两种桩处理技术适用分析.doc

两种盾构推进障碍桩处理工艺及适用性分析Two Kinds of Technical Treatment and Their Applicability Analysis about The Problem of Meeting Miles in The Process of Shield Propulsion作者：孙艳玲摘要：地铁盾构施工难免会碰到地下障碍物，本文就地铁盾构推进方向碰到钢筋混凝土桩，提出来两种施工工艺，并对两种工艺的进行了技术经济对比，论述了各自的适用性，为同类型工程提供了借鉴经验。Abstract: Subway construction will inevitably encounter the underground obstructions. In this paper two construction technologies are proposed on meeting reinforced concrete piles along the direction of shield during construction. Technicality and economy are compared and each of their applicability is also discussed, which provide referenced experience for similar projects.关键词：盾构、障碍桩、适用性4杭州某地铁盾构区间施工，在盾构机组装好，准备始发前，发现在盾构机前进方向有1根直径1m的钢筋混凝土桩，该桩所在位置地势平坦，周围没有建筑物，主要穿越底层如下：1杂填土：含砖瓦碎屑及生活垃圾，局部含较多的碎石，在拟建场地内均有分部；2素填土：以黏性土粉土为主含少量碎石、植物根系等杂物；1黏质粉土夹粉质黏土：褐黄灰黄色，含氧化铁质及云母碎屑，局部夹砂质粉土，俗称“硬壳层”；1砂质粉土：灰色；2灰色粉砂，拟建场地内均有分布，层面起伏平缓，但2层厚变化较大，局部夹薄层粘性土；为保证盾构顺利推进必须把地面以下15m以内的桩体全部清除，并在15天左右完成，为此计划采用全套管设备断桩和冲击锤碎桩两种工艺。1两种桩处理方案施工工艺1.1全套管设备断桩1.1.1施工所需资源表1全套管设备断桩施工资源表序号资源名称型号单位数量1人工全套设备操作工人人22砂浆C1015m3172套管壁厚2cm，外径1.2m，长4米节43全套管机加压力50t，起拔力240t，起拔高度5m台14履带吊100t辆15自卸汽车8t辆11.1.2施工流程桩顶清理全套管设备场地布置与机械、电力系统、后台作业指挥系统定位作业平台就位吊装设备就位套管回旋压入回旋偏心切削槽内抽水、清土全断面回旋切断起拔断桩吊离断桩由上第5步骤进入下一循环分段取桩直至作业深度起拔套管同步回填作业 清场、竣工、撤离图1全套管设备施工示意图1.1.3施工工艺简介（1）桩顶清理。用风镐清理地面，凿出桩头并找平。（2）测量放线、全套管机及吊装设备就位。全套管设备就位，与桩定中心偏差应小于2cm。（3）套管回旋压入、回旋偏心切削。确定原有桩的大小，选择合适的套管，将套管置于需清除桩的正上方，开始旋挖。（深度：3.5M4M）。（4）全断面回旋切断桩身。确定原有桩的位置，在套管内壁与桩之间插入倒三角锤，回转套管，切断原有桩。（倒三角锤、重量5t 长5M）。（5）吊离断桩。当原有桩与套管同时旋转时，将倒三角锤取掉，用抓斗取出原在桩，清理孔内泥土。（6）循环作业直至达到作业深度。（7）分段起拔套管，同步向套管内回填低标号砂浆。（8）清理断桩运输出场，机械设备退场，施工示意图见图1。1.2冲击锤破桩1.2.1施工所需资源表2冲击锤破桩施工资源表序号资源名称型号单位数量1人工冲击锤操作1人，普工1人，两班人22砂浆C1015m3174强磁铁块1泥浆箱3*5*1.5m个13冲击锤12005(T)15泥浆车16泥浆泵3PN2211.2.2施工流程桩顶清理泥浆设备、冲击设备就位冲击冲抓泥浆护壁冲击20cm左右清理破碎混凝土及碎石强磁清理断钢筋由第3步骤进入下一循环回填作业。图2冲击锤破桩施工示意图1.2.3施工工艺简介（1）桩顶清理。利用风镐把桩体凿出2m左右，形成一个下口1.2m直径圆坑。（2）冲击设备就位。用线锤挂在重装机天车上，使线锤的中心与破碎中心线在同一垂线上，线锤中心与桩位中心偏差应小于20mm。冲击锤直径为1200mm，中心对中后靠自由落体进行垂直度控制。（3）开始冲击、形成泥浆循环系统。