 长度6节，3m 长度1节。

并配备120吨吊车配合清障和拔桩。

（3）设备基本作业情况图3.清桩方法全回转设备作业图全回转钻机拔桩方法：利用RT260H全回转设备，该设备是能够驱动钢套管做周回转以将钢套管压入和拔除的施工机械，该设备在作业时产生的下压力和扭矩，驱动钢套管转动，利用管口的高强刀头对土体、岩层及钢筋混凝土等障碍物的切削作用，将套管钻入地下至桩底，在钢套筒逐步钻入的同时，用抓斗将切削的碎桩抓除，最后用盾构土并掺有7％水泥对空孔进行回填，同时逐节拔除钢套管。

该工法最大的特点是可将套管钻入有岩层或高强障碍物的土层，利用套管的护壁作用，在套管内进行拔桩，施工安全，工效高，对周围环境影响极少。

清桩方法见下图1、抓斗抓出桩上土体2、用重锤冲碎老桩3、用冲抓抓除冲碎的老桩 4.清桩顺序先清晶叶大厦范围的5根工程桩，然后依次清除大上海电影院侧的14根工程桩，详见“需拔除的老桩平面位置图（部分）”。

保利达广场三期新雅饭店拔桩工程施工方案江苏地基工程有限公司2017年5月6日目录第1章工程概况 (4)1.1工程简介 ........................................................................................................41.2工程地质条件 (4)1.3工程周边环境 (4)第2章编制依据及编制范围 (4)第3章施工部署 (5)3.1施工重点、难点及其施工对策 (5)3.2施工组织管理架构 (6)第4章施工现场平面布置 (6)4.1施工总平面布置依据 (6)4.2施工总平面布置原则 (6)4.3临时设施 (7)第5章施工方案 (7)5.1施工现场平面布置 (7)5.2全回转套管钻机拔桩工法 (7)5.3施工工艺流程 (8)5.4施工方法及步骤 (9)第6章施工机械及设备 (12)第7章劳动力的投入计划 (12)第8章质量保证措施 (14)8.1质量保证体系 (14)8.2质量体系职责落实 (15)8.3工程技术质量控制制度 (15)8.4质量保证措施 (15)第9章安全施工保证措施及制度 (16)9.1安全管理目标 (16)9.2安全环保保证体系 (16)9.3安全管理措施 (18)9.4施工用电安全 (18)9.5机械设备安全 (19)9.6防火安全 (19)9.7突发事件应急措施 (20)第10章文明施工保证措施 (20)10.1现场文明施工的标准 (20)10.2文明施工的管理 (22)10.3现场文明施工措施 (22)10.4工地卫生 (22)第11章进度计划及保证措施 (23)11.1进度计划 (23)11.2进度保证措施 (23)第12章应急准备及响应预案 (25)12.1目的 (25)12.2组织机构及职责 (25)12.3事故应急措施 (25)12.4应急物资 (28)12.5通讯联络 (28)12.6注意事项 (28)1.1工程简介本项目位于无锡市工运路西侧，需拔桩基为400×400mm的预制方桩，根据设计院要求需拔除方桩的数量为47根，桩深度12m。

360度全回转套管钻机清除地下障碍2技术特点与难点根据地质勘探的情况得知，地下障碍物复杂且埋深较大。

决定使用日本进口的FCEC型全回转套管钻机清除L13桩下部障碍。

360度全回转套管钻机配置双壁钢套管切割清障，钢套管底部配置15枚钛合金刀头，在360度全回转套管钻机强大的扭矩驱动下旋转切割并下沉钢套管，从而达到切断障碍物的目的。

