全回转钻机拔桩工程施工组织设计方案

二、编制依据 省略

三、施工总体设想和部署

1、主要施工工艺简述 1.1 便桥搭设

1.2 桥面、墩台拆除、围堰施工 1.3 摸桩及场地回填

摸桩采用挖机直接下挖的方式，挖出桩头，并使用全站仪根据业主提供的导 线控制网精确

测定桩位。并使用优质黏土回填。并满足拔桩机械的要求。

1.4 拔桩

钻孔桩拆除采用RT-200A川型全回转全套管钻机（超级工法，Super Top工 法）

四、钻孔桩拔除

根据本工程特点，钻孔桩直径分别为①600mm、①800mm。采用全回转钻

机配 1200mm 套筒来施工， 利用钻机自身的液压油缸， 将套管下压至桩底或设计 要求的深度，使用 100t 履带吊起吊废旧钻孔桩桩身，然后将套管的杂物清除，使 用 7%水泥土回填或设计要求的其他材料。

（1）回旋钻机工作原理及特点 1 ．1、设备特点

日本车辆开发的RT-200A川型全回转全套管钻机（超级工法， 以下特点：

Super Top工 法）具有

超级工法的强大马力和紧急脱离机构 为牢靠的将强大马力传递给套管而设置的性能良好的楔型夹紧机构 为有效利用强大马力而设计的钻头负荷自动控制等机构 为保证垂直精度所不可或缺的自动水平调整机构

为去除钢筋混凝土基础、 钢管等地下障碍物而设计的套管部挖掘装置、 多 头钻机等。 RT-200A 型具有相当强的扭矩及拔桩力，配备了大马力发动机，从而能 充裕的运行。 为了施工方便该设备用电网电和发电机发电都可以， 而且不影响其施工效 果。 3．2、钢筋混凝土清理原理 钢筋混凝土清理直接利用回转钻机进行，首先利用回转钻机将套筒压入至钢 筋混凝土表面，然后利用套筒的自重，将套管强行回转下压穿越钢筋混凝土下压， 对于进入套管的混凝土块，可直接采用冲抓斗排出。

3．3、套管回转

楔型夹紧机构及回转装置原

套管制作

根据现场施工条件，采取①1200mm 套管，每节长度6m，现场焊接的方式 成型。

RT-200A川型采用楔型夹紧机构将回转钻机的回转支承环与套筒固定，楔型 夹紧机构与套筒的咬合与松开由夹紧油缸控制，当夹紧油缸向上提升时，楔型块 跟着上升，夹紧机构松开；当夹紧油缸向下收缩，楔型块也随之下降，从而牢靠 地将套管和回转支承装置咬合，楔型夹紧机构的原理图下图。

楔型夹紧机构及回转装置原理图

套筒回转由液压马达驱动，回转时，液压马达的动力由主动小齿轮经惰轮传递至 回转支承外圈的环形齿轮带动回转支承在套管周围回转，回转支承旋转产生的扭 矩通过楔型夹紧装置传递到套筒上，带动套筒进行回转。

夹紧油缸位于钻机的固定部分，由于不与套管一起回转，从而液压管可以始

终处于接续状态，回转时无需将夹紧装置液压管分离，可以大为提高钻进的效率。

3.4、套管压入

套管插入初期施工管理的好坏可以说是对以后套管压入有很大影响，因此， 插入初期、后期的压入施工方法和注意事项是不一样的。

1）套管插入初期（自重压入）

在套管插入初期会对以后套管的垂直精度有很大影响，所以必须慎重压入。 夹紧套管时，应用在起重机将套管吊起悬空的状态下抓紧。

套管前端插入辅助夹盘之前，先用主夹盘抓住套管，收缩推力油缸落下套管, 以防止钻头与辅助夹盘的碰撞事故。

套管在插入初期，应利用套管自重压入，禁止强行压入套管

用自重压入套管，首先将发动机设置在高速状态，回转速度设置为中等程度， 高速时速度调整盘为 6，低速时速度调整盘为 10 。将液压动力站的 “压入调整盘” 向左旋转到底，液压回路打开，保持压拔按钮在“压入”的状态，此时因为不向 推力油缸供油，套管凭借自重持续下降，在此状态下，套管可以持续下降到推力 油缸的最大行程。

插入初期不要过度使套管上下动作，应积极配合自重进行下压，在挖掘初期 反复上下动作将使地基松动。

只有当自重进行压入速度变慢时，方可逐步增加压入力。 采用采用自重压入时，压入力计算公式为：

压入力（自重）F二钻机的一部分自重（W1 ）+套管自重（W2 ） 钻机的一部分自重 RT-200A 型为 30t 。

2）挖掘后期（使用液压进行手动压入） 进入挖掘中期，当采用自重压入速度变慢时，将液

压动力站“压入力调整盘” 向右旋转，液压会逐步上升，此时压拔钮在置于“压入”状态时，液压油缸向推 力油缸供油，此时压入模式转为液压压入，此时压入力计算公式为：

压入力F=钻机的一部分自重（1）+套管自重（W2）+液压力（P） ＞周边摩阻力（R） +前端阻力（D）（图3.7-05 ）

压入丿丿F =钻机的八部分fl葫+箕管自施+液用力

利

12

P

使用菠压力压入

液川•力：P 下部机變W3

W2

RTT50A….37ton 4 ton R卜20()九…I8ton (5a 6) ton Rl ^300 ...... 84ton (14. l)ton ():装有辅助夹盘

