郇翔天

（北京振沖工程股份有限公司，北京100110）

1 引言

新時(shí)期，伴隨著城市化進(jìn)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(jiàn)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(duì)比常規(guī)基礎(chǔ)建筑，樁基礎(chǔ)建筑還必須對(duì)廢棄樁基進(jìn)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(hào)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(jì)，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(zhǎng)度為18m；預(yù)制方樁38 根，斷面尺寸為400mm×400mm，長(zhǎng)度為23m。如果不對(duì)這些基樁進(jìn)行有效清除，在盾構(gòu)施工中，刀盤需要對(duì)鋼筋混凝土樁體進(jìn)行切割，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度的同時(shí)，也會(huì)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(duì)土層中存在的舊樁進(jìn)行拔除的工藝，比較常見(jiàn)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(jī)對(duì)基樁進(jìn)行拔除，本身的施工相對(duì)簡(jiǎn)單，操作便利，但是，如果在施工過(guò)程中靜力拔樁機(jī)無(wú)法保持水平，或不能將樁體置于拔樁機(jī)的中心位置，會(huì)影響拔樁效果，甚至可能出現(xiàn)樁體拔斷的問(wèn)題[2]。

3.2 取土減振拔樁

這種方法是將樁周土體挖開后進(jìn)行噴射注漿，以減少拔樁過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)問(wèn)題，但是存在施工速度慢、施工成本高的缺點(diǎn)，而且噴射注漿也會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。

3.3 振動(dòng)沉管加水利切割拔樁

對(duì)比靜力拔樁法和取土減振拔樁法，這種方法的施工比較簡(jiǎn)單，成本也相對(duì)較低，但是耗費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，工程進(jìn)度無(wú)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(dòng)錘，因此，施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生的噪聲較大，會(huì)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(jìn)行拔樁。在套管下沉過(guò)程中，會(huì)通過(guò)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(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力。等到套管沉入舊樁樁端以下時(shí)，可以完成對(duì)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(yùn)行中產(chǎn)生的扭矩與下壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)鋼套管轉(zhuǎn)動(dòng)，借助設(shè)置在管口的高強(qiáng)度刀頭對(duì)土層、巖層以及鋼筋混凝土等進(jìn)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(duì)套管進(jìn)行頂拔。全回轉(zhuǎn)拔樁工藝最大的特點(diǎn)是可以通過(guò)套管的護(hù)壁作用保持土層穩(wěn)定，在套管內(nèi)對(duì)障礙進(jìn)行清除。但是，這種工藝在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，而且可能出現(xiàn)二次沖抓的問(wèn)題，對(duì)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(yùn)而生，能夠利用FCFC 清障機(jī)配合履帶式自走機(jī)械，再結(jié)合360°旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置作為驅(qū)動(dòng)，使鋼套管高速轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)舊樁周邊的土體進(jìn)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(shí)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(gè)要點(diǎn)。

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(duì)覆土進(jìn)行清理，確保套管準(zhǔn)確就位。套管就位前，需要對(duì)噴水裝置和攜索裝置進(jìn)行全面檢查，噴水裝置組裝完畢后，需要與套管連接進(jìn)行試噴，確認(rèn)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(rèn)無(wú)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(dòng)錘上設(shè)置的液壓夾具將套管固定，起吊后對(duì)準(zhǔn)舊樁中心線，確保套管中心線和舊樁中心線的偏差不超過(guò)10mm。

4.2 套管下沉

在實(shí)施沉管前，需要先將噴水裝置啟動(dòng)，然后再啟動(dòng)振動(dòng)錘實(shí)施沉管操作，沉管過(guò)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(wèn)題。在沉管過(guò)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(dòng)下沉需要克服的阻力，提高沉管效率，因此，應(yīng)保證沉管過(guò)程中噴水的連續(xù)性，如果因?yàn)樘厥庠驅(qū)е聡娝袛?，則需要停止沉管，先對(duì)噴水問(wèn)題進(jìn)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(guò)程中，施工人員必須做好鋼管垂直度的監(jiān)測(cè)工作，如果發(fā)現(xiàn)偏差，需要及時(shí)糾正，以免套管傾斜觸碰舊樁，出現(xiàn)無(wú)法下沉的情況。

