拔樁工藝技術(shù)在工程實踐中的應(yīng)用分析

郇翔天

（北京振沖工程股份有限公司，北京100110）

1 引言

新時期，伴隨著城市化進程的加快，城市區(qū)域整體規(guī)劃日新月異，不少老舊城區(qū)都面臨著重新規(guī)劃的情況。在城市高層建筑施工建設(shè)中，樁基礎(chǔ)是一種非常常見的基礎(chǔ)形式，可以保證建筑基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，但是在建筑拆除后，對比常規(guī)基礎(chǔ)建筑，樁基礎(chǔ)建筑還必須對廢棄樁基進行處理，以免影響其他工程順利施工。

2 工程概況

某城市地鐵2 號線施工中，火車站到市政府中間有2 站，需要穿越多處已經(jīng)拆除的建筑廢棄樁基，經(jīng)統(tǒng)計，區(qū)間內(nèi)存在的鋼筋混凝土基樁共有70 根，采用的都是C30 混凝土，包括：灌注樁32 根，直徑為400mm，長度為18m；預(yù)制方樁38 根，斷面尺寸為400mm×400mm，長度為23m。如果不對這些基樁進行有效清除，在盾構(gòu)施工中，刀盤需要對鋼筋混凝土樁體進行切割，嚴重影響施工進度的同時，也會加大刀盤磨損。因此，需要施工單位提前借助相應(yīng)的拔樁工藝，將區(qū)域內(nèi)的基樁拔除[1]。

3 拔樁工藝概述

拔樁工藝就是對土層中存在的舊樁進行拔除的工藝，比較常見的方法有以下幾種。

3.1 靜力拔樁

靜力拔樁法主要是借助專業(yè)的靜力拔樁機對基樁進行拔除，本身的施工相對簡單，操作便利，但是，如果在施工過程中靜力拔樁機無法保持水平，或不能將樁體置于拔樁機的中心位置，會影響拔樁效果，甚至可能出現(xiàn)樁體拔斷的問題[2]。

3.2 取土減振拔樁

這種方法是將樁周土體挖開后進行噴射注漿，以減少拔樁過程中產(chǎn)生的振動問題，但是存在施工速度慢、施工成本高的缺點，而且噴射注漿也會對周邊環(huán)境產(chǎn)生負面影響。

3.3 振動沉管加水利切割拔樁

對比靜力拔樁法和取土減振拔樁法，這種方法的施工比較簡單，成本也相對較低，但是耗費的時間較長，工程進度無法保證，要提高施工效率，需要使用3～4 根高壓水槍，再配合大功率振動錘，因此，施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生的噪聲較大，會影響周邊居民的工作和生活[3]。

3.4 套管成孔拔樁

套管拔樁工藝的核心在于使用相應(yīng)的拔樁套管，將樁周一定范圍內(nèi)的土體隔離，然后進行拔樁。在套管下沉過程中，會通過噴射高壓水流的方式在套管內(nèi)側(cè)形成糊狀泥漿，以降低土體相對運動的摩擦阻力。等到套管沉入舊樁樁端以下時，可以完成對樁周土體的有效隔離，然后收緊套管內(nèi)壁設(shè)置的套索將舊樁套牢，再借助起吊設(shè)備將樁體拔出。

3.5 全回轉(zhuǎn)拔樁

全回轉(zhuǎn)拔樁工藝主要是借助全回轉(zhuǎn)設(shè)備運行中產(chǎn)生的扭矩與下壓力來驅(qū)動鋼套管轉(zhuǎn)動，借助設(shè)置在管口的高強度刀頭對土層、巖層以及鋼筋混凝土等進行切削，使套管逐步沉入地下，將管內(nèi)的樁體去除，然后向套管內(nèi)回填土體，并逐節(jié)對套管進行頂拔。全回轉(zhuǎn)拔樁工藝最大的特點是可以通過套管的護壁作用保持土層穩(wěn)定，在套管內(nèi)對障礙進行清除。但是，這種工藝在實際應(yīng)用中會產(chǎn)生較大的噪聲，而且可能出現(xiàn)二次沖抓的問題，對周邊建筑的影響較大。近幾年，F(xiàn)CFC 全回轉(zhuǎn)拔樁工藝應(yīng)運而生，能夠利用FCFC 清障機配合履帶式自走機械，再結(jié)合360°旋轉(zhuǎn)動力裝置作為驅(qū)動，使鋼套管高速轉(zhuǎn)動，對舊樁周邊的土體進行切割，以減少樁側(cè)摩擦力，為拔樁創(chuàng)造有利條件[4]。

4 拔樁工藝技術(shù)應(yīng)用

結(jié)合工程的實際情況，最終選擇了套管成孔拔樁工藝，在施工作業(yè)中，需要關(guān)注幾個要點。

4.1 套管就位

需要依照原建筑樁基施工圖確定舊樁的位置，開挖至樁頭露出并對覆土進行清理，確保套管準確就位。套管就位前，需要對噴水裝置和攜索裝置進行全面檢查，噴水裝置組裝完畢后，需要與套管連接進行試噴，確認噴水效果，攜索裝置檢查的內(nèi)容包括是否磨損以及整體性能是否良好等。確認無誤后，可以將裝置連接，于套管上下1/3 的位置各設(shè)置1 道套索。連接完成后，需要使用振動錘上設(shè)置的液壓夾具將套管固定，起吊后對準舊樁中心線，確保套管中心線和舊樁中心線的偏差不超過10mm。

