高架桥下盾构穿越区灌注桩清除施工方法与流程

本发明专利涉及灌注桩清除的，具体而言，涉及高架桥下盾构穿越区灌注桩清除施工方法。

背景技术：

1、为满足城市交通通行需求，各大城市地铁线路不断拓展，地下隧道施工越来越普遍。在隧道盾构施工过程中，盾构线路与既有建筑物废旧桩基冲突的情况时有发生。为确保项目盾构隧道开挖的顺利开展，盾构施工前需在不影响周边基础设施安全的情况下将旧桩予以清除。

2、以广州地铁新建18号线南延段为例，项目隧道设计直径8m，顶部埋深距地面约24m，按照规划其盾构线路将下穿南沙港快速路位于十六涌片区的高架桥段。南沙港快速路(桥)位于广州市南沙区，于2004年建成通车，大桥承载着南沙港大量货运车辆的通行，日车流量高达14万辆次，该高架桥下方7m建有灵新大道，灵新大道修建时拆除了该路段的厂房建筑，盾构路线与灵新大道原厂房的旧灌注桩基础相冲突，新建盾构穿越区与旧桩冲突数量共计83根，其中桥下低净空范围分布旧桩55根，旧桩为混凝土灌注桩，设计桩径800mm、平均桩长34m，旧桩基础混凝土强度为c35，盾构机极难掘进穿越。

3、现在技术中，地下旧桩清除常规采用冲击破碎、旋挖清除、全套管全回转拔桩等方法。鉴于南沙场地为鱼涌泥塘回填，若采用冲击锤对旧桩进行冲碎，冲击过程容易造成塌孔，加之原有旧桩桩端入岩，且位于高架桥下，其冲击造成的振动和塌孔对上部桥梁基础将造成不良影响。如采用旋挖钻机施工，因低净空旋挖钻机扭矩较小，且旧桩较深，低净空旋挖钻机的性能清除旧桩速度慢、耗费材料多。如采用全套管全回转钻机拔除旧桩，同样受低净空环境限制，常规的拔桩作业无法在现场正常进行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供高架桥下盾构穿越区灌注桩清除施工方法，旨在解决现有技术中，高架桥下地下旧桩清除困难的问题。

2、本发明是这样实现的，高架桥下盾构穿越区灌注桩清除施工方法，包括以下施工步骤：

3、1)、根据盾构路线，在高架桥下盾构穿越区测量放线，确定旧桩桩位；

4、2)、履带式全套管全回转钻机就位，所述履带式全套管全回转钻机的中部具有中心孔，利用低趴短臂履带吊吊装套管，所述套管穿过中心孔，且所述套管的底部抵压在旧桩桩位上；所述履带式全套管全回转钻机驱动套管回转朝下切削，直至所述套管环抱在旧桩承台的外周，所述旧桩承台的外周与套管的内侧壁之间具有承台间隔；

5、3)、利用低趴短臂履带吊吊装微型楔形钎锤，所述微型楔形钎锤由上至下嵌入至承台间隔中，所述微型楔形钎锤被夹持固定在旧桩承台与套管之间；利用履带式全套管全回转钻机驱动套管回转，直至所述旧桩承台被扭断，再将旧桩承台从套管中取出；

6、4)、利用履带式全套管全回转钻机驱动套管继续下压切削土层，直至套管的底部下压至设定距离，停止驱动套管回转，所述套管的下部环抱在旧桩的上部上；所述旧桩具有插入套管中的插入段以及位于套管下方的残桩段，所述插入段的外周与套管的内侧壁之间形成桩间隔；

7、5)、利用微型楔形钎锤由上至下嵌入至桩间隔中，所述微型楔形钎锤被夹持固定在旧桩与套管之间，利用履带式全套管全回转钻机驱动套管回转，直至所述插入段被扭断，再将插入段从套管中取出；

8、6)、重复上述施工步骤4)至施工步骤5)，直至残桩段的长度小于设定长度以后，利用微型十字冲锤将残桩段破碎呈碎渣，再利用微型冲抓斗将碎渣从套管中取出，所述旧桩桩位上形成待填孔；

