一种有限空间钢管桩拔桩施工方法

徐本春 刘德风 孙金明 杨德志 谭斌 孙辅皓 王耀东

摘要：主要提供一种桥下有限空间水中钢管桩拔出设备及方法。能解决施工栈桥拆除后桥下有限空间所遗留的钢管桩问题，避免钢材浪费，减少项目资金投入，降低行船风险。设备可沿导轨水平移动的热轧滑轮下部配有带孔滑板，使得滑块能在需要的位置以规定扭矩紧固，具有结构简单，操作方便，通过滑轮改变拉力方向，能有效将桥下钢管桩拔出。

Abstract： This paper mainly introduces a steel pipe pile extraction equipment and method in water in limited space under bridge. It can solve the problem of steel pipe piles left behind in the limited space under the bridge after the construction of the trestle， avoiding steel waste， reducing project capital investment and reducing the risk of shipbuilding. The lower part of the hot rolling pulley which can move horizontally along the guide rail is equipped with a perforated slide plate， so that the slider can be fastened with a predetermined torque at a required position， and it has a simple structure and convenient operation， and the direction of the pulling force is changed by the pulley， and the steel pipe pile under the bridge can be effectively pulled out.

關键词：有限空间;钢管桩;拔桩;施工方法

Key words： limited space;steel pipe pile;pile pulling;construction method

中图分类号：TU473.1+1; TU441+.4                    文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）34-0109-02

0  引言

随着我国经济的增长和交通事业的发展，公路桥梁的建设不断增加，钢管桩主要作为施工栈桥中的临时设施进行使用，使用完成后要清除。钢管桩在使用后不宜继续留在原来的河道上，会对河道交通产生阻碍并因为锈蚀等原因会污染水源，所以有必要对施工结束后的钢管桩进行拔出。目前，徐本春等人[1]采用是API-RP2A方法和国内规范法对静力拔桩的侧摩阻力进行了计算验证，并对两种方法进行了比较，同时给出了静力拔桩的侧摩阻力范围值。 刘德风等人[2]以弹塑性力学Mohr-Coulomb强度理论为基础对多层土的钢管桩侧摩阻力进行了计算分析，得出了影响拔桩侧摩阻力的多个因素。基于对拔桩中的侧摩阻力研究的影响下，拔桩中主要是减小桩侧摩阻力，这样才能保证待拔桩能够顺利拔除。谭斌等人[3]对目前常用的6种拔桩方法进行了详细介绍，并对比了各种方法的特点，结合工程项目实际选择不同的拔桩方法。文章中提出的多数方法不适用于有限空间的拔桩，难以解决低空间拔桩的问题，徐本春等人[4]提出了一种水面有限空间的钢管桩拔桩施工方法，该方法把动力拔桩和静力拔桩相结合，采用动力减小桩侧摩阻力，然后再采用卷扬机等设备把待拔桩拔出并在实际工程中进行实践。但是，这种方法施工难度大，所需设备多，要多个工种的配合才能有效把钢管桩拔出。基于此，本文结合目前的研究，提出一种新的有限空间拔桩方法，可以实现待拔桩有效拔出，减少施工作业量，提高工作效率，节省施工成本。

1  工程概况

该桥在施工中需要拔除的临时支架钢管桩长度10～24m不等，规格为？准630×8mm，按最长管桩24m计算总重3.67t，其中入土深度最长为20m，水深2m。梁下净空为5～7m不等。钢管桩采用midas civil 2015有限元分析软件，栈桥各构件均用梁单元进行模拟，桩顶分配梁与钢管及贝雷梁之间均采用弹性连接;钢管柱底部固结。建立空间有限元模型如图1所示。

钢梁拼装支架采用贝雷梁梁式支架，基础采用Ф630×8mm钢管立柱，支架最大跨度9m。支架设计同时考虑后期拱肋拼装荷载。钢管桩采用Ф630×8mm钢管，根据实际使用条件、考虑锈蚀的情况下，钢管桩截面按Ф630×6.5mm计算。Ф630×6.5mm钢管特性见表1。

2  新拔桩工艺介绍

本方法主要解决桥下空间不足情况下拔桩问题：钢梁下有限空间拔桩设备，主要包括改装式悬臂吊，悬臂吊与钢梁之间设置沿梁长方向的滑动机构，电动卷扬机，振动锤和钢丝绳。钢梁下有限空间拔桩设备中所述改装式悬臂吊，组成为右立柱、左竖向臂、上水平臂、下水平臂，悬臂吊于左上角、左下角固设热轧滑轮，下水平臂带导轨，下水平臂导轨上部设置带孔滑块，热轧滑轮固设于滑块上，使得滑块能在任何位置固定住。钢梁下有限空间拔桩设备中所述沿梁长方向的滑动机构，与改装式悬臂吊右立柱卡接，使得整个设备能在梁长方向自由移动，实现整根梁下所有钢管桩的拔除。钢梁下有限空间拔桩设备中所述钢丝绳，采用高强度材质，钢丝绳与振动锤直接连接，所述卷扬机通过钢丝绳提供拉力拔出水中桩。