廢棄樁的拔除方法與施工技術(shù)

程 洋 顧光民 周 俊

（宿遷學(xué)院 建筑工程系，江蘇 宿遷223800）

0 引言

樁基礎(chǔ)是一種具有較高承載力的基礎(chǔ)形式，在宿遷城區(qū)被廣泛使用。隨著宿遷城市化進(jìn)程不斷加快，城市建設(shè)如火如荼，高樓大廈不斷聳立，導(dǎo)致大量具有樁基礎(chǔ)的建筑物在上部主體結(jié)構(gòu)完成拆除后遺留在原場(chǎng)地內(nèi)，增加了后續(xù)工程施工的難度、工期和成本[1]。鑒于此，本文介紹廢棄樁拔除方法， 闡述當(dāng)前較為成熟的拔除施工技術(shù)及注意事項(xiàng)，以便為當(dāng)?shù)貜U棄樁的處理問(wèn)題提供參考。

1 廢棄樁拔除方法

樁的抗拔承載力受兩個(gè)方面影響：一是，樁身材料強(qiáng)度；二是，樁周?chē)了芴峁┑某休d力。 由于各類(lèi)樁基所處的條件不同，拔樁方法和工藝也不盡相同，實(shí)際工作中有以下兩種方法。

1.1 直接拔樁[2]

直接拔樁是最簡(jiǎn)單的拔樁方法，主要是依靠起拔機(jī)的動(dòng)力克服樁周阻力和樁的自重將其拔出。 需要注意的是拔樁速度不宜過(guò)快，宜慢慢向上將樁拔出，尤其是拔樁初期，對(duì)摩阻力的破壞有個(gè)過(guò)程，并且為了防止將樁拔斷，必須考慮樁的材料強(qiáng)度?？拱螛队懈鞣N類(lèi)型，從受力機(jī)理和抗拔承載力組成來(lái)看，可分為等截面樁和變截面樁兩類(lèi)。 對(duì)于等截面樁， 它的抗拔承載力主要來(lái)自于樁身側(cè)壁與土之間的摩阻力，為了順利的將樁拔出，起拔力必須比樁身側(cè)阻力大，而且應(yīng)有一定的富余度。

1.2 減阻拔樁[3]

一般情況下，拔樁過(guò)程中不能對(duì)樁進(jìn)行破壞，但當(dāng)起拔力超過(guò)樁身材料強(qiáng)度時(shí)容易將樁拔斷。 為了避免給施工造成不必要的麻煩，需要采用減阻拔樁法，減少樁周摩阻力，包括水沖減阻拔樁和用套管旋轉(zhuǎn)疏松土體減阻拔樁。但樁拔除后的空隙難以回填，容易坍塌，因此每拔除一根樁后要立即將孔隙用土料填實(shí)，以減少土體坍塌、防止地面沉降。拔樁順序也應(yīng)間隔拔除或分組拔除，以減少對(duì)土體的擾動(dòng)。所謂負(fù)摩阻力，就是樁周土層由于某種原因而產(chǎn)生超過(guò)或趨于超過(guò)樁身沉降時(shí)，作用在樁身底向下的摩阻力，這在樁的拔出過(guò)程中是不允許的。

2 廢棄樁拔除的施工技術(shù)

2.1 施工步驟

2.1.1 廢棄樁測(cè)量定位[4]

根據(jù)廢棄樁平面布置圖及原施工記錄，用全站儀精確定位欲拔樁的樁位，在樁位點(diǎn)打1 根長(zhǎng)約為16mm 的鋼筋做標(biāo)識(shí)，再以樁點(diǎn)為圓心，第一重鋼套筒的半徑為半徑畫(huà)圓，用白灰灑出圓弧線[3]。

2.1.2 下第一重鋼套筒

1） 對(duì)鋼套筒的要求。 套筒長(zhǎng)度為廢棄樁樁頭至自然地坪以上500mm。套筒直徑比樁徑大約1000mm，單節(jié)套筒長(zhǎng)度為4m，套筒之間采用機(jī)械連接。

2）全回轉(zhuǎn)套管機(jī)就位。 首先使用FS80 履帶吊機(jī)將全回轉(zhuǎn)套管機(jī)及其路基板按照灑出的白灰線精確就位，然后將第一重鋼套筒吊入全回轉(zhuǎn)套管機(jī)內(nèi)，確保全回轉(zhuǎn)套管機(jī)夾持裝置夾緊鋼套筒后，套筒下口與灑出的白灰線相吻合。

