FCEC全回转拔桩技术在越江隧道地下清障中的应用

可能会发生拔断现象。
高压 旋 喷 泥 浆 拔 桩 法 容 易 造 成 预 制 桩 破 碎、桩
基接头焊口断裂等，桩 土 分 离 程 度 受 周 围 地 层 密 实
度的制约较大，尤其 是 斜 桩 拔 桩 的 施 工 质 量 更 不 易
保证。此外，该拔桩 方 法 中 的 高 压 旋 喷 泥 浆 会 对 周
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｌｏｎｇｙａｏ ｒｏａｄ ｃｒｏｓｓ－ｒｉｖｅｒ ｔｕｎｎｅｌ ｗｉｌｌ ｕｎｄｅｒｃｒｏｓｓ ｔｈｅ ｗｈａｒｆ ｐｉｌｅｓ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｙａｏｈｕａ ｇｌａｓｓ ｆａｃｔｏｒｙ，ｓｏ ｓｏｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｉｌｅｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｐｕｌｌｅｄ ｏｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ．Ａｆｔｅｒ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ａｌｌ ｐｉｌｅ ｐｕｌｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅ ＦＣＥＣ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｌｏｗ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ．Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐｉｌｅ ｐｕｌｌｉｎｇ， ｔｈｅ ｍａｘｉｍａｌ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ－ｃｏｎｔｒｏｌ ｗａｌｌ ｗａｓ ６ ｍｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｗａｓ ５ ｍｍ，ｗｈｉｃｈ ｍｅｔ ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｓｉｍｉ－ ｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｈａｒｆ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｐｉｌｅ ｐｕｌｌｉｎｇ；ＦＣＥＣ ｍｅｔｈｏｄ
围 地 层 产 生 较 大 的 影 响 ，不 利 于 防 汛 墙 的 保 护 。
振动沉管高压 水 切 割 拔 桩 法 施 ［４］ 工 进 度 慢，对
于斜桩，在锤击沉管 过 程 中 管 壁 与 桩 身 容 易 发 生 相
互 摩 擦 ，且 高 频 振 动 易 引 起 周 围 土 体 液 化 ，施 工 扰 动
图 １ 龙 耀 路 越 江 隧 道 总 平 面 图
Ｆｉｇ．１ Ｐｌａｎ ｖｉｅｗ ｏｆ Ｌｏｎｇｙａｏ ｒｏａｄ ｒｉｖｅｒ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ
图 ２ 码 头 桩 基 现 场 照 片
Ｆｉｇ．２ Ｐｈｏｔｏ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈａｒｆ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ
图 ３ 码 头 桩 基 和 越 江 隧 道 平 面 图
桩施工对防汛墙的影响。
度 相 同 ，移 机 使 钢 套 管 中 心 与 桩 中 心 相 吻 合 即 可 。
２ 拔 桩 方 案 比 选
拔桩施工是一个克服桩侧摩阻力与桩身自重， 将桩体拔出地表的 过 程，其 中 桩 侧 摩 阻 力 占 主 要 部 分，因此各种拔桩工 法 的 主 要 区 别 在 于 采 用 不 同 技 术措施将桩体与周边土体分离。本工程可选拔桩方 案如下：静拔法、高 压 旋 喷 泥 浆 拔 桩 法、振 动 沉 管 高 压水切割拔桩法、ＦＣＥＣ 全回转拔桩法。
需 在 退 潮 后 才 能 进 行 ，因 此 应 合 理 安 排 工 作 时 间 ，注 意各工序间的搭接。同时应制定切实有效的安全措 施 ，确 保 施 工 及 防 汛 安 全 。