9、7)、安装灌注架、注浆导管，通过所述注浆导管往所述待填孔中回填水泥砂浆；

10、8)、起拔套管。

11、可选的，在所述施工步骤2)中，在旧桩桩位上吊放定位基板，再移动所述履带式全套管全回转钻机，所述定位基板的中部形成有上下贯穿的定位孔，所述定位孔与中心孔上下对齐布置。

12、可选的，所述定位基板的顶部形成多个定位槽，所述履带式全套管全回转钻机具有多个上下伸缩移动的支腿；

13、在所述施工步骤2)中，将所述履带式全套管全回转钻机移动到设定位置后，多个所述支腿朝下伸长移动，直至所述支腿的底部抵压在定位槽上。

14、可选的，所述套管包括多个上下连接的节管，相邻的所述节管之间通过连接结构相互连接；

15、在所述施工步骤4)中，利用履带式全套管全回转钻机驱动套管继续下压切削土层的过程中，所述套管具有延伸至中心孔上方的上延段，当所述上延段的长度小于50cm时，停止驱动套管回转，在所述上延段的外周上卷铺防水膜，形成防水层，再在所述防水层上涂覆黄油，形成润滑层；利用低趴短臂履带吊吊装节管，并通过连接结构将吊装的节管与上延段的顶部相连接，所述防水层被夹持固定在上延段与吊装的节管之间。

16、可选的，所述套管的底部设有多个切削靴，多个所述切削靴沿着套管的周向间隔布置；所述套管底部的内侧壁上设有多个内刀头，所述内刀头的内端连接在套管的内侧壁上，所述内刀头的外端朝向套管的中心延伸布置；所述套管底部的外周加焊有凸出条，多个所述凸出条在套管的外周形成凸出网格；

17、在所述施工步骤2)中，所述履带式全套管全回转钻机驱动套管回转朝下切削的过程中，在所述内刀头的作用下，所述旧桩桩位上形成环形的承台间隔；

18、在所述施工步骤4)中，所述履带式全套管全回转钻机驱动套管回转朝下切削的过程中，在所述内刀头的作用下，所述旧桩桩位上形成环形的桩间隔。

19、可选的，在所述施工步骤3)以及步骤6)中，在套管朝下切削钻进的过程中，利用微型冲抓斗将套管中的土体取出；

20、在所述施工步骤3)中，所述旧桩承台被扭断后，利用微型冲抓斗将旧桩承台取出。

21、可选的，在所述施工步骤3)中，所述旧桩承台被扭断后，在微型楔形钎锤的冲击下，所述旧桩承台中的承台钢筋呈显露状，通过捆扎承台钢筋将旧桩承台吊出至套管外；

22、在所述施工步骤5)中，所述插入段被扭断后，在微型楔形钎锤的冲击下，所述插入段中的旧桩钢筋呈显露状，通过捆扎旧桩钢筋将插入段吊出至套管外。

23、可选的，所述微型楔形钎锤的外侧形成有呈弧形的外侧面，所述微型楔形钎锤的内侧形成有凹凸状的内侧面，所述外侧面的两侧与内侧面的两侧分别相连接，沿着由上至下的方向，所述外侧面朝向内侧面倾斜延伸布置；

24、在所述施工步骤3)中，当所述微型楔形钎锤嵌入承台间隔后，所述外侧面抵接在套管的内侧壁上，所述内侧面抵接在旧桩承台的外周上；

25、在所述施工步骤6)中，当所述微型楔形钎锤嵌入桩间隔后，所述外侧面抵接在套管的内侧壁上，所述内侧面抵接在插入段的外周上；

26、所述微型楔形钎锤的顶部设有用于与钢丝绳连接的挂耳，在所述施工步骤3)中，通过钢丝绳将微型楔形钎锤起吊至承台间隔的上方，且使所述外侧面与套管内侧壁紧密贴合后，释放所述钢丝绳，在重力的作用下，所述微型楔形钎锤由上至下嵌入至承台间隔中；

27、在所述施工步骤6)中，通过钢丝绳将微型楔形钎锤起吊至桩间隔的上方，且使所述外侧面与套管内侧壁紧密贴合后，释放所述钢丝绳，在重力的作用下，所述微型楔形钎锤由上至下嵌入至桩间隔中。

