破除既有灌注桩的方法与流程

本申请涉及建筑工程中的地下结构工程，尤其涉及一种破除既有灌注桩的方法。

背景技术：

目前市政工程，尤其是采用盾构法施工的城市轨道交通区间及综合管廊等工程，通常需要采用盾构机这一施工机械来进行隧道掘进。盾构机在穿越市政道路时会不可避免的会遇到人行天桥、城市立交桥等桥梁设施，这些桥梁设施通常采用机械成孔灌注桩作为基础，且灌注桩的底部埋深较深。桥梁设施在进行基础托换后，其既有灌注桩仍然遗留在土地中。

相关技术中，在盾构机穿越废弃的既有灌注桩时，既有灌注桩的底部经常和盾构机发生冲突，因此，需要用盾构机刀盘进行磨桩。然而，由于既有灌注桩内的钢筋一般配置较大，主筋通常采用直径为22或25或28毫米的螺纹钢筋，这些钢筋对刀盘的损坏严重，而在市政下方进行换刀的难度较大，。

技术实现要素：

本申请实施例中提供一种破除既有灌注桩的方法，用于克服相关技术中采用盾构机进行磨桩导致对盾构机刀盘损坏严重的问题。

本申请实施例提供一种破除既有灌注桩的方法，包括：

破除预设长度的一节灌注桩；

在已破除的灌注桩所在的桩位的外侧区域施作一节混凝土护壁；灌注桩外周的钢筋嵌设在所述混凝土护壁中；

施作的所述混凝土护壁的强度满足预设要求时，破除位于下方的下一节灌注桩并在其外侧施作混凝土护壁，直至将预设范围内的既有灌注桩破除完毕；

灌注桩破除完毕后，拆除一节混凝土护壁及嵌设其内的钢筋；

在已拆除混凝土护壁的部分回填素砼或素土；

拆除位于上方的下一节混凝土护壁并回填素砼或素土，直至将破除灌注桩后形成的灌注孔回填完毕。

在其中一种可能的实现方式中，每节混凝土护壁的长度大于等于0.5米且小于等于1米。

在其中一种可能的实现方式中，每节混凝土护壁的内侧面均为锥形面；所述内侧面顶端的内径小于底端。

在其中一种可能的实现方式中，每相邻的两节混凝土护壁相插接。

在其中一种可能的实现方式中，每相邻的两节混凝土护壁中，位于下方的混凝土护壁的顶端设置有配合槽，位于上方的混凝土护壁的底端设置于所述配合槽中。

在其中一种可能的实现方式中，所述在已破除的灌注桩的外侧区域施作混凝土护壁，包括：采用模筑混凝土的方式在已破除的灌注桩的外侧区域施作混凝土护壁。

在其中一种可能的实现方式中，在从顶端开始破除预设长度的一节灌注桩之前，还包括：

清除设置于灌注桩的顶部的承台及墩柱；

在所述灌注桩顶端设置井圈环梁。

在其中一种可能的实现方式中，在破除灌注桩的过程中，若该节灌注桩周围存在风险源，则在施作相应的混凝土护壁前进行防护处理。

在其中一种可能的实现方式中，若所述风险源为地下水，在施作相应的混凝土护壁前进行降水或止水。

在其中一种可能的实现方式中，若所述风险源为地下水，在施作相应的混凝土护壁前进行地层加固。

本申请实施例提供一种破除既有灌注桩的方法，通过随破除随支护的方式逐节破除灌注桩并施作混凝土护壁，直至将预设范围内的灌注桩破除完毕并支护完毕，然后通过随拆除随回填的方式，逐节拆除混凝土护壁及其内的钢筋并回填素砼或素土，直至预设范围内的既有灌注桩完全被回填置换，从而为盾构机掘进清除障碍，避免了钢筋对盾构机的刀盘的损坏，避免了钢筋缠绕刀盘造成的卡机，利于盾构机穿越地层掘进，避免甚至减少对盾构机刀盘的磨损等不利影响，利于保障工程顺利进行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为一示例性实施例提供的破除既有灌注桩的方法的流程示意图；

图2为一示例性实施例提供的方式中施作的混凝土护壁的俯视图；

图3为一示例性实施例提供的破除灌注桩前的状态示意图；

图4为一示例性实施例提供的破除过程中的状态示意图；

图5为一示例性实施例提供的回填过程中的状态示意图；

图6为一示例性实施例提供的回填完成时的状态示意图。

附图标记说明：

11-灌注桩；12-环向钢筋；13-竖向钢筋；14-井圈环梁；2-混凝土护壁；21-锥形面；22-配合槽；3-素砼或素土。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

相关技术中，在盾构机穿越废弃的既有灌注桩时，既有灌注桩的底部经常与盾构机发生冲突，因此，需要用盾构机的刀盘进行磨桩利于盾构机穿越机构灌注桩。然而，由于既有灌注桩内的钢筋一般配置较大，例如主筋通常采用直径为22或25或28毫米的螺纹钢筋，这些钢筋对刀盘的损坏严重，且钢筋通常会缠绕在刀盘上，造成卡机，影响盾构机正常掘进，滞后工程进度；另外，在道路下方换刀的风险及难度非常大，会进一步滞后工程进度。

