[01196257]重复性桩基工程修建与移除关键技术

插桩方法有振动法、静压法、钻孔法,混凝土浇筑法等,拔桩一般采用机械方法,或者机械和振动等方法相结合共同实现拔桩。采用以上插桩方法实行插桩,在桩功能使用完毕后,对需要移除的桩一般采用机械式强力拆除或采用振动相结合移除,但是无论采用何种拔桩方法,都对桩造成不同程度的破坏,不再适合回收利用。本研究结合黄河中下游两岸地质及河水流动情况,修建一种调整畸形河势或临时抢险用的透水桩坝。该桩坝是以一定规律布置的管桩,插入地层一定的深度,在管桩顶部以混凝土连系梁连接和固定。当该桩坝功能使用完毕后,需要重新移除至需要布置的另一处。因此要求该桩坝的管桩及连系梁功能完好无损。因此本研究研发一种利用水射流冲击破坏地层形成井孔,利用管桩的自重下垂到地层中,再在桩坝的顶部设置连系梁,形成规则形桩坝。当需要将该桩坝拆除时,再利用射流压力破坏管桩周边地层,减少地层对管桩的摩阻力,实现以较小的抗拔力将管桩拔出并移至需要修建处,重新利用,不会对桩造成损害。本研究包涉及到水上施工作业,需要专业的水上施工装备与工艺。因此本研究针对黄河花园口地层特点,修建500米导流桩坝的专用施工装备进行了深入系统研究。主要研究内容如下： （1）研究确定了黄河花园口地层射流破土压力,确定了外径0.5米、内径0.3米、长20米的管桩,利用射流破土插入地层的专用射流供水系统、管桩底部射流装置及连接管桩顶部和供水系统的连接装置——压盘装置,解决了射流破土井孔稳定性和细长桩与供水系统连接的难题。以上共同构成了无损射流插桩专用装备。 （2）结合无损射流插桩专用装备特点,同理利用水射流破土理论,结合管桩圆形断面结构形式和地层特点,研制了一套无损射流拔桩专用装备——无损射流拔桩器。该拔桩器利用高压供水,射流破坏桩周边地层形成井孔,减小桩周边的摩阻力,使桩以较小的抗拔力被拔出。该拔桩器适合圆形断面,外径最大0.5米、最长25米的管桩。 （3）根据射流插桩、管桩定位需要,研制了相应的管桩快速定位装置。一种定位装置适合滩地和浅水区快速定位——板式定位装置,该装置水深不超过2米。另一种定位装置适合深水区定位——筒式定位装置,该装置适合水深在2米~25米之间。 （4）根据水上施工作业需要,研制了相应的水上拼装式舟样施工平台。该平台能够实现在水上快速拼接和拆装、移动机转动技术。实现拼装后仅有毫米误差的技术。 （5）根据以上研究成果,在黄河花园口和中牟欧坦工程进行试验,设备在河水流量4000m3/s进行施工试验,外径0.5m、壁厚0.1m、桩长20m的 PHC预应力C80钢筋混凝土成品管桩按净间距0.3m单排直线布置,插桩精度能够达到坝顶高程误差 -50 mm～+100mm,管桩平面误差 -30 mm～+30mm。拔桩时间最长为18分钟。通过以上试验,总结出该专用装备相应的施工工艺及生产流程。 以上研究成果无损射流插桩装备、无损射流拔桩装备、快速定位装置、拼装式水上施工平台、无损射流插拔桩专用设备施工工艺及生产流程,不仅可以用在黄河中下游黄河治理及抢险中,还可以用在相似地层的水利工程、土木工程及农业工程中。同时为黄河治理提供了一种绿色环保、节能高效的新思想。