在相關(guān)規(guī)范中，強(qiáng)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(shí)，實(shí)際長(zhǎng)度一般都會(huì)超過(guò)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，為了保證拔樁效果，應(yīng)將沉管深度控制在設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高位置以下約0.5m，待沉管至設(shè)計(jì)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(jì)標(biāo)高后，需要將振動(dòng)錘移除，然后啟動(dòng)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(guò)程中，會(huì)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(wú)法及時(shí)填充，則隨著樁體拔出長(zhǎng)度的增加，負(fù)壓的增大會(huì)導(dǎo)致舊樁無(wú)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(fù)壓帶來(lái)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(méi)有特殊要求，會(huì)采用優(yōu)質(zhì)黏土或三七灰土對(duì)樁孔進(jìn)行分層回填壓實(shí)，單次回填的高度不能超過(guò)2m，如果施工現(xiàn)場(chǎng)不具備分層回填壓實(shí)的條件，可以使用不含雜物有機(jī)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(jìn)行加固[6]。

4.5 斷樁處理

結(jié)合該工程實(shí)際情況，在拔樁過(guò)程中，出現(xiàn)了樁體拔斷的問(wèn)題，主要原因?yàn)椋簶扼w具備的極限抗拔力會(huì)受到本身強(qiáng)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(diǎn)位置相對(duì)薄弱，容易發(fā)生斷裂，而振沖灌注樁內(nèi)部的鋼筋籠長(zhǎng)度小于樁體長(zhǎng)度，下端為素混凝土結(jié)構(gòu)，抗拔力相對(duì)不足，在拔樁環(huán)節(jié)容易發(fā)生斷樁問(wèn)題。

對(duì)此，為了保證地鐵隧道施工的順利進(jìn)行，需要對(duì)斷樁進(jìn)行處理，具體來(lái)講：（1）可以使用振動(dòng)錘擊的方式對(duì)摩阻減小后的斷樁進(jìn)行敲打，使頂部能夠位于盾構(gòu)機(jī)外殼底部標(biāo)高0.5m 以下，以此來(lái)規(guī)避影響；（2）可以使用機(jī)械設(shè)備，將摩阻減小后的斷樁部分壓入盾構(gòu)機(jī)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(jī)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(yùn)動(dòng)，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(xiàng)

在拔樁過(guò)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(jìn)過(guò)程中逐步對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行調(diào)整，如果樁體斜度較大，則需要在鉆進(jìn)過(guò)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(wú)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(duì)比原定的60d 工期縮短了50%，工效優(yōu)勢(shì)得到了充分發(fā)揮，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)土層進(jìn)行檢測(cè)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(huì)對(duì)后續(xù)工程的施工建設(shè)造成負(fù)面影響，適用性良好。

5 結(jié)語(yǔ)

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(duì)盾構(gòu)施工產(chǎn)生影響。在對(duì)拔樁施工工藝進(jìn)行選擇的過(guò)程中，需要充分考慮工程項(xiàng)目的實(shí)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(shí)做好施工管理工作，盡量避免出現(xiàn)斷樁問(wèn)題，一旦發(fā)生斷樁，需要采取有效措施進(jìn)行處理和應(yīng)對(duì)，確保不會(huì)對(duì)工程施工產(chǎn)生負(fù)面影響，同時(shí)也需要做好統(tǒng)計(jì)工作，避免出現(xiàn)遺漏。樁體拔除后，必須及時(shí)使用恰當(dāng)?shù)牟牧线M(jìn)行回填，防止地表和周邊建筑沉降的同時(shí)，為后續(xù)施工提供良好的基礎(chǔ)條件。