28、可选的，所述微型楔形钎锤包括多个钢板，多个所述钢板之间相互焊接连接，所述钢板的外端面形成有用于抵接在套管内侧壁的抵接面，多个所述钢板的抵接面结合形成所述外侧面，所述抵接面上设有具有弹性的反压凸条；

29、在所述施工步骤3)中，所述微型楔形钎锤在重力的作用下嵌入至承台间隔时，所述微型楔形钎锤受旧桩承台抵压，所述反压凸条受力压缩，在弹力的作用下，所述微型楔形钎锤的内侧面受力抵压在旧桩承台的外周上；

30、在所述施工步骤6)中，所述微型楔形钎锤在重力的作用下嵌入至桩间隔时，所述微型楔形钎锤受旧桩抵压，所述反压凸条受力压缩，在弹力的作用下，所述微型楔形钎锤的内侧面受力抵压在旧桩的外周上。

31、可选的，所述钢板的内端面形成有倾斜面，沿着自上而下的方向，所述倾斜面朝向抵接面倾斜延伸布置，多个所述钢板倾斜面结合形成所述内侧面；所述钢板的中部设有前后贯穿钢板的贯穿孔，所述贯穿孔的外端贯穿抵接面，所述钢板的内端贯穿倾斜面；

32、所述反压凸条具有嵌入至贯穿孔中的伸缩段；所述贯穿孔中设有移动块，所述移动块的内端与伸缩段的外端相连接，所述移动块的外端设有朝向倾斜面布置的抵压刀头，所述移动块的上下两端设有朝外凸起的凸块所述贯穿孔中设有两个导轨，所述导轨中设有驱动移动块复位的弹簧，所述弹簧的内端呈固定布置，所述弹簧的外端抵压在凸块上；

33、在所述施工步骤3)中，所述微型楔形钎锤在重力的作用下嵌入至承台间隔后，所述反压凸条受套管内侧壁挤压，所述反压凸条受力压缩，所述伸缩段朝向倾斜面变形延伸，驱使所述移动块朝向倾斜面移动，所述凸块挤压弹簧变形，直至所述抵压刀头抵压在旧桩承台上；

34、在所述施工步骤6)中，所述微型楔形钎锤在重力的作用下嵌入至桩间隔后，所述反压凸条受套管内侧壁挤压，所述反压凸条受力压缩，所述伸缩段朝向倾斜面变形延伸，驱使所述移动块朝向倾斜面移动，所述凸块挤压弹簧变形，直至所述抵压刀头抵压在旧桩的上；

35、当所述微型楔形钎锤从承台间隔或桩间隔中取出时，在弹力的作用下，所述弹簧抵压凸块朝向抵接面移动，所述移动块挤压伸缩段变形缩短，所述反压凸条朝外扩张变形。

36、与现有技术相比，本发明提供的高架桥下盾构穿越区灌注桩清除施工方法，采用的履带式全套管全回转钻机，通过履带自行走机构，无需大型吊车配合即可自由移动准确就位，旧桩清除过程采用低趴履带吊和经改制的微型冲抓斗、微型十字冲锤、微型楔形钎锤、实现低净空条件下无障碍施工，确保施工正常开展。并且，履带式全套管全回转钻机就位快捷高效；采用全套管全回转钻机将套管下沉套住旧桩，通过微型楔形钎锤卡入承台间隔、桩间隔的空隙，履带式全套管全回转钻机配合转动并将旧桩承台、插入段扭断，再借助微型冲抓斗或低趴短臂履带吊将断桩拔出，整体清障效率高。

37、接着，旧桩清除全程采用套管跟进，通过测量拔出插入段长度，判断套管内残桩段情况，当惨桩段长度较短时，由微型十字冲锤与微型冲抓斗在套管内反复冲抓，取渣，确保清障完全彻底，为后续盾构穿越扫清障碍。并且，施工过程通过全套管全回转钻机驱动套管超前钻进套住旧桩，全程隔绝孔内作业对桥基造成过大扰动。清除旧桩完成后立即在孔内填灌超缓凝水泥砂浆，对场地再次加固，确保了桥基的安全稳定。