将障碍物切割破碎后采用抓斗清除钢套管内的障碍物，对于大体积的钢筋混凝土需要采用重锤冲击破碎后用抓斗清除，直至清除到原始土层。

之后边拔出导管边回填素土，防止塌孔。

360度全回转套管钻机施工流程图：360度全回转套管钻机主要依靠钛合金钻头切削障碍物，无论是混凝土还是钢板都可以切开。

本工程实际施工过程中，清障深度达到地下20m，取出的障碍物除常规的混凝土外，还包括2cm厚的钢板和直径32mm的钢筋等障碍，无论是施工的深度还是清障的难度都不可小觑。

3关键技术（突出技术创新点）中信地块地下障碍的情况由于钢厂建造时间久远，缺乏相关资料，前期采用开挖的方式发现为同心圆水池，加上靠近地连墙和路面的原因，开挖深度收到限制，地下障碍的具体情况无法得知。

前期安排地质勘探机械进场探测障碍物深度及分布，根据探测报告，初步探明障碍深度达到地下13m左右。

根据地质勘探的情况，项目部制定如下几套方案：1.与设计沟通进行桩位移位2.大开挖3.冲击钻机冲孔4.360度全回转套管钻机清障1.与设计沟通进行桩位移位经过与设计进行座谈商讨，移位距离必须控制在1m范围之内，但是该区域障碍物为钢筋混凝土水池分布范围大，1m的距离基本不可能。

尽管该方案为首选方案，但该方案不可行。

2.大开挖清除障碍上文涉及到大开挖的限制条件：靠近地连墙及市政道路，勘测深度达到13m，障碍可能不止13m，大开挖的难度大，风险更大，尽管该方案较经济，但该方案不可行。

3.冲击钻机冲孔之前同一项目的中建材地块同样出现大面积较深障碍，采用冲击锤锤击的方式顺利完成施工，但冲击锤锤击效率较低。

一、工程简要概述省略二、编制依据省略三、施工总体设想和部署1主要施工工艺简述便桥搭设桥面、墩台拆除、围堰施工摸桩及场地回填摸桩采用挖机直接下挖的方式，挖出桩头，并使用全站仪根据业主提供的导线控制网精确测定桩位。

并使用优质黏土回填。

并满足拔桩机械的要求。

拔桩钻孔桩拆除采用RT-200A M型全回转全套管钻机（超级工法，Super Top工法）四、钻孔桩拔除根据本工程特点，钻孔桩直径分别为①600mm①800mm采用全回转钻机配1200mm套筒来施工，利用钻机自身的液压油缸，将套管下压至桩底或设计要求的深度，使用100t履带吊起吊废旧钻孔桩桩身，然后将套管内的杂物清除，使用7% 水泥土回填或设计要求的其他材料。

（1）回旋钻机工作原理及特点1.1、设备特点日本车辆开发的RT-200A M型全回转全套管钻机（超级工法，Super Top工法）具有以下特点：超级工法的强大马力和紧急脱离机构为牢靠的将强大马力传递给套管而设置的性能良好的楔型夹紧机构为有效利用强大马力而设计的钻头负荷自动控制等机构为保证垂直精度所不可或缺的自动水平调整机构为去除钢筋混凝土基础、钢管等地下障碍物而设计的套管内部挖掘装置、多头钻机等。

RT-200A型具有相当强的扭矩及拔桩力，配备了大马力发动机，从而能充裕的运行。

为了施工方便该设备用电网电和发电机发电都可以，而且不影响其施工效果。

3. 2、钢筋混凝土清理原理钢筋混凝土清理直接利用回转钻机进行，首先利用回转钻机将套筒压入至钢筋混凝土表面，然后利用套筒的自重，将套管强行回转下压穿越钢筋混凝土下压，对于进入套管内的混凝土块，可直接采用冲抓斗排出。

3. 3、套管回转楔型夹紧机构及回转装置原套管制作根据现场施工条件，采取①1200mm套管，每节长度6m现场焊接的方式成型。

RT-200A H型采用楔型夹紧机构将回转钻机的回转支承环与套筒固定，楔型夹紧机构与套筒的咬合与松开由夹紧油缸控制，当夹紧油缸向上提升时，楔型块跟着上升，夹紧机构松开；当夹紧油缸向下收缩，楔型块也随之下降，从而牢靠地将套管和回转支承装置咬合，楔型夹紧机构的原理图下图。