为了克服上述问题，本实施例提供一种破除既有灌注桩的方法，通过随破除随支护的方式逐节破除灌注桩并施作混凝土护壁，直至将预设范围内的灌注桩破除完毕并支护完毕，然后通过随拆除随回填的方式，逐节拆除混凝土护壁及其内的钢筋并回填素砼或素土，直至预设范围内的既有灌注桩完全被回填置换，从而为盾构机掘进清除障碍，无需盾构机进行磨柱操作，避免了钢筋对盾构机的刀盘的损坏，避免了钢筋缠绕刀盘造成的卡机，利于盾构机穿越地层掘进，利于保障工程顺利进行。

采用本实施例提供的方法，在盾构机掘进时，不存在损坏盾构机刀盘或引起卡机的钢筋，避免甚至减少对盾构机的不利影响，利于避免道路下方换刀的情况，利于确保工程进度。

下面结合附图对本实施例提供的破除既有灌注桩的方法的实现过程进行举例说明。

本实施例提供的破除既有灌注桩的方法，如图1所示，包括：

s101、破除预设长度的一节灌注桩；

s102、在已破除的灌注桩所在的桩位的外侧区域施作一节混凝土护壁；灌注桩外周的钢筋嵌设在混凝土护壁中；

s103、施作的混凝土护壁的强度达到阈值时，破除位于下方的下一节灌注桩并在其外侧施作混凝土护壁，直至将预设范围内的既有灌注桩破除完毕；

s104、灌注桩破除完毕后，从底端开始拆除一节混凝土护壁及嵌设其内的钢筋；

s105、在已拆除混凝土护壁的部分回填素砼或素土；

s106、拆除位于上方的下一节混凝土护壁并回填素砼或素土，至将破除灌注桩后形成的灌注孔回填完毕。

为便于描述，下面不妨以图3中的上方所在方向为灌注桩的上端(或顶端)。

在步骤s101之前，如图3所示，需先清除灌注桩11顶端的构件，如承台、墩柱等。此外，还需要在灌注桩11的顶端设置井圈环梁14，用于增强围护和防护效果。井圈环梁14可设置于灌注桩11顶端的外周。井圈环梁12的内孔可与灌注桩11顶端的外径相适配。井圈环梁14的顶端面可高出既有灌注桩11的顶端面。

在步骤s101至s103中，如图2及图4所示，可将既有灌注桩11划分为多节灌注桩11，逐节操作。具体地，从顶端开始往下逐节破除灌注桩11，每破除一节灌注桩11，施作一节混凝土护壁2。混凝土护壁2起防护作用，用于防止灌注桩11位周围的土等固体落至灌注桩11位对作业人员的不利影响，确保工作人员的人身安全。

在一些示例中，在破除灌注桩11时，可由人工借助于小型机械设备来实现。在当前破除距离达到预设长度时，确定当前节灌注桩11破除完毕。在破除的过程中，可实时或者每间隔一段时间测量破除深度，根据测量的破除深度来确定当前节灌注桩11的破除距离，当前节灌注桩11的破除距离也即当前被破除的一节灌注桩11的已破除长度。测量的破除深度可以为总破除长度，总破除长度减去上方已完成破除各节灌注桩11的长度即可得到当前节灌注桩11的破除距离。或者，测量的破除深度可以自上一节灌注桩11的底端为起始点计算，得到的测量结果即为当前节灌注桩11的破除距离。

在其它示例中，也可由自动破除设备来实现；自动破除设备可实时监控向下行进的距离也即破除深度，且能够根据破除深度控制自动破除设备的工作状态，工作状态为继续破除、停止破除。

在每破除一节灌注桩11时，在已破除灌注桩11所在的桩位的外侧施作一节混凝土护壁2，混凝土护壁2将该处的钢筋包覆在内，也即已破除灌注桩11所在的桩位处的钢筋内嵌在混凝土护壁2中。

其中，钢筋包括位于灌注桩11外部的环向钢筋12及竖向钢筋13；环向钢筋12为多个，多个环向钢筋12从上往下间隔且均匀分布；竖向钢筋13为多个，多个竖向钢筋13沿周向间隔且均匀分布。

混凝土护壁2可通过模筑混凝土的方式来形成。示例性地，在已破除灌注桩所在的桩位支好模板，然后将预先选取的混凝土浇注至模板中，以形成一节混凝土护壁2。

在当前节混凝土护壁2达到预设的工艺要求后，也即当前节混凝土护壁2的强度达到相应的阈值时，开始下一节灌注桩11的破除。下一节灌注桩11的破除及其桩位处混凝土护壁2的施作与前述描述相同。其中，混凝土护壁2的强度需满足防护需求，具体可根据所需强度选取相应型号的混凝土；本实施例对此不做具体限定。

