水冲法与FCEC清障拔桩之比较

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1、浙江鼎业基础工程有限公司1上海*大楼工程拔桩清障施工工艺比选 主要内容一、概述一、概述二、二、FCEC专用拔桩清障施工工艺专用拔桩清障施工工艺三、三、FCEC清障拔桩与水冲法拔桩施清障拔桩与水冲法拔桩施 工工艺比选工工艺比选四、建议和意见四、建议和意见一、概述 近年来，随着城市地下空间开发的快速发展，近年来，随着城市地下空间开发的快速发展，特别是在旧城区进行改造、开发的工程项目中，特别是在旧城区进行改造、开发的工程项目中，经常会遇到地下残留旧砼、旧桩，如灌注桩、预经常会遇到地下残留旧砼、旧桩，如灌注桩、预制桩等障碍物需要清除。制桩等障碍物需要清除。 常规的拔桩清障施工工艺常规的拔桩清障施工工艺

2、振动钢套管振动钢套管+ +高压空气高压空气+ +大量高压水冲法，利用大功率振动大量高压水冲法，利用大功率振动器边振动钢套管，边用高压水加高压气将桩周器边振动钢套管，边用高压水加高压气将桩周土体冲释成大量泥浆，再由人工下到孔内焊接土体冲释成大量泥浆，再由人工下到孔内焊接桩帽或套上钢丝绳后拔桩。桩帽或套上钢丝绳后拔桩。 以前，水冲法拔桩尚且被普遍地应用于拔桩工程中。以前，水冲法拔桩尚且被普遍地应用于拔桩工程中。但随着地下空间的进一步开发，拔桩清障的难度越来越但随着地下空间的进一步开发，拔桩清障的难度越来越大，水冲法日渐暴露出速度慢、工期长、环境污染严重大，水冲法日渐暴露出速度慢、工期长、环境污染严

3、重安全隐患多、质量无法保证、有些根本无法拔除等局限安全隐患多、质量无法保证、有些根本无法拔除等局限性，工程建设迫切需要一种安全、快速、质量可靠的新性，工程建设迫切需要一种安全、快速、质量可靠的新型拔桩清障施工工艺。型拔桩清障施工工艺。 针对这一情况，浙江鼎业基础工程有限公司（一级针对这一情况，浙江鼎业基础工程有限公司（一级企业）自企业）自9898年开始斥资年开始斥资2 2亿多元从美国、日本等发达国家亿多元从美国、日本等发达国家引进专利技术及购买了多台国际最先进的专用清障机械引进专利技术及购买了多台国际最先进的专用清障机械360360度快速旋转切割、切削的度快速旋转切割、切削的FCECFCEC专

4、用清障机专用清障机8 8台套，同台套，同时还有外钢套管逆转、内螺旋钻正转正逆同步旋转一体机时还有外钢套管逆转、内螺旋钻正转正逆同步旋转一体机3 3台套、大功率全液压全回转套管机台套、大功率全液压全回转套管机6 6台套，适用于各种地台套，适用于各种地质、环境条件下的清障施工。质、环境条件下的清障施工。二、FCEC专用拔桩清障施工工艺 FCECFCEC专用拔桩清障施工工艺（专利）采用双重钢套管专用拔桩清障施工工艺（专利）采用双重钢套管配置，首先，埋设外钢套管（第一重）配置，首先，埋设外钢套管（第一重） ，准确定位后，准确定位后，FCECFCEC清障机通过旋转动力装置推动底部镶嵌锯齿形钛合金清障机通