一、工程简要概述省略二、编制依据省略三、施工总体设想和部署1、主要施工工艺简述1.1便桥搭设1.2桥面、墩台拆除、围堰施工1.3摸桩及场地回填摸桩采用挖机直接下挖的方式，挖出桩头，并使用全站仪根据业主提供的导线控制网精确测定桩位。

并使用优质黏土回填。

并满足拔桩机械的要求。

1.4拔桩钻孔桩拆除采用RT-200AⅢ型全回转全套管钻机（超级工法，Super Top工法）四、钻孔桩拔除根据本工程特点，钻孔桩直径分别为Φ600mm、Φ800mm。

采用全回转钻机配1200mm套筒来施工，利用钻机自身的液压油缸，将套管下压至桩底或设计要求的深度，使用100t履带吊起吊废旧钻孔桩桩身，然后将套管内的杂物清除，使用7%水泥土回填或设计要求的其他材料。

（1）回旋钻机工作原理及特点1．1、设备特点日本车辆开发的RT-200AⅢ型全回转全套管钻机（超级工法，Super Top工法）具有以下特点：●超级工法的强大马力和紧急脱离机构●为牢靠的将强大马力传递给套管而设置的性能良好的楔型夹紧机构●为有效利用强大马力而设计的钻头负荷自动控制等机构●为保证垂直精度所不可或缺的自动水平调整机构●为去除钢筋混凝土基础、钢管等地下障碍物而设计的套管内部挖掘装置、多头钻机等。

●RT-200A型具有相当强的扭矩及拔桩力，配备了大马力发动机，从而能充裕的运行。

●为了施工方便该设备用电网电和发电机发电都可以，而且不影响其施工效果。

3．2、钢筋混凝土清理原理钢筋混凝土清理直接利用回转钻机进行，首先利用回转钻机将套筒压入至钢筋混凝土表面，然后利用套筒的自重，将套管强行回转下压穿越钢筋混凝土下压，对于进入套管内的混凝土块，可直接采用冲抓斗排出。

3．3、套管回转楔型夹紧机构及回转装置原套管制作根据现场施工条件，采取Φ1200mm套管，每节长度6m，现场焊接的方式成型。

RT-200AⅢ型采用楔型夹紧机构将回转钻机的回转支承环与套筒固定，楔型夹紧机构与套筒的咬合与松开由夹紧油缸控制，当夹紧油缸向上提升时，楔型块跟着上升，夹紧机构松开；当夹紧油缸向下收缩，楔型块也随之下降，从而牢靠地将套管和回转支承装置咬合，楔型夹紧机构的原理图下图。

杭州市XXXXXXXXXX地铁站出入口工程围护结构360度全回转钻孔咬合桩施工组织方案浙江益坚基础工程有限公司二O一三年五月目录第一章：工程概况 (1)第二章：施工工艺 (2)第三章：施工进度计划 (9)第四章：质量保证措施 (10)第五章：安全文明施工措施 (14)第六章：注意事项及应急措施 (16)第七章：拟投入施工的机械设备及劳动力 (18)第一章工程概况一、施工方案编制依据1、主体围护结构设计图纸2、岩土工程勘察报告3、国际《建筑基坑支护技术规程》（JG120-99）4、省准《建筑基坑工程技术规程》（DB33/T1008-2000）5、行业标准《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）6、其它有关施工规范及规程二、工程概况第二章 施工工艺一、施工工艺简述360全回转钻孔咬合桩（即硬咬合），是在围护桩身进入在地下障碍物较多时，采用进口360度回旋转钻机施工的施工工艺，使相邻混凝土排桩间部份圆周相嵌，并于后序次相间施工的桩内署入钢筋笼，使之形成具有良好防漏防渗作用的整体连续防水、挡土围护结构（如图一所示）。