4.2 套管下沉

在實施沉管前，需要先將噴水裝置啟動，然后再啟動振動錘實施沉管操作，沉管過程中，必須做好噴水量和噴水壓力的跟蹤管控，如果發(fā)現(xiàn)壓力值突然升高，需要立即關(guān)閉設(shè)備，查看是否存在噴嘴堵塞問題。在沉管過程中，環(huán)狀薄壁泥漿的存在，不僅可以將樁周土的摩擦阻力降到最低，也可以減小套管振動下沉需要克服的阻力，提高沉管效率，因此，應(yīng)保證沉管過程中噴水的連續(xù)性，如果因為特殊原因?qū)е聡娝袛?，則需要停止沉管，先對噴水問題進行解決，確保套管內(nèi)部的泥漿隔離層能夠在深度方向上保持連續(xù)性。另外，在沉管過程中，施工人員必須做好鋼管垂直度的監(jiān)測工作，如果發(fā)現(xiàn)偏差，需要及時糾正，以免套管傾斜觸碰舊樁，出現(xiàn)無法下沉的情況。

在相關(guān)規(guī)范中，強調(diào)灌注樁的成孔深度只能深不能淺，因此，當(dāng)舊樁為灌注樁時，實際長度一般都會超過設(shè)計長度，為了保證拔樁效果，應(yīng)將沉管深度控制在設(shè)計樁底標(biāo)高位置以下約0.5m，待沉管至設(shè)計深度后，需要繼續(xù)保持噴水[5]。

4.3 舊樁拔除

套管下沉到設(shè)計標(biāo)高后，需要將振動錘移除，然后啟動吊車，將索套拉近，確保能夠從攜索裝置脫離，將樁體套牢。舊樁拔除過程中，會在原本的樁體位置留下孔洞，該孔洞具備一定的真空度，如果外界空氣無法及時填充，則隨著樁體拔出長度的增加，負壓的增大會導(dǎo)致舊樁無法被順利拔出，因此，在舊樁完全拔出前，需要保證噴水的持續(xù)性，以消除負壓帶來的影響。

4.4 樁孔回填

依照后續(xù)工程的施工要求，確定樁孔回填的材料，一般情況下，如果沒有特殊要求，會采用優(yōu)質(zhì)黏土或三七灰土對樁孔進行分層回填壓實，單次回填的高度不能超過2m，如果施工現(xiàn)場不具備分層回填壓實的條件，可以使用不含雜物有機質(zhì)的優(yōu)質(zhì)黏土一次回填，回填完成后，灌注水泥漿，配合高壓旋噴或單軸攪拌工藝進行加固[6]。

4.5 斷樁處理

結(jié)合該工程實際情況，在拔樁過程中，出現(xiàn)了樁體拔斷的問題，主要原因為：樁體具備的極限抗拔力會受到本身強度和樁體與樁周土體作用力的影響，而在該工程中，預(yù)制方樁采用的是接樁的形式，節(jié)點位置相對薄弱，容易發(fā)生斷裂，而振沖灌注樁內(nèi)部的鋼筋籠長度小于樁體長度，下端為素混凝土結(jié)構(gòu)，抗拔力相對不足，在拔樁環(huán)節(jié)容易發(fā)生斷樁問題。

對此，為了保證地鐵隧道施工的順利進行，需要對斷樁進行處理，具體來講：（1）可以使用振動錘擊的方式對摩阻減小后的斷樁進行敲打，使頂部能夠位于盾構(gòu)機外殼底部標(biāo)高0.5m 以下，以此來規(guī)避影響；（2）可以使用機械設(shè)備，將摩阻減小后的斷樁部分壓入盾構(gòu)機外殼底部標(biāo)高0.5m 以下；（3）可以使用特質(zhì)夾具將斷樁拔出；（4）使用多爪合金螺旋機將樁體攪碎并清除；（5）在套筒底部設(shè)置鋼絲繩套，放下套筒，確保將斷樁套住，然后重復(fù)上下運動，確保鋼絲繩套能夠?qū)鄻短桌?，以起吊裝置將其拔出。

4.6 注意事項

在拔樁過程中，可能遇到傾斜樁的情況，如果樁體傾斜度較小，可以在鉆進過程中逐步對鉆機進行調(diào)整，如果樁體斜度較大，則需要在鉆進過程中，借助底部合金鉆頭將傾斜樁斷開，再逐節(jié)拔除。第一節(jié)傾斜樁拔除后，如果無法判斷斷樁的傾斜位置，可以使用喇叭鉆作為引管，確保傾斜斷樁能夠被套入套筒內(nèi)，完成拔除工作[7]。

4.7 應(yīng)用效果

借助該工藝將區(qū)域內(nèi)所有影響施工的樁體拔除需要約30d，對比原定的60d 工期縮短了50%，工效優(yōu)勢得到了充分發(fā)揮，對施工現(xiàn)場土層進行檢測后，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定性和承載力能夠滿足相關(guān)規(guī)范的要求，表明套管成孔拔樁技術(shù)不會對后續(xù)工程的施工建設(shè)造成負面影響，適用性良好。

5 結(jié)語

總而言之，在地鐵工程施工中，需要做好拆除建筑樁基的有效處理，以避免樁體對盾構(gòu)施工產(chǎn)生影響。在對拔樁施工工藝進行選擇的過程中，需要充分考慮工程項目的實際情況，掌握區(qū)域土質(zhì)、樁體埋深以及周邊環(huán)境等因素的影響，切實做好施工管理工作，盡量避免出現(xiàn)斷樁問題，一旦發(fā)生斷樁，需要采取有效措施進行處理和應(yīng)對，確保不會對工程施工產(chǎn)生負面影響，同時也需要做好統(tǒng)計工作，避免出現(xiàn)遺漏。樁體拔除后，必須及時使用恰當(dāng)?shù)牟牧线M行回填，防止地表和周邊建筑沉降的同時，為后續(xù)施工提供良好的基礎(chǔ)條件。