桩基施工中废弃管线处理技术及成本分析.pdf

文章编号:():./.桩基施工中废弃管线处理技术及成本分析滕 博(中铁六局集团有限公司交通工程分公司 北京市)摘 要:以沈阳地铁 号线工程高架段沿开发二十二号路下敷管线为依托通过对比分析钢板桩 钢支撑明挖法、钢护筒跟进并拔除法、双护筒法、管道封填法的施工方法、优缺点及工程造价并对管线封堵进行两次封堵试验最终确定采用砂浆封堵管道方案作为最具性价比的施工方案保证桩基施工质量及安全 关键词:桥梁桩基废弃管线砂浆封堵成本分析中图分类号:.文献标识码:钻孔灌注桩施工工艺在国内已十分成熟但在城市地区施工难免下敷市政管线废弃管线的处理质量将直接影响钻孔灌注桩施工 目前现场管线排迁方案为新建将原位管线按废弃处理 因管线迁改后未将原地下管线清除造成钻孔灌注桩无法在废管处进行钻进因此桩基施工前需对废弃管线进行处理 工程概况沈阳地铁 号线工程高架段沿开发二十二号路路中走行沿线桥梁基础与现状雨水及污水管线形成占位冲突设计方案为迁改管线至新线位后完成基础施工根据前期输入资料开发二十二号路下敷设管线包含:雨水、污水、燃气、给水、热力、通信等地下管线其中与桩基础占位冲突的主要为雨水和污水管线雨水、污水管线埋深在地面以下.管径 管线剖面关系图见图 图 管线剖面关系图 方案对比.钢板桩 钢支撑明挖法.施工方法采用钢板桩 钢支撑方式明挖法施工承台范围内路面破除打入钢板桩安装钢围檩基坑开挖安装第二道钢围檩(超过)基坑开挖雨污水管道破除封堵基坑回填拔出钢板桩桩基施工 年 第 期 北方交通.存在问题()工期方面:每个承台周期约 受场地影响无法形成流水作业工期影响约 个月甚至更长对目前已滞后的工期十分不利由产权单位组织实施不可控因素增多()安全方面:回填深度较深()无法采用大型机械压实沉降期短容易造成后期不均匀沉降 桩基施工时大型机械旋挖钻机、吊车吊装需要在回填区域进行运转若有地基不均沉降情况出现容易造成钻机失稳而倾倒砸伤两侧车辆及行人 开发二十二路属于宝马公司的重要通道车流量大若发生钻机倾覆则可能出现群死群伤现象()质量方面:施工质量不易控制()造价方面:经过初步计算费用在四个方案中为最高经济性最差.费用造价雨污水管破除综合单价 元/开挖土方单价.元/回填土方单价.元/土方外运单价.元/钢板桩单价.元/吨钢围檩及钢支撑单价.元/吨预计造价 万元.钢护筒跟进并拔除方案.施工方法采用钢护筒套管跟进废管顶部采用旋挖钻对废管进行破除破除前对管道进行清淤、排除有害气体等准备工作然后人工下至管底进行废管封堵封堵采用 厚砖砌挡墙封堵完毕后钻进至废管底部 待砖墙砂浆强度在 以上后进行混凝土灌注灌注完毕混凝土初凝前拔除钢护筒钢护筒采用壁厚 的钢板卷制而成其中直径.桩基采用直径.的钢护筒直径.桩基采用直径.的钢护筒钢护筒埋设采用振动打桩锤进行锤击的方式 管线与钢护筒剖面关系图见图 钢护筒跟进并拔除示意图见图 图 管线与钢护筒剖面关系图图 钢护筒跟进并拔除示意图.存在问题()工期方面:前期准备工作时间较长需要对管道内的积水及淤泥物进行清理需要进行每根管两侧封堵、等强无法连续钻进单个承台只能单个施工护筒占用时间长循环性差工期延长至少在 个月以上()安全方面:需人工下至.深度进行封堵因护筒直径只有.