5、过旋转动力装置推动底部镶嵌锯齿形钛合金的内钢套管（第二重）对桩周进行快速旋转切割，边旋转的内钢套管（第二重）对桩周进行快速旋转切割，边旋转切割边钻进沉入，沉入深度超出原桩长，实施桩与四周土切割边钻进沉入，沉入深度超出原桩长，实施桩与四周土体分离，使桩周边的摩阻力减小。然后使用特殊装置将钢体分离，使桩周边的摩阻力减小。然后使用特殊装置将钢丝绳与桩身下部锁扣牢固后，即可用吊机吊拔旧桩。丝绳与桩身下部锁扣牢固后，即可用吊机吊拔旧桩。2.1 2.1 施工原理施工原理2.2 2.2 适用范围适用范围 1 1、适用于各种环境、形式、规格、难度的旧钻孔、适用于各种环境、形式、规格、难度的旧钻孔灌注桩、预制桩

6、、预应力管桩、地下残留旧钢砼灌注桩、预制桩、预应力管桩、地下残留旧钢砼等旧基础等旧基础2 2、可满足、可满足35354040度大倾斜度斜桩、度大倾斜度斜桩、2000mm2000mm大直大直 径、径、70m70m大深度各种规格障碍物的清障处理大深度各种规格障碍物的清障处理2.3 2.3 施工工艺流程施工工艺流程测定桩位中心/埋设外 (第一重)钢套管清障机驱动内(第二重)钢套管快速旋转切割桩周土体内钢套管钻进沉入深度超出原桩长,实施桩周土体分离减摩特殊装置将钢丝绳锁扣于桩身下部通过吊机将旧桩拔出清除施施工工流流程程动动画画旧桩FCEC清障机定位外钢套管（第一重）埋设外钢套管（第一重）后FCEC专用

7、清障机定位内钢套管（第二重）外钢套管（第一重）钢套管沉压深度超过原桩长内钢套管（第二重）在桩周快速切割切削，沉入深度超出原桩长钢丝绳锁扣点内钢套管（第二重）外钢套管（第一重）专用设备将钢丝绳锁扣在桩身下部从底部受力吊拔旧桩钢丝绳锁扣点内钢套管（第二重） 外钢套管（第一重）钢丝绳锁扣点截断旧桩分段拔除若旧桩桩长较长，起拔到一定高度后可以将其截断分段进行拔除2.4 施工方法及步骤1 1、经纬仪测定桩位中心、经纬仪测定桩位中心2 2、以桩位为中心画控制圆，埋设外钢套管（第、以桩位为中心画控制圆，埋设外钢套管（第一重）一重） ，长度，长度2 25m5m3 3、外钢套管支撑孔壁，保证、外钢套管支撑孔壁，

8、保证FCECFCEC专用清障机对专用清障机对 旧桩进行准确定位。旧桩进行准确定位。2.4.1 2.4.1 测定桩位中心测定桩位中心, ,埋设外埋设外( (第一重第一重) )钢套管钢套管1 1、FCECFCEC专用清障机定位专用清障机定位2 2、选用比旧桩直径略大的钢套管，底部镶嵌钛合、选用比旧桩直径略大的钢套管，底部镶嵌钛合 金钻头，通过快速旋转，具有很强的切削切割金钻头，通过快速旋转，具有很强的切削切割 能力能力3 3、旋转动力驱动装置驱动内钢套管快速旋转切割、旋转动力驱动装置驱动内钢套管快速旋转切割切削沉入切削沉入4 4、配备、配备HASHAS高压气雾快速喷射器（专利），润滑高压气雾快速喷

9、射器（专利），润滑冷却钻头，加快推动钻进速度冷却钻头，加快推动钻进速度2.4.2 2.4.2 清障机驱动内钢套管清障机驱动内钢套管( (第二重第二重) ) 快速旋转切割桩周土体快速旋转切割桩周土体2.4.3 2.4.3 旋转驱动装置驱动内钢套管钻进沉入旋转驱动装置驱动内钢套管钻进沉入 深度超出原桩长实施桩周土体分离减摩深度超出原桩长实施桩周土体分离减摩1 1、内钢套管钻进沉入深度超过原桩长、内钢套管钻进沉入深度超过原桩长1 1m m2 2、由于已实施桩周土体的分离，拔桩时只、由于已实施桩周土体的分离，拔桩时只 需考虑桩的自重需考虑桩的自重, ,使清障拔桩更容易更彻底。使清障拔桩更容易更彻底。3