（２）老码头 黄 浦 江 底 存 在 抛 石、混 凝 土 块 等 不 明 障 碍 物 ，应 考 虑 将 障 碍 物 清 除 后 方 能 进 行 拔 桩 ；同 时场地局部区域有 钢 筋 混 凝 土 护 坡，这 些 都 给 拔 桩 施工增加了难度。
０ 引 言
城 市 中 废 旧 建 筑 物 拆 除 后 ，大 量 桩 基 础 、地 下 管 线 等 遗 留 在 地 下 土 层 中 ，对 于 新 建 地 下 结 构 而 言 ，这 些是急需清除 的 障 碍 物［１］，而 桩 基 则 是 最 常 见 的 障 碍物之一。
ＦＣＥＣ 全 回 转 拔 桩 技 术 是 ［２－３］ 目 前 工 程 界 较 先 进的拔桩技 术，采 用 ＦＣＥＣ 全 回 转 清 障 机，通 过 全 回转的薄壁钢套管 对 桩 侧 土 体 进 行 切 割，使 桩 与 周 围土体分离，减少 对 土 体 的 扰 动，安 全 可 靠，沉 降 及 变形容易控制，能紧 邻 相 近 的 建 筑 物 和 地 下 管 线 施
由于本次需要拔除的桩基为混凝土空心方桩， 桩 身 强 度 较 低 ，若 直 接 采 用 静 拔 法 ，拔 桩 过 程 中 很 有
（５）ＦＣＥＣ 全回转 清 障 机 驱 动 钢 套 管 快 速 旋 转 切割土体施工。该 设 备 驱 动 钢 套 管 快 速 旋 转，沉 入 一定深度后大幅度 减 小 桩 侧 摩 阻 力，由 于 钢 套 管 支 撑 孔 壁 作 用 ，可 避 免 土 体 坍 塌 和 扩 孔 。 对 于 斜 桩 ，根 据其斜率 ＦＣＥＣ 清 障 机 倾 斜 一 定 角 度 旋 转 沉 入 钢 套管实施拔桩。改 装 滑 架 可 以 向 外 或 向 内 倾 斜，这 样就解决了朝向黄浦江一侧倾斜旧桩的拔除难题。 ＦＣＥＣ 拔除直桩和斜桩施工示意图分别如图 ４、图 ５ 所示。
第 ３７ 卷 增 刊 ２ ２０１５ 年 １２ 月
地 震 工 程 学 报 ＣＨＩＮＡ ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＪＯＵＲＮＡＬ
Ｖｏｌ．３７ Ｓｕｐｐ．２ Ｄｅｃ．，２０１５
ＦＣＥＣ 全回转拔桩技术在越江隧道 地下清障中的应用
张 中 杰１，汤 翔１，王 福 林２，朱 士 传２
（１．上海市城市建设设计研究总院，上海 ２０００９２；２．浙江鼎业基础工程有限公司，上海 ２０１６０１）
摘要：上海龙耀路越江隧道江中段将穿越耀华玻璃厂 老 码 头 桩 基 群 ，在 盾 构 推 进 前 需 对 既 有 桩 基 进 行拔除。通过各种拔桩方法的 比 选，针 对 工 程 特 点，选 用 ＦＣＥＣ 全 回 转 拔 桩 技 术。 本 文 详 细 介 绍 ＦＣＥＣ 工法的基本原理、优点和施工流程。拔桩过程中，防汛墙的最大沉降为６ｍｍ，不均匀沉降为 ５ ｍｍ，均在安全范围内，证明 ＦＣＥＣ 全回转拔桩技术能在严格控制施工扰动 的 前 提 下 快 速 完 成 拔 桩清障工作。 关键词：码头桩基；拔桩；ＦＣＥＣ 工法
工。此外，ＦＣＥＣ 全回转清障机配备 ＨＡＳ高压气雾 快 速 喷 射 器 ，使 得 高 压 气 雾 在 套 管 底 部 喷 出 ，能 有 效 起 到 减 摩 作 用 ，加 快 施 工 速 度 。
沿 纬 六 路 向 东 ，过 济 阳 路 后 接 入 成 山 路 ，沿 成 山 路 东 行至成山路 长 清 路 交 叉 口 止，全 长 ４．０４ｋｍ。 隧 道 越江段采用盾构法 施 工，在 浦 东 登 陆 时 须 穿 越 耀 华
Ｆｉｇ．４ Ｓｋｅｔｃｈ ｏｆ ｐｕｌｌｉｎｇ ａ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｐｉｌｅ ｕｓｉｎｇ ＦＣＥＣ ｍｅｔｈｏｄ
较 大 ，因 此 该 方 法 也 不 适 用 于 本 工 程 。
ＦＣＥＣ 全回转拔桩法是国际上较先进的拔 桩 清 障技术，该方法安 全 可 靠、效 率 较 高、对 周 围 环 境 影 响 较 小 ，能 够 满 足 对 防 汛 墙 的 保 护 要 求 ，且 可 以 调 整
图４ ＦＣＥＣ 拔除直桩施工示意图
本文结合龙耀路越江隧道地下清障施工详细介 玻璃厂老 码 头 桩 基 群 （图 ２）。 为 确 保 施 工 顺 利，在
绍 ＦＣＥＣ 全回转拔桩技 术 的 基 本 原 理、实 施 步 骤 和 盾构推进前需对既有桩基进行清除。
实 施 效 果 ，探 讨 其 在来自百度文库拔 桩 施 工 中 的 推 广 应 用 价 值 。