可选地，每节灌注桩11的长度可以在0.5～1米范围内。相应地，每节混凝土护壁2的长度大于等于0.5米且小于等于1米。每节混凝土护壁2的长度可以为0.5米、0.6米、0.7米、0.8米、0.9米、1米中的任一数值，或为上述任意两数值之间的数值。

其中，可以理解的是：最底端的混凝土护壁2的长度可以小于0.5米，具体可根据实际需要来设置。

本示例中，通过将混凝土护壁2的长度设置在0.5～1米范围内，既利于保证施工效率，有利于保证作业人员的人身安全。

在一些示例中，每相邻的两节混凝土护壁2相插接，利于进一步提防护效果。具体地，每相邻的两节混凝土护壁2中，位于下方的混凝土护壁2的顶端设置有配合槽22，位于上方的混凝土护壁2的底端设置于配合槽22中。

在一些示例中，每节混凝土护壁2的内侧面均为锥形面21；内侧面顶端的内径小于底端，利于该节混凝土护壁2与下方的混凝土护壁2连接。每节混凝土护壁2的上端的内侧设置有配合槽22，配合槽22用于与上方的混凝土护壁2的底端相配合。

在其它示例中，混凝土护壁2也可呈中空柱状。混凝土护壁2包括护壁主体及设置于护壁主体底端的连接凸台，连接凸台的横截面面积小于护壁主体的横截面面积；位于下方的混凝土护壁2的护壁主体顶端设置有与连接凸台配合的配合槽22。

在逐节破除灌注桩11的过程中，若存在风险源，则在施作相应的混凝土护壁2前需进行防护处理，如对相应部分的地层进行加固，具体可以采用注浆加固的方式或将风险源隔离。当然，具体的防护处理并不限于此，本实施例此处只是举例说明，具体可根据风险源来选取相应的防护措施。

举例来说，若风险源为地下水，在施作相应的混凝土护壁2前进行降水或止水，以避免地下水带来的不利影响，确保施工安全；或者，在施作相应的混凝土护壁2前进行地层加固，如注浆加固或隔离，从而避免地下水进入灌注桩11所在桩位，确保施工安全。

本示例中，在原位破除既有灌注桩11时，每节灌注桩11的破除长度，与混凝土护壁2的分节长度相对应，根据地层情况将混凝土护壁2的长度控制在0.5～1m之间；每破除一段灌注桩11，将已破除的灌注桩清理出去，且在已破除灌注桩的桩位外侧四周施作混凝土护壁2支护桩位周围的土体，在混凝土护壁2达到强度后再进行下一段灌注桩11破除，如此循环进行，直至将盾构机穿越范围内的障碍物清除完毕。

需要说明的是：可根据盾构机的穿越范围来确定灌注桩11的破除范围。例如，在盾构机穿越范围位于整个既有灌注桩11的中部时，可将既有灌注桩11中下部以上的部分破除，以确保盾构机穿越范围内的灌注桩11被替换为低标号素砼或素土3；中下部以下的部分是否破除可根据实际需要而视。又例如，在盾构机穿越范围位于整个既有灌注桩11的下部时，可将既有灌注桩11全部破除，以确保盾构机穿越范围内的灌注桩11被替换为低标号素砼或素土3。

如图5及图6所示，在将预设范围的灌注桩11破除且随支护地将混凝土护壁2施作完成之后，沿从下往上的方向，逐节拆除混凝土护壁2及嵌设其内的钢筋，且每拆除一节混凝土护壁2就在回填一节素砼或素土3并压实。在将当前节混凝土护壁2拆除并回填完成后，拆除位于上方的下一节混凝土护壁2并回填素砼或素土3，至将破除灌注桩11后形成的灌注孔回填完毕；回填完毕后，将井圈环梁14拆除。

其中，回填素砼或素土3之后，需将回填料压实，压实度需满足相应工艺要求，本实施例此处不做限定。每次回填素砼或素土3的高度不得超出相应混凝土护壁2的长度，从而利于确保施工安全。

需要说明的是：本实施例对于完成该方法所需辅助设备不做具体限定，具体可以为适用于该工作场景的常规的辅助设备。

采用本实施例提供的破除既有灌注桩的方法，通过随破除随支护的方式逐节破除灌注桩11并施作混凝土护壁2，直至将预设范围内的灌注桩11破除完毕并支护完毕，然后通过随拆除随回填的方式，逐节拆除混凝土护壁2及其内的钢筋并回填素砼或素土3，直至预设范围内的既有灌注桩11完全被回填置换，从而为盾构机掘进清除障碍，无需盾构机进行磨柱操作，避免了钢筋对盾构机的刀盘的损坏，避免了钢筋缠绕刀盘造成的卡机，利于盾构机穿越地层掘进，利于保障工程顺利进行。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解；例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。