10、 3、内钢套管在桩周快速旋转切割切削，对四周土、内钢套管在桩周快速旋转切割切削，对四周土 体扰动小，不破坏地下土体，不会对周边构筑体扰动小，不破坏地下土体，不会对周边构筑物造成影响。物造成影响。2.4.4 2.4.4 特殊装置将钢丝绳锁送至桩的底下部特殊装置将钢丝绳锁送至桩的底下部 锁扣牢固后拔桩锁扣牢固后拔桩1 1、使用特殊装置将钢丝绳送到桩身底下部。、使用特殊装置将钢丝绳送到桩身底下部。2 2、将钢丝绳与桩身锁扣牢固后，即可将旧桩拔出、将钢丝绳与桩身锁扣牢固后，即可将旧桩拔出 或清除。或清除。3 3、由于从底下部受力进行拉拔，即使桩身质量出、由于从底下部受力进行拉拔，即使桩身质量出 现问题

11、（如断裂、破碎等）的旧桩均能一次性现问题（如断裂、破碎等）的旧桩均能一次性 拔除。拔除。2.4.5 2.4.5 将旧桩拔出或清除将旧桩拔出或清除1 1、根据旧桩情况，选用起拔力合宜的起重设备、根据旧桩情况，选用起拔力合宜的起重设备2 2、对于桩长较长的旧桩，应预先设置好截桩架，、对于桩长较长的旧桩，应预先设置好截桩架， 起拔到一定高度后，将旧桩截断分段拔除起拔到一定高度后，将旧桩截断分段拔除3 3、为保证安全，采用双点吊将旧桩吊到指定位置、为保证安全，采用双点吊将旧桩吊到指定位置 万一在施工过程中发生意外，出现断桩事故，万一在施工过程中发生意外，出现断桩事故，可以采用以下可以采用以下2 2种措

12、施进行处理：种措施进行处理： 1 1、FCECFCEC正逆同步旋转的驱动装置，外钢套管正逆同步旋转的驱动装置，外钢套管逆转、内螺旋钻正转正逆同步旋转一体机对残留桩逆转、内螺旋钻正转正逆同步旋转一体机对残留桩体作绞碎处理，通过螺旋钻的提升将桩体破碎后的体作绞碎处理，通过螺旋钻的提升将桩体破碎后的残渣清出地面。残渣清出地面。 2.5 2.5 施工预案（一）施工预案（一）断桩处理措施 一内（第二重） 钢套管外(第一重)钢套管底部镶嵌锯齿状钛合金 2 2、全液压全回转套管机驱动钢套管边旋转边、全液压全回转套管机驱动钢套管边旋转边钻进边切割，边利用抓斗将障碍物抓出清除，底端钻进边切割，边利用抓斗将障碍物

13、抓出清除，底端镶嵌钛合金钻头的钢套管具有很强的切割能力，能镶嵌钛合金钻头的钢套管具有很强的切割能力，能将残留断裂桩体分段切割、利用抓斗分段清除。将残留断裂桩体分段切割、利用抓斗分段清除。2.5 2.5 施工应急预案（二）施工应急预案（二）拔桩示意图断桩处理措施 二 1 1、FCECFCEC专用清障施工工艺采用比旧桩规格略大专用清障施工工艺采用比旧桩规格略大的钢套管，通过驱动装置快速旋转切割切削钻进，实的钢套管，通过驱动装置快速旋转切割切削钻进，实施桩与桩周土体分离减摩，施工过程中由于通过钢套施桩与桩周土体分离减摩，施工过程中由于通过钢套管快速旋转切割桩周土体，对地下土体结构不破坏，管快速旋转切

