360°全回轉(zhuǎn)套管機(jī)拔樁施工難題及處理措施

張?zhí)熨n 杜懷珺 張俊偉

摘要：360°全回轉(zhuǎn)套管機(jī)拔樁可廣泛應(yīng)用于廢棄樁的處理，本文介紹了在拔樁過程中遇到的難點(diǎn)及處理措施，提供了較全面的施工經(jīng)驗(yàn)。

Abstract： The 360° full rotary casing machine pile driving can be widely used in the treatment of abandoned piles. This paper introduces the difficulties encountered in the process of pulling out piles and the treatment measures， and provides a more comprehensive construction experience.

關(guān)鍵詞：360°全回轉(zhuǎn)；樁基拔除；處理措施；應(yīng)用

Key words： 360° full rotary；pile foundation removal；treatment measures；application

中圖分類號：TU473.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）03-0165-03

0 引言

新臺子河站～丁萬河站區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)機(jī)需下穿丁萬河老橋廢棄樁基，樁體鋼筋對盾構(gòu)施工產(chǎn)生安全隱患，必須處理干凈、徹底，在選擇施工工法上進(jìn)行比選采用360°全回轉(zhuǎn)套管機(jī)，施工過程中遇到的難點(diǎn)及處理措施為類似樁基拔除施工提供借鑒。

1 工程介紹

徐州地鐵2號線新臺子河～丁萬河區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，隧道直徑6.2m，縱向坡度1.2758%。下穿丁萬河及丁萬河老橋，由于北三環(huán)高架橋施工，原丁萬河老橋被拆除，老橋橋臺采用擴(kuò)大基礎(chǔ)+群樁基礎(chǔ)，樁基為直徑1.2m的鉆孔灌注樁，間距3.75m×3.445m。丁萬河老橋北側(cè)樁基長17.8m，入巖深度0.94m，侵入隧道范圍樁數(shù)17根；丁萬河老橋南側(cè)樁基長18.8m，入巖深度4.57m，侵入隧道范圍樁數(shù)18根；為保證后期盾構(gòu)順利通過，需處理的樁基總數(shù)35根，詳見圖1：丁萬河老橋樁基拔除平面圖。

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2 方案選擇比對

對于舊樁的處理通常有原樁的整體拔除方法、開挖破碎清除和利用沖擊鉆將樁體沖碎后清除等方法。整體拔除方法通過全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)利用全套管鉆進(jìn)，使樁體與周邊土體完全脫離后，利用起重設(shè)備將樁整體吊出。開挖破碎清除是采用直接開挖的方式，利用鎬頭機(jī)、風(fēng)鎬等破碎工具進(jìn)行粉碎清障，該法多用于原有樁位淺、數(shù)量少且作業(yè)面安全有保證的工程中。利用沖擊鉆將樁體沖碎后清除的方法，類似于使用沖擊鉆成樁，在沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中，利用泥漿循環(huán)將破碎的樁體混凝土碎塊運(yùn)出，隨后利用電磁鐵將鋼筋碎屑吸出。

預(yù)制樁的拔除，在全國不乏有成功的經(jīng)驗(yàn)，主要是采用震動式的原樁的整體拔除方法。但對于直徑及深度較大的灌注樁而言，在本地區(qū)尚無施工實(shí)例。經(jīng)過簡單的測算，在不考慮樁的凸凹面影響，灌注樁的摩擦力加樁身自重約有200噸之重，若采用普通的拔樁設(shè)備，設(shè)備的拔力無法滿足要求，且灌注樁場地有限、施工環(huán)境復(fù)雜。

DTR2605H型套管式拔樁設(shè)備則能很好地滿足上述條件。套管式拔樁的方式采用新型的機(jī)械設(shè)備，采用套管回旋壓入、扭斷的方式，分段取樁至作業(yè)深度。這種清樁方式對樁體的大小及深度敏感度較低，尤其面對大直徑的灌注樁而言，拔樁的效率大大增加，明顯縮短了地下清障的時間，同時利于噪音的控制，減少了與周邊環(huán)境影響。非常適合本工程的清樁作業(yè)。

3 全套管拔樁的機(jī)械設(shè)備

3.1 挖掘套管

在套管系統(tǒng)中，前端套管頭下端設(shè)有挖掘刀具。套管與套管、套管與套管頭之間的嵌合部用螺栓連接（見圖2：套管系統(tǒng)）。套管長度有3m、6m、9m。

3.2 液壓升降卡固

主要用于原樁搖動及回轉(zhuǎn)，同時還附設(shè)后臺作業(yè)指揮系統(tǒng)。

3.3 沖擊式抓斗

用于取出套筒內(nèi)土和處理后原有斷樁。

3.4 鋼楔

鋼楔自重達(dá)到4.2t，利用自重，沿套管內(nèi)壁自由落體，插入樁體與套管間的空隙，抵靠在套管內(nèi)壁，將樁與套管別緊，利于套管旋轉(zhuǎn)從而將舊樁扭斷。

3.5 大型起重機(jī)