6/)6

液压压入模式下压入力与自重的关系

若“压入力调整盘”向右旋转到底，液压力过度上升，在超过下部机架自重 时会出现下部机架浮起的情况，此时回转钻机将无法工作，若在下部机架浮起的 状态下反复进行套管压入操作，在下部机架浮起的瞬间，有时会增加使套管倾覆 的负荷，导致套管垂直精度变差，为防止下部机架浮起，应在钻机两侧放置配重 或使用“压入力调整盘”调整压入力。

下图表示压入力与配重的关系

祖力P八3+W4「

3.6、钻头负荷控制

当单个钻头负荷为4t左右时，钻头处于过载状态，此时将产生强烈的冲击及 振动，因此在施工过程中必须对钻头负荷进行控制，这时需要将套管稍稍提起， 实现这种功能的机构称为“ B-CON机构”。

通过B-CON机构的刻度仪可设定钻头负荷，给拉拔油缸供油、从而将套管 稍稍提起。此时测量套管自重 Wc、本体的一部重量 Wm （ RT200A为25t）及周 围表面阻力F的合理，则加于钻头的负荷为零。接下来把拉拔油缸的压力泄掉， 钻头负荷就增大。当达到设定负荷时，就能保持设定负荷并开始自动切削， CON机构原理图见图3.7-09

此外，自动上下动作并用时，能够按照预定时间表，在钻头保持一定的负

B-

荷下使其上下自动运行。

B-CON机梅

图3.7-09 B-CON机构原理图

根据日本车辆的工程实际经验，单个钻头负荷在1.5〜2.0qu（qu是压缩强度） 时是比较适当的负荷。

3.7、渣土与废桩排出

渣土与废桩排出采用冲抓斗，选用清水工业生 产的公称直径为© 1200mm 冲抓斗来排出回转钻 进产生的渣土，其重量为6.1t,容量0.4m3 ,高度 4.039m，外径© 1140mm。冲抓斗对于回转产生 的渣土以及破碎的障碍物都有较好的适应性， 可以 排出大型的巨砾。图3.7-10即为采用冲抓斗排出 大型巨砾的现场照片

3.8、套筒拔除 冲抓斗清除

套管拔除在回转钻进到预定标高并将套筒渣土及障碍物全部清除后完成。拔 除采用回转装置反向回转进行，拔除与回填应同步进行，以保证回填材料充满孔 洞并保证回填的密实。拔管至接近路面时应暂停拔除，待回填完成后再行上拔剩 余导管。

由于套筒在回转钻进时时一节一节下压接长的，因此拔除套筒也按照逐节拔 除的方法进行，拔除一节后拆除顶部一节套管后，继续拔出下部套管 。

4、施工工艺 4.1、工艺流程

全回钻机施工工艺流程如下：

回转钻机清障流程图 4.1.1场地准备 4.1.2钻机就位和开孔

首先由测量人员对设计钻孔位进行精确放样，复核后并作出标记。定位钢板 按标记安放并固定。钻机就位后调整好设备的水平度，并随时观察和控制套管的

垂直度使之不低于1/300。 4.1.3套管压入及钻进

在钻机就位后，开始进行套管的埋设和钻进作业

施工过程中每节套管压入的精度都将直接影响钻孔的施工质量。每节套管放 入夹管装置，收缩夹管液压缸，利用钻机和导向纠偏装置将套管的垂直精度调整

到要求的围。钻进过程中随时利用设备自带的水平监测系统检验套管垂直度，并 每孔三次在套管的两个垂直方向架设经纬仪进行垂直度复核控制。

每节套管连接好并检查垂直度后，通过全回转钻机的回转装置使套管进行不

小于360 •的旋转，以减少套管与土体的摩擦阻力，并随即利用套管端部的刀齿切 割土体或障碍物，压入土中，开始正常作业。

在利用冲抓斗抓除套管土体时，如遇到大块的钢筋混凝土等障碍物，则利用 重锤进行破碎后抓出。

4.1.4 成孔 依次连接、旋转、压入套管，消除套管部杂物，直至套管抓出的土为原状土 或达到要求的深度，方可确认该清障工作已经完成。

4.1.5 套管拔出

每孔清障结束起拔套管时， 在套管回填 7％水泥土， 边回填边起拔， 直至拔出 最后一节套管，并将钻机移至下一桩位进行同样工序施工。

4．2、主要施工技术措施 4.2.1 孔位布置

本次全回转钻机施工考虑到成孔垂直度偏差及搭接宽度等因素，配备© 1200mm 套管施工。

4.2.2 回转切割

采用©200mm全回转套管钻机进行钻孔，利用套管前端的刀齿切削钢筋混凝 土管片。钻孔过程中利用重锤破碎套管混凝土、钢筋等，再用抓斗将碎块抓出， 直至钻孔清除至地下室下部原状土。 本工程全回转清障深度暂定在 30m 左右， 故 套管配置 30m ，确保可以清除彻底。

4.2.3 回填加固

在确定混凝土障碍物被完全清除后， 即进行管道回填施工。 回填采用 7％水泥 土，为避免坍孔等情况的发生，回填作业是随起拔套管同时进行的。即套管正式 起拔前，先在套管回填一定高度的水泥土，再边拔套管边回填，始终保持套管填 土面高于套管底面一定高度，最终回填至地坪标高 。 施工进度：在施工场地满足要求的情况，每台机每天可拔除 1 根桩（长度 30 米）