冲击锤定位好以后，在挖孔内注入性能好的粘土泥浆，平衡底层的侧压力，以保证孔壁的稳定性，防止塌孔。泥浆比重控制在1.21.4，具体方法是：破碎成孔时不停的向孔内倒优质粘土，使孔内的泥浆比重保持在一定的水平上。保证不塌孔。（4）清孔换浆。在冲击过程中，使混凝土破碎至碎石，用3PN泥浆泵换浆或冲抓置换。钢筋冲碎至5cm以下长度，把强磁铁吊入坑底清理碎断钢筋，不断重复，直至地面下15米（冲至盾构环下1米）。（5）孔洞回填低标号砂浆，机械设备退场现场清理。2施工技术特点分析2.1进出场全套管机断桩设备所需主要设备为全套管设备、100t履带吊、外径1.2m长4m的钢套管。其中100t履带吊组织进场时间一般在10天左右，市场上全套管设备较少，进场时间比较难以确定。即使进场也不能保证有合适的套管，考虑套管加工时间，至少需要30天以上才能进场。冲击设备破桩所需设备主要为冲击锤，设备要求简单，在10天内即可组织进行施工。2.2工艺要求全套管机操作要求较高，尤其吊车需要持证上岗。工艺复杂，尤其断桩、起吊的要求较高。冲击锤、泥浆泵等均属常规设备，操作容易，工艺简单，对人员要求不高。2.3设备的适用性全套管机设备对场地要求较高，要求场地具备一定的平整性和强度，需要对软弱地面进行加固处理，否则很容易造成施工的偏差；冲击锤破桩对场地要求不高，冲击锤靠自由落体冲击桩体，垂直度有保证，设备轻便容易调整位置。2.4施工时间分析全套管设备施工速度快，截除15m桩体，大概需要16小时；冲击设备施工速度较慢，截除15m桩体，大概需要8天。2.5环境保护与安全性 全套管设备断桩在起吊过程中存在一定安全隐患，但不产生泥浆，噪音较低，环境污染较小。冲击设备破桩安全系数相对较高，施工需要较多泥浆，施工噪音大，环境污染较重。3施工费用估算3.1进出场费用3.1.1全断面套管断桩套管和全断面套管设备进场费用：5000元100t履带吊进场费用：15000元小计20000元3.1.2冲击锤碎桩所有设备进场：5000元3.2人工费计算（完成1根15m桩）3.2.1全断面套管断桩2人2工天60元/人/工天=240元3.2.2冲击锤碎桩2人16工天60元/人/工天=1920元3.3.材料费C1015砂浆：17m3200元/m3=3400元3.4周转性材料使用费3.4.1全断面套管断桩套管使用费按首次摊销30%计算：44m(0.60.6-0.580.58) 3.14m27850kg/m36元/kg0.3=16753元3.4.2冲击锤碎桩泥浆箱、强磁等：3000元3.5机械使用费3.5.1全断面套管断桩全套管设备2个台班：2台班2000元/台班=4000元100t吊车2个台班：2台班3000元/台班=6000元8t自卸汽车外运断桩：250元小计：10250元3.5.2冲击锤碎桩5t冲击锤16个台班：16台班380元/台班=6080元泥浆泵8个台班： 8台班200元/台班=1600元泥浆外运80m3：80m325元/m3=2000元小计：9680元3.6费用汇总公式3.6.1全断面套管断桩20000+16753+(240+3400+10250)x即36753+13890x其中x为桩的根数（桩长15m）3.6.2冲击锤碎桩5000+3000+(1920+3400+9680) x即8000+15000x其中x为桩的根数（桩长15m）4适用情况总结4.1技术适用性由两种工艺的施工特点可以分析出，相对于全套管断桩工艺冲击锤碎桩工艺具有进场速度快，工艺简单，对场地适用性强的优点。但是施工周期较长，对环境影响较大。而全套管断桩工艺最大的优点是施工速度快，但工艺复杂，对场地要求较高。全断面断桩工艺适合具备施工准备周期相对宽松，断桩工程量较大，整体工期非常紧张的情况。冲击锤碎桩工艺适合施工准备周期较短，工期紧张，工程量较小的情况。从工艺特点分析，破除该盾构推进方向的障碍桩优先采用冲击锤碎桩工艺，冲击锤碎桩7天组织设备进场，8天施工完成，正好可以满足工期的需要。而全套管断桩设备组织难度大，预计至少在30天后才具备开工条件。4.2经济适用性本工程中仅清除桩体1根，全套管断桩预计费用50643元，冲击锤碎桩预计费用23000元，从经济适用性考虑也需采用冲击锤断桩工艺。4.3综合分析4.3.1本工程实际应用对比无论从技术适用性还是从经济适用性上，本工程均需采用冲击锤断桩工艺，而在实际使用中也达到了相应的效果。4.3.2其他适用性分析若令36753+13890x=8000+15000x可得x=26根，即，破除桩的根数大于26根后，全套管断桩工艺经济适用性更好。若考虑工期影响，令7+8x=30+x可得x=3根，即，若破除根数大于3根，全套管断桩在