属于有限空间作业且既有雨污水管已经存在十多年大部分存在雨污混流在巡查过程中发现检查井内气味难闻一般的北方交通 年 第 期通风措施难以消除作业条件极差无法长时间作业因污水管大部分连接厂家的化粪池及年代久远的原因存在大量有害气体 由于桩基数量较大每个标段均在 根以上安全风险急剧增加安全管理难度大虽然可以采取通风措施但也极易发生中毒现象及安全事故()质量方面:护筒拔除需要在混凝土初凝前进行施工时间不易控制护筒可能难以拔除由于封堵的是圆形管道封闭难以严实 护筒在拔除过程中由于混凝土侧压力对砖墙的冲击容易发生漏浆及漏混凝土的情况造成桩基缺陷桩基缺陷一般在桩检测时才能发现而检测桩基一般在施工后 个月左右可能出现大批量缺陷桩的情况后期处理难度大、费用极高()造价方面:造价相对较高.费用造价管径.钢护筒打拔费用为 元/(旋挖带护筒驱动器)管径.钢护筒打拔费用为 元/(旋挖带护筒驱动器)钢筋混凝土管道破除费用 元/砌砖 元/清淤 元/预计造价.万元.双护筒方案(外护筒拔除内护筒保留).施工方法采用外钢护筒套管跟进废管顶部钻机对废管进行破除破除完毕后钻进至废管底部 继续钻进至桩基底部安装内钢护筒待桩基混凝土灌注完毕后直接拔出外钢护筒无需拔除内钢护筒 承台施工时直接切除内钢护筒外钢护筒采用壁厚 的钢板卷制而成(可倒用)其中直径.桩基采用直径.的钢护筒直径.桩基采用直径.的钢护筒内钢护筒采用壁厚 的钢板卷制而成直径比桩径大 钢护筒埋设采用旋挖套装机进行安装.存在问题()工期方面:与普通桩基施工差异不大可大大减少废管处理时间缓解工期压力为后续施工按期完成提供保障()安全方面:施工方法较成熟安全可靠()质量方面:与普通桩基施工差异不大质量较易控制()造价方面:造价高.费用造价管径.外钢护筒打拔费用为 元/(旋挖带护筒驱动器)管径.外钢护筒打拔费用为 元/(旋挖带护筒驱动器)管径.内钢护筒为.元/管径.内钢护筒为.元/钢筋混凝土管道破除费用 元/预计造价.万元.管道封填方案(地面钻孔封堵).施工方法采用水泥砂浆将管道封堵.处理原则工程桩所在位置桩周范围内发现的废弃管线均须处理.具体处理措施()管波探测要求()管波探测:对桩基范围内进行探测并分析探测结果及探测深度()根据钻探及管波探测结果记录废弃管线深度及高度()施工要求()布置钻孔每个承台下每根桩两侧打设 个 钻孔通过钻孔用水泥砂浆将管线封堵 钻孔距离桩边.按照一个管线回填长度 左右布置钻孔并做好标记()钻孔钻孔采用 型地质钻机钻孔直径为孔径误差小于 钻孔平面位置误差小于 倾斜度不超过.钻机采用泥浆循环、护壁成孔和清孔如遇特殊岩土时需下套管钻机防止塌孔 成孔深度要求进入废弃管线()排气孔施工为保证灌注砂浆密实在每一个填充孔旁需设一个排气孔保证砂浆灌注效果 排气孔成孔施工与填充孔相同成孔后下 管至废弃管线管顶 管管口预先用棉絮封住避免下管过程中泥浆进入管内堵塞管路灌注砂浆前用高压空气将排气孔疏通()制备水泥砂浆 年 第 期 滕 博:桩基施工中废弃管线处理技术及成本分析 砂浆采用商品预拌 灌浆过程中可视情加入外加剂增加其工作性 如废弃管线直径较大也可采用 混凝土(或砂浆)充填()泵送水泥砂浆采用混凝土输送泵将砂浆通过套管泵送进废弃管线 待废弃管线灌满稳压 左右拔出导管 终注标准:无法注进为止()注浆孔封孔注浆施工结束后起拔套管并及时将孔口封堵()二次灌浆灌浆完成后可根据现场情况对灌浆孔继续灌注水泥砂浆作为第一次灌浆的补充.检测原则和数量采用“二次压浆”方法检查填充率要求每个管线均要检测一次 压水检查工作应在灌浆结束 后进行管道封填方案示意图见图 图 管道封填方案示意图.存在问题()工期方面:需要进行每根管两侧封堵等强如区间长度较长则应分段封堵灌注工期延长约 个月()安全方面:管线回填密实情况无法验证可能对后续桩基施工产生不良影响()质量方面:注浆质量较难确认()造价方面:造价较低.