14、割桩周土体，对地下土体结构不破坏，不影响周边构筑物，而且清障速度快、安全可靠、保不影响周边构筑物，而且清障速度快、安全可靠、保证施工质量，且不产生泥浆，优质环保。证施工质量，且不产生泥浆，优质环保。 2.6 2.6 施工工艺优点施工工艺优点 2 2、由于地下障碍物具有不可预见性，无法完、由于地下障碍物具有不可预见性，无法完全准确探明。在拔桩清障的过程中可能会遇到不明全准确探明。在拔桩清障的过程中可能会遇到不明障碍物（如钢砼、块石等），加上上海地区的钻孔障碍物（如钢砼、块石等），加上上海地区的钻孔灌注桩普遍存在桩身扩孔的现象，只有具备在旋转灌注桩普遍存在桩身扩孔的现象，只有具备在旋转钻进的同时能

15、将上述障碍物切割破碎的机械，才能钻进的同时能将上述障碍物切割破碎的机械，才能保证拔桩清障的质量。保证拔桩清障的质量。FCECFCEC专用清障机钢套管镶嵌专用清障机钢套管镶嵌钛合金钻头，具备很强的切割破碎能力，保证钢套钛合金钻头，具备很强的切割破碎能力，保证钢套管的顺利沉入。管的顺利沉入。2.6 2.6 施工工艺优点施工工艺优点 3 3、FCECFCEC专用清障机可配置多种规格钢套管，钢专用清障机可配置多种规格钢套管，钢套管可通过多节连接，满足不同规格、长度旧桩清套管可通过多节连接，满足不同规格、长度旧桩清除需要，实用范围广泛。对于直径除需要，实用范围广泛。对于直径2m2m、深度、深度70m70

16、m、倾斜度倾斜度4545度之内的旧桩均能达到清除的目的。度之内的旧桩均能达到清除的目的。 2.6 2.6 施工工艺优点施工工艺优点 4 4、对环境比较复杂的地区，对回填要求比较严格，采、对环境比较复杂的地区，对回填要求比较严格，采用外、内双重钢套管配置，外钢套管支撑上部孔壁，用外、内双重钢套管配置，外钢套管支撑上部孔壁，防止塌孔，内钢套管确保彻底清障，在保证施工安全防止塌孔，内钢套管确保彻底清障，在保证施工安全可靠的同时，进一步保证了回填的质量。可靠的同时，进一步保证了回填的质量。 地连墙施工区域的回填可采用螺旋钻对回填区域地连墙施工区域的回填可采用螺旋钻对回填区域进行搅拌，同时开启注浆泵喷浆

17、，提升一段螺旋钻杆进行搅拌，同时开启注浆泵喷浆，提升一段螺旋钻杆后，再反转下压压密土体，保证回填的密实度和均匀后，再反转下压压密土体，保证回填的密实度和均匀性，确保下道工序的施工质量。性，确保下道工序的施工质量。 2.6 2.6 施工工艺优点施工工艺优点 5 5、备有、备有2 2种断桩处理措施，如在拔桩清障过程中种断桩处理措施，如在拔桩清障过程中遇到断桩，可以使用外钢套管逆转、内螺旋钻正转正遇到断桩，可以使用外钢套管逆转、内螺旋钻正转正逆同步旋转一体机或全回转套管机将断桩进行处理，逆同步旋转一体机或全回转套管机将断桩进行处理，保证拔桩清障的质量。保证拔桩清障的质量。FCECFCEC清障施工工艺

18、对于各种环清障施工工艺对于各种环境、地质、条件、难度的旧桩均能清除。境、地质、条件、难度的旧桩均能清除。2.6 2.6 施工工艺优点施工工艺优点 天津慈海桥工程，天津慈海桥工程，800mm800mm桩长桩长33m33m的钻孔灌注桩的钻孔灌注桩 上海地铁上海地铁M8M8线，线，800mm800mm斜率斜率8%8%的钻孔灌注桩的钻孔灌注桩 上海浦东陆家嘴金融中心区（二期）瑞明中船拔上海浦东陆家嘴金融中心区（二期）瑞明中船拔 桩工程，桩工程，500mm500mm500mm500mm预制方桩，桩长预制方桩，桩长31.5m31.5m 2.7 2.7 部分工程实例部分工程实例 上海轨道交通上海轨道交通11