它有别于软咬合咬合桩，即A 、B 桩均才用普通混凝土施工（若桩身较大、深时，为保证拔管不影响桩身质量，需采用缓凝混凝土进行浇筑），该施工工艺对地质情况复杂，桩身进入风化层的围护结构较适合。

由于该工艺采用的是全套管全程护壁，用桩机抱着钢套管360度回转切割法，不会对原土层进行扰动；不需要泥浆进行护壁，污染小；采用的是履带吊车用抓斗取土，噪音小等优势。

360度回旋转钻孔咬合桩是采用机械钻孔施工，桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑围护结构。

施工主要采用进口360度全回转套管钻机及履带吊车配合施工方案。

钻孔咬合桩的排列方式采用：第一序桩素砼桩（A 桩）和第二序钢筋砼桩（B 桩）间隔（如图一）；先施工A 桩，后施工B 桩，A 桩砼也采用普A BBB 图一 钻孔咬合桩平面示意图A通砼，要求必须在前后A 桩施工完成后再进行B 桩的施工，B 桩施工时，利用回旋钻机套管钻机的切割能力切割掉相邻A 桩的部分砼，则实现了咬合（如图二）目前国内应用的桩径有φ800-φ2000二、施工工艺流程A 1桩砼导墙B桩定位孔A 1砼导墙B A 2桩A 1砼导墙A 1桩砼导墙B桩定位孔B A 2套管底口刃脚砼导墙A 1取土面A 1桩砼导墙B型桩孔A 2冲击抓斗套管A 2桩B桩定位孔A 1桩施工A 2桩施工B桩施工图二 钻孔咬合桩施工工艺原理图施做砼冠梁检测截桩头桩机移位测量砼标高砼运输制作钢筋笼及安设侧斜管验孔签认隐蔽签认导管拼装检查制作砼试块浇注砼逐次拔管放入砼灌注导管吊放钢筋笼清除虚土检查孔底测量孔深爪斗取土套管钻进压入套管、较核垂直度控制垂直度吊装安放套管套管桩机就位对中施工咬合桩顶砼导墙机位测量放样施工准备、场地平整图2-1 咬合桩施工工艺流程图三、施工工艺1、导墙施工（1）导墙结构形式由于施工桩机自重较重，咬合桩导墙采用C25钢筋砼结构，若施工φ1000咬合桩导墙形式如图2.1-1所示（导墙孔直径比设计桩径大2cm）。

360°全回转套管机拔桩施工难题及处理措施作者：张天赐杜怀珺张俊伟来源：《价值工程》2017年第03期摘要：360°全回转套管机拔桩可广泛应用于废弃桩的处理，本文介绍了在拔桩过程中遇到的难点及处理措施，提供了较全面的施工经验。

Abstract： The 360° full rotary casing machine pile driving can be widely used in the treatment of abandoned piles. This paper introduces the difficulties encountered in the process of pulling out piles and the treatment measures， and provides a more comprehensive construction experience.关键词：360°全回转；桩基拔除；处理措施；应用Key words： 360° full rotary；pile foundation removal；treatment measures；application中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）03-0165-030 引言新台子河站～丁万河站区间采用盾构法施工，盾构机需下穿丁万河老桥废弃桩基，桩体钢筋对盾构施工产生安全隐患，必须处理干净、彻底，在选择施工工法上进行比选采用360°全回转套管机，施工过程中遇到的难点及处理措施为类似桩基拔除施工提供借鉴。

1 工程介绍徐州地铁2号线新台子河～丁万河区间采用盾构法施工，隧道直径6.2m，纵向坡度1.2758%。

下穿丁万河及丁万河老桥，由于北三环高架桥施工，原丁万河老桥被拆除，老桥桥台采用扩大基础+群桩基础，桩基为直径1.2m的钻孔灌注桩，间距3.75m×3.445m。