收 稿 日 期 ：２０１５－０４－０１ 作 者 简 介 ：张 中 杰 （１９７６－ ），男 ，教 授 级 高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 城 市 轨 道 交 通 、地 下 空 间 、基 坑 工 程 的 设 计 与 研 究 工 作 。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｖｉｎｃｅｎｔｓｕｃｄｒｉ＠１２６．ｃｏｍ。
１ ９８ 地 震 工 程 学 报 ２０１５ 年
（３）老码头 方 桩 一 般 为 空 心 砼 方 桩，吊 桩 过 程 中必须避免 将 旧 桩 拔 断 而 造 成 危 险。１２ 根 斜 桩 中 部分斜率为２．５：１，倾 斜 角 度 较 大，拔 桩 施 工 存 在 一 定的风险，拔桩 设 备 需 进 行 特 殊 改 造。 特 别 是 往 黄 浦江一侧方向倾斜 的 桩 基，需 搭 设 钢 平 台 作 为 拔 桩 机械的作业场地，搭 设 作 业 平 台 应 保 证 能 承 受 大 型 施 工 设 备 的 荷 载 ，施 工 的 同 时 不 能 影 响 航 道 通 航 。
Ｆｉｇ．３ Ｐｌａｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈａｒｆ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｉｖｅｒ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ
１．２ 技 术 难 点 对 于 本 次 拔 桩 清 障 工 程 ，主 要 有 以 下 技 术 难 点 ： （１）黄 浦 江 上 作 业 ，受 潮 汐 涨 退 影 响 ，部 分 工 序
ＺＨＡＮＧ Ｚｈｏｎｇ－ｊｉｅ１，ＴＡＮＧ Ｘｉａｎｇ１，ＷＡＮＧ Ｆｕ－ｌｉｎ２，Ｚｈｕ Ｓｈｉ－ｃｈｕａｎ２
（１．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｒｂａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｄｉｎｇｙｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｅｎｇ．Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６０１，Ｃｈｉｎａ）
（４）老码头 拔 桩 施 工 离 防 汛 墙 较 近，最 近 距 离 仅７．２ ｍ（图３），需控制拔桩施工对防汛墙的扰动 影 响。在拔桩施工前 需 布 设 沉 降 监 测 点，时 刻 监 控 拔
第３７卷 增刊２ 张中杰，等：ＦＣＥＣ 全回转拔桩技术在越江隧道地下清障中的应用 １ ９９
耀华玻璃厂老码头的桩基群分为直桩和斜桩，
１ 工 程 概 况
１．１ 工 程 介 绍 龙耀路 越 江 隧 道 线 （图 １）自 上 海 市 浦 西 龙 耀
路、龙吴路交叉口 始，沿 龙 耀 路 向 东 延 伸，在 龙 华 油 库码头南侧越江，穿 越 浦 东 耀 华 玻 璃 厂 码 头 后 继 续
其中直 桩 为 ４００ ｍｍ×４００ ｍｍ 预 制 混 凝 土 空 心 方 桩，桩长为２８ ｍ；斜桩为５００ ｍｍ×５００ ｍｍ 的预制 混凝土空心方桩，斜率有 ３．５∶１ 和 ２．５∶１ 两种，桩 长未知。 盾 构 隧 道 结 构 顶 标 高 为 －１８．３ ｍ，桩 底 标 高为－２２．９７ ｍ，桩基侵 入 隧 道 约 ４．６７ ｍ。 经 统 计， 需 拔 除 直 桩 １７ 根 、斜 桩 １２ 根 ，如 图 ３ 所 示 。
中 图 分 类 号 ：Ｕ４５５．４９ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０００－０８４４（２０１５）增 刊 ２－０１９７－０４ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉ．ｓｓｎ．１０００－０８４４．２０１５．增 刊 ２．０１９７
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＦＣＥＣ Ｆｕｌｌｙ－ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ Ｐｉｌｅ Ｐｕｌｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｌｅａｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｎｇｙａｏ Ｒｏａｄ Ｃｒｏｓｓ－ｒｉｖｅｒ Ｔｕｎｎｅｌ Ｐｒｏｊｅｃｔ