19、11号线武威路站拔桩工程，号线武威路站拔桩工程， 400mm400mm400mm400mm预制方桩预制方桩 上海港国际客运中心高阳变电站拔桩工程，上海港国际客运中心高阳变电站拔桩工程， 550mm550mm三节预制空心薄壁管桩，桩长三节预制空心薄壁管桩，桩长25.5m25.5m 上海轨道交通上海轨道交通7 7号线杨高南路站拔桩工程，号线杨高南路站拔桩工程， 400400400mm400mm二节预制方桩二节预制方桩2.7 部分工程实例 新建路越江隧道浦东段废弃码头拔桩工程，新建路越江隧道浦东段废弃码头拔桩工程， 600mm600mm六角预制桩六角预制桩 人民路越江隧道浦东段东昌路轮渡站拔桩工程，

20、人民路越江隧道浦东段东昌路轮渡站拔桩工程， 377mm377mm沉管灌注桩，桩长沉管灌注桩，桩长25.5m25.5m 上海轨道交通上海轨道交通7 7号线杨高南路站拔桩工程，号线杨高南路站拔桩工程， 400400400mm400mm二节预制方桩二节预制方桩2.7 2.7 部分工程实例部分工程实例三、FCEC清障拔桩与水冲法拔桩 施工工艺比选3.1 3.1 施工原理施工原理 FCECFCEC施工工艺施工工艺水冲法水冲法 双套管配置，旋转动力双套管配置，旋转动力装置驱动钢套管快速旋转切装置驱动钢套管快速旋转切割，沉入桩底后实施桩与四割，沉入桩底后实施桩与四周土体分离减摩，钢丝绳锁周土体分离减摩，钢丝

21、绳锁扣桩身下部后拔桩扣桩身下部后拔桩 大功率振动器振动钢套大功率振动器振动钢套管的同时，通过大量高压水管的同时，通过大量高压水和高压空气将桩周土体冲释和高压空气将桩周土体冲释成泥浆，土体冲空后，套上成泥浆，土体冲空后，套上钢丝绳拔桩钢丝绳拔桩3.2 3.2 适用范围适用范围 FCECFCEC施工工艺施工工艺水冲法水冲法 适用范围广泛，对于各适用范围广泛，对于各种条件、地质、环境、难度种条件、地质、环境、难度的各类旧桩和地下残留旧钢的各类旧桩和地下残留旧钢砼基础等障碍物均能清除砼基础等障碍物均能清除 存在很大的局限性，一存在很大的局限性，一般无难度的直桩尚可清除。般无难度的直桩尚可清除。对于地质

22、较硬、桩长较长的对于地质较硬、桩长较长的桩、多节桩、断桩、斜桩、桩、多节桩、断桩、斜桩、地下存在不明障碍物根本无地下存在不明障碍物根本无法清除。法清除。3.3 3.3 施工效率施工效率 FCECFCEC施工工艺施工工艺水冲法水冲法 施工速度快，平均每台施工速度快，平均每台机械每天能拔除机械每天能拔除2 25 5根桩，根桩，即便施工过程中遇到突发情即便施工过程中遇到突发情况也能够及时处理，可确保况也能够及时处理，可确保工期需要。工期需要。 速度慢，拔除速度慢，拔除1 1根多节根多节桩需要桩需要1 12 2天，若桩下部拔天，若桩下部拔断，处理时间少则断，处理时间少则3 35 5天，天，多则几十天，