3）下套筒。使套筒輕輕落下，鉆齒接觸地面，開(kāi)動(dòng)全回轉(zhuǎn)套管機(jī)驅(qū)動(dòng)套管旋轉(zhuǎn)并由液壓裝置對(duì)鋼套筒施加一定的壓力，使套筒旋轉(zhuǎn)沉入土層，直至套筒進(jìn)入預(yù)定標(biāo)高。

2.1.3 挖套管內(nèi)土方，找出廢棄樁頭

第一重套筒旋轉(zhuǎn)就位后，移開(kāi)全回轉(zhuǎn)套管機(jī)，使用履帶式吊裝專(zhuān)用沖抓斗將土從套筒中逐斗抓出，直至露出廢棄樁頭。 專(zhuān)用沖抓斗依靠自重沖擊力將抓鏟沉入土中， 沖抓斗直徑為800-2000mm 不等，沖抓斗自質(zhì)量為3-8t 不等。

2.1.4 下第二重鋼套管并實(shí)施樁周分離減摩

拔樁的關(guān)鍵工序是對(duì)廢棄樁的樁周土進(jìn)行剝離，可采用FCEC 清障機(jī)、套管內(nèi)置高壓氣霧噴射器，對(duì)樁周土進(jìn)行切削分離減摩。

1）FCEC 清障機(jī)。FCEC 清障機(jī)是切割分離樁周土的主要機(jī)械。它以履帶式自行走機(jī)械為機(jī)架， 由2 臺(tái)70-180kW 的電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)，形成360°快速旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置，再由變徑連接器連接鋼套管，轉(zhuǎn)速13-35rad/min，扭矩300-800kN/m，將鋼套管旋轉(zhuǎn)沉入至樁底。

2）HAS 高壓氣霧噴射器。該設(shè)備主要由少量氣加微量水（1-1.5m3/l}混合后產(chǎn)生氣霧，通過(guò)噴射器連接第二重鋼套管底部鑲嵌的鋸齒形欽合金，在鉆頭切割、切削鋼筋混凝土?xí)r能起到冷卻潤(rùn)滑作用，在切削土層時(shí)能使鉆頭冷卻潤(rùn)滑、加快鉆進(jìn)速度。

3）下套管切割樁周土體。第二重鋼套管直徑應(yīng)比廢棄樁樁徑大約為300mm。 鋼套管就位時(shí)應(yīng)以廢棄樁樁位點(diǎn)為中心，然后將內(nèi)套管徐徐放入第一重鋼套管內(nèi)，直至套管完全罩住廢棄樁樁頭。 當(dāng)套管套住樁頭后，即啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，使鋼套管旋轉(zhuǎn)切割廢棄樁樁周土，HAS高壓快速?lài)婌F裝置實(shí)施噴射氣霧，對(duì)切割刀片降溫，此時(shí)切割鉆進(jìn)入正常階段。 當(dāng)鋼套管的第一節(jié)壓入土層離外層鋼套管上口約為300mm 時(shí)，停止切割，使旋轉(zhuǎn)裝置脫離鋼套管，將第二節(jié)鋼套管就位，與第一節(jié)鋼套管連接，繼續(xù)下沉切割，如此重復(fù)接長(zhǎng)，直至套管切割下沉至廢棄樁底端以下500mm 處。 然后，將第二重鋼套管拔出地面。

2.1.5 下鋼絲繩套扣

鋼絲繩另一端由履帶吊拉緊。 將鋼套管對(duì)準(zhǔn)樁頭重新套入，鋼絲繩與套管保持同速度下沉， 下沉過(guò)程中注意保持鋼絲繩的繃緊狀態(tài)，以防鋼絲繩在下沉過(guò)程中滑落。 當(dāng)鋼絲繩送至樁底以上約1-2m 后，履帶吊適當(dāng)放松鋼絲繩， 同時(shí)FCEC 主機(jī)驅(qū)動(dòng)鋼套管快速正反旋轉(zhuǎn)、上下串動(dòng)，以使鋼絲繩脫離鋼套管，當(dāng)從主機(jī)內(nèi)的儀表中看出鋼絲繩脫落后，即提出鋼套管，履帶吊收緊鋼絲繩，將廢棄樁從樁下端勒緊，即可開(kāi)始拔樁。