费用造价全线污水抽除单价 元/管内砂浆封堵单价 元/观测孔单价 元/预计造价.万元 方案比选路基填料与地基土主要计算参数见表 管线封堵时砂浆外扩范围及封堵效果无法确表 路基填料与地基土主要计算参数方案优缺点造价/万元方案一钢板桩 钢支撑明挖法周期长、造价高方案二钢护筒跟进并拔出方案工程质量相对容易保证但造价相对较高施工难度增加.方案三双护筒方案(外护筒拔除内护筒保留)可以减少废管处理时间缓解工期压力但造价相对较高.方案四管 道 封 填 方 案(地面钻孔封堵)造价较低注浆质量较难确认.定故进行封堵试验目前已完成两次试验试验结果如下.试验一()试验内容:调整砂浆稠度保证封堵密实性通过试验确定单个承台砂浆封堵外扩量及封堵效果()试验过程:此次试验地表钻孔共 个直径每个深度(打穿废管顶部)钻孔距离桩边.当日采用地泵灌注 砂浆(稠度分别为、)累计完成.此次试验填充的是污水管道废管直径试验一方案示意图见图()试验结果:砂浆灌注全部完成后承台内管道封堵未密实砂浆凝固后管道内砂浆液面到管道/处 此次试验结果显示由于砂浆流动性过大仅通过砂浆进行管道灌注无法在承台及外扩的一定范围内完成密实封堵.试验二()试验内容:在承台外两侧用 混凝土进行灌注形成混凝土挡墙使承台内管道密闭混凝土凝固后在承台内注入砂浆将承台内管道封堵()试验过程:此次试验地表钻孔共 个(其中 个深度.、个深度.)钻孔距桩边 打穿废管顶部直径 当日采用泵车灌注 混凝土(坍落度)累计 采用泵车灌注 砂浆(稠度)累计 此次试验填充污水管道管径 试验二方案示意图见图()试验结果:混凝土、砂浆全部灌注完成后承台内管道已密实满足桩基施工条件 经计算试验管道管径 混凝土、砂浆共注入 按管道体积换算此次管道封堵总长度 承台长 试验封堵外扩量即承台两侧外扩 北方交通 年 第 期图 试验一方案示意图(单位:)图 试验二方案示意图(单位:)承台净距.单个承台灌注长度大于承台净间距/相当于已灌满两承台间管线管道封填试验效果示意图见图 图 管道封填试验效果示意图经两次专家论证由于砂浆封堵管道方案与双护筒跟进拔除方案工期相近造价相差较大故决定采用砂浆封堵管道方案 结论文章通过工程实例对废弃管线处理方案进行分析保证桩基施工质量及安全同时也对各种方案进行经济成本分析确定最经济的施工方案 研究过程及结果可为类似工程施工提供参考参考文献 张兵 吴新辉.粘土与钢护筒施工工艺在钻孔灌注桩工程中的应用.莱钢科技():.刘光兵 邱燕群 胡志华等.一种深厚淤泥层双护筒桩基施工结构:.刘永贵.桥梁桩基特殊溶洞处理方法的探讨与应用.公路工程():.(.)(下转第 页)年 第 期 滕 博:桩基施工中废弃管线处理技术及成本分析 结论以燕郊西出口改建项目中狭小空间桥梁为研究对象分析总结跨路小半径、大跨度桥梁的设计方案得出以下结论:()对于空间有限且需要跨路的桥梁钢结构主梁适应性强抗震性能好可极大降低既有交通的影响()结合钢混组合梁受力情况通过调试体外预应力钢束弯起位置和张拉强度主梁受力较为均匀提升钢混组合梁整体刚度效果较为明显 对于小半径、大跨度桥梁可在墩顶负弯矩区采用桥面板内施加体内预应力的方式减小负弯矩区桥面板受拉主梁箱体内施加体外预应力以增加主梁抗弯、抗剪承载力和主梁刚度参考文献 郑兴富.小半径曲线桥梁设计问题的分析.北方交通():.臧立秋.小半径、大跨度曲线刚构 连续组合箱梁设计研究.铁道标准设计():.(.).(上接第 页).年 第 期 安伟胜:小半径大跨度体外预应力钢混组合梁桥设计研究