23、甚至根本无法多则几十天，甚至根本无法清除。清除。3.4 3.4 施工质量施工质量 FCECFCEC施工工艺施工工艺水冲法水冲法1 1、清障拔桩彻底，钢丝绳、清障拔桩彻底，钢丝绳锁扣于桩身下部，无论桩身锁扣于桩身下部，无论桩身断裂或破碎均能将旧桩予以断裂或破碎均能将旧桩予以彻底清除。彻底清除。2 2、钢套管支撑孔壁，可防、钢套管支撑孔壁，可防止塌孔，亦可确保桩孔回填止塌孔，亦可确保桩孔回填质量。质量。1 1、钢丝绳锁扣在桩身上部、钢丝绳锁扣在桩身上部下节桩、断桩很难彻底清除下节桩、断桩很难彻底清除2 2、严重破坏桩周土体，桩、严重破坏桩周土体，桩孔被冲大很多倍，若桩中心孔被冲大很多倍，若桩中心距

24、小于距小于3m3m，严重时出现多桩，严重时出现多桩合并，增加工作难度。合并，增加工作难度。3 3、桩孔冲大，难以保证回、桩孔冲大，难以保证回填的密实度及质量。填的密实度及质量。3.5 3.5 环保情况环保情况 FCECFCEC施工工艺施工工艺水冲法水冲法1 1、对土体扰动小，对周边、对土体扰动小，对周边构筑物无影响。构筑物无影响。2 2、不产生泥浆、不产生泥浆 ，不会造成，不会造成环境污染。环境污染。1 1、大量高压气、高压水冲、大量高压气、高压水冲到地下，严重破坏、扰动地到地下，严重破坏、扰动地下土体。小则桩孔冲大成几下土体。小则桩孔冲大成几倍，多则倍，多则1010多倍。多倍。2 2、冲释出

25、大量泥浆，造成、冲释出大量泥浆，造成严重的环境污染。严重的环境污染。3.6 3.6 安全可靠性安全可靠性 FCECFCEC施工工艺施工工艺水冲法水冲法1 1、特殊装置将钢丝绳送到、特殊装置将钢丝绳送到桩身下部锁扣牢固后桩身下部锁扣牢固后, ,从桩从桩底部受力进行拉拔，基本能底部受力进行拉拔，基本能一次性将旧桩清除。一次性将旧桩清除。2 2、备有、备有2 2种应急预案措施，种应急预案措施，能处理各种突发情况。能处理各种突发情况。1 1、需人工下井将钢丝绳捆、需人工下井将钢丝绳捆绑在桩身上部，存在着严重绑在桩身上部，存在着严重的安全隐患。的安全隐患。2 2、由于从桩身上部吊桩，、由于从桩身上部吊桩

26、，存在拉断旧桩的风险。存在拉断旧桩的风险。3 3、断桩、斜桩、遇不明障、断桩、斜桩、遇不明障碍物等稍有难度的桩就无法碍物等稍有难度的桩就无法清除处理。清除处理。四、建议和意见 上海医院门诊大楼工程需清除大量旧桩，工程必须在上海医院门诊大楼工程需清除大量旧桩，工程必须在20092009年全部完年全部完工，工期相当紧，且部分旧桩位于地连墙经过区域，部分桩紧邻新工，工期相当紧，且部分旧桩位于地连墙经过区域，部分桩紧邻新工程桩，旧桩清除后对桩孔回填的要求很高，因此，须采用一种安工程桩，旧桩清除后对桩孔回填的要求很高，因此，须采用一种安全可靠、优质高效的施工工艺。全可靠、优质高效的施工工艺。 通过以上比较，显然易见水冲法拔桩根本无法满足施工需求建通过以上比较，显然易见水冲法拔桩根本无法满足施工需求建议采用浙江鼎业基础工程有限公司的议采用浙江鼎业基础工程有限公司的FCECFCEC专用拔桩清障施工工艺。专用拔桩清障施工工艺。