2.1.6 廢棄樁起拔

隨著吊車(chē)鋼絲繩的收緊，廢棄樁徐徐上升。當(dāng)其露出地面lm 左右時(shí)，在樁頭處再系一道鋼索，用吊車(chē)的副鉤掛上吊索并拉緊，副鉤隨所廢棄樁同步上升，防止廢棄樁因拔出地面過(guò)長(zhǎng)而傾倒。 如果廢棄樁過(guò)長(zhǎng)，可在露出地面適當(dāng)長(zhǎng)度處截下一段，再繼續(xù)起拔。

2.1.7 樁孔回填

廢棄樁拔出后應(yīng)立即進(jìn)行樁孔回填。 回填土強(qiáng)度應(yīng)適中，固結(jié)后強(qiáng)度應(yīng)控制在0.2-0.4MPa。試驗(yàn)表明，回填土以粘土中摻入6%～8%的水泥即能滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 回填時(shí)，將拌和好的土方用挖掘機(jī)填入樁孔中，每填入一斗土方，立即用專(zhuān)用夯錘進(jìn)行夯實(shí)。 夯錘為圓筒狀，質(zhì)量在1.5-2.0t 之間，直徑應(yīng)根據(jù)樁孔大小而調(diào)整。 一般比樁孔小200mm即可。 夯錘用履帶吊牽引，對(duì)回填土進(jìn)行快速夯擊，落差控制在3m 左右即可。

2.2 施工注意事項(xiàng)

2.2.1 廢棄樁嚴(yán)重傾斜[5]

拔樁過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到廢棄樁垂直度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)范要求，導(dǎo)致第二重鋼套管鉆進(jìn)過(guò)程中不能一次將廢棄樁套入管內(nèi)的現(xiàn)象。 這時(shí)，垂直鉆進(jìn)的第二重鋼套管將廢棄樁斜截面切斷，套管內(nèi)的樁體可順利拔出，未進(jìn)入套管的殘樁，需重新對(duì)殘樁繼續(xù)進(jìn)行切割，直到全部拔除為止。 第二次鉆進(jìn)尋找殘樁時(shí)，難度較大。 為此，可使用巖芯鉆機(jī)，預(yù)先在廢棄樁周?chē)蝾A(yù)探孔，準(zhǔn)確判斷廢棄樁偏斜的方向并大致判斷出廢棄樁的傾斜度。 據(jù)此，調(diào)整好第一重鋼套管的位置，使用直徑適中的第二重鋼套管，分1-2 次將傾斜廢棄樁拔除。 這種方法，可大大降低拔樁費(fèi)用，提高拔樁效率，減小對(duì)地層的擾動(dòng)。另外，巖芯鉆機(jī)預(yù)探孔還可以預(yù)先判斷廢棄樁的實(shí)際位置，為廢棄樁是否需要拔除提供直接的依據(jù)。

2.2.2 樁繩拉斷

發(fā)生這種情況時(shí)，可將繩套以上的樁段先拔出地面，然后重新下沉第二層套管，重復(fù)上一次動(dòng)作，將下半截樁套上、套緊，再上拔，直到將廢棄樁完全拔出為止。 廢棄樁起拔速度不宜過(guò)快， 約1-2m/min 即可，否則會(huì)使樁孔周邊土層擾動(dòng)過(guò)大，影響后續(xù)新樁的成孔（槽）質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

大量廢棄樁的存在會(huì)給城市的后續(xù)工程建設(shè)、舊城區(qū)改造等帶來(lái)麻煩，在不久的將來(lái)，廢棄樁的處理問(wèn)題必將更加突出和重要。這不僅是目前的拔樁處理問(wèn)題，也是將來(lái)廢棄樁的處理與利用問(wèn)題，工程人員應(yīng)予以重視，并在規(guī)范、設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)中采取措施，積極發(fā)展方便拆除的新技術(shù)、樁新型，努力將廢棄樁重新利用，以期實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。

［1］蔣連接,程洋,顧光民,等.宿遷城區(qū)廢棄樁問(wèn)題及處理方法探討[J].低溫建筑技術(shù),2014,1:97-98.

［2］宋蘭芳,陸金娥,陳樹(shù)春,等.擬建房下的廢棄樁處理[J].浙江建筑,2011,28(9):36-39.

［3］孫立寶,王云春.套管鉆進(jìn)拔樁法及其工程應(yīng)用[J].探礦工程:巖土鉆掘工程,2009,36(9):59-63.

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