本工程采剛的起重設(shè)備為150t履帶式起重機(jī)。

4 套管式拔樁的施工流程

原承臺破除探找樁位（實(shí)測出樁位坐標(biāo)）→作業(yè)平臺施工→場地布置（機(jī)械、電力系統(tǒng)、后臺作業(yè)指揮系統(tǒng)定位）→回轉(zhuǎn)鉆機(jī)底座就位→全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位→套管回旋壓入→下鋼楔→全斷面回旋扭樁→焊接吊耳→起拔斷樁→分段取樁至作業(yè)深度→回填作業(yè)同時起拔套管→移機(jī)施工后續(xù)樁基。

5 拔樁難點(diǎn)及處理方式

5.1 樁體傾斜，垂直度較差（見圖3：樁體垂直度差）

現(xiàn)象：套管下壓至一定深度后，套管發(fā)生傾斜，且多次糾偏無效。

解決方法：對于傾斜不嚴(yán)重且樁深完全處于套管內(nèi)的樁體，可直接拔出。

對于傾斜較嚴(yán)重的樁，容易出現(xiàn)套管鉆進(jìn)到一定深度后便切割到樁體（樁體無法全部處于套管內(nèi)），導(dǎo)致套管傾斜，且糾偏困難。對于這類樁體，當(dāng)套管鉆進(jìn)切割到樁體時，便開始扭樁，當(dāng)?shù)谝还?jié)拔出后，進(jìn)行二次定位并移機(jī)，將樁體全部套住再拔出第二節(jié)。當(dāng)二次定位后仍無法將樁體全部套住，則可利用套管從樁體中間切割，將樁直接劈裂成兩半后拔除。

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5.2 樁底樁徑變大類似于“蘑菇頭”

現(xiàn)象：在上部樁體拔除后，套管下至底部時，套管底部與樁尖完全緊貼，致使樁體與套管同步轉(zhuǎn)動造成套管無法下壓，同時樁體即使松動亦無法拔出。

解決方法：將上部正常部分樁體拔除后，移機(jī)利用套管從樁體中間切割，將樁直接劈裂成兩半后拔除。

5.3 樁體混凝土強(qiáng)度不夠，樁體混凝土與鋼筋粘結(jié)不牢，導(dǎo)致吊裝時鋼筋籠從樁體抽出（見圖4：吊裝時樁體鋼筋與混凝土分離）

現(xiàn)象：樁體扭斷后吊裝過程中，樁的鋼筋籠與混凝土脫離。扭樁過程中，致使混凝土碎裂嚴(yán)重，因此在吊裝時，鋼筋籠容易從混凝土中抽出。

解決方法：由于扭斷樁體時混凝土破碎，因此在拔出鋼筋籠后，利用沖抓斗將混凝土塊破碎并抓出，直至樁體混凝土完整性較好的部位，焊接吊耳，隨后進(jìn)行后續(xù)拔樁。

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5.4 樁體鋼筋籠主筋焊接采用點(diǎn)焊，拔除時從焊接位置斷開（見圖5：吊裝時樁體主筋斷裂）

現(xiàn)象：樁體吊裝過程中，主筋焊接位置無法承受樁體重量，全部從焊接位置斷開，采用點(diǎn)焊，一個接頭一般點(diǎn)焊1-3次，鋼筋籠無法受力。

解決方法：鋼筋從斷開點(diǎn)全部抽出后，利用沖抓斗砸碎混凝土并將其抓出，人工割除樁體內(nèi)剩余鋼筋，每次進(jìn)尺40～50cm。重復(fù)此步驟，直至清理至能焊接吊耳。隨后在重復(fù)正常拔樁步驟。

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5.5 南北兩側(cè)均存在樁徑過大，部分達(dá)到1.5-1.6m，局部跟套管一樣大，鋼楔卡位困難，且樁體扭斷后無法正常吊出（S-5）

現(xiàn)象：鋼楔無法正?？ㄎ粚秳e緊，且樁扭斷后吊裝過程中，由于樁體向上提，樁體斷裂部位以下容易形成負(fù)壓，導(dǎo)致吊裝過程中吊車負(fù)荷超標(biāo)而無法正常吊出。

解決方法：

①清理樁頭，人工找出縫隙較大位置將鋼楔卡入，為防止鋼楔無法卡緊而傾倒，利用沖錘配合，沖錘周邊焊接卡環(huán)，卡環(huán)留出鋼楔寬度的缺口，下放沖錘利用卡環(huán)將鋼楔卡住，并旋轉(zhuǎn)套管扭斷樁體。樁體扭斷后，由于樁體樁徑過大，導(dǎo)致其無法正常吊出，出現(xiàn)此種現(xiàn)象時，增焊套管內(nèi)外刀片，并加快套管旋轉(zhuǎn)速度，降低下壓速度，使套管與土體之間的空隙增大，同時往套管內(nèi)加水起到潤滑作用。

②吊機(jī)與鉆機(jī)配合，吊機(jī)吊住樁體不動，套管旋轉(zhuǎn)上下反復(fù)活動套管，使樁體與套管相對運(yùn)動，同時往套管內(nèi)加水減小摩阻力。在此過程中時刻關(guān)注吊機(jī)荷載變化，防止吊筋突然斷裂。

5.6 吊耳焊接，吊裝過程與吊耳焊接的幾根主筋脆斷

現(xiàn)象：吊裝過程中，與吊耳焊接的鋼筋脆斷，使得樁體無法順利吊出。

解決方法：鋼筋發(fā)生脆斷后，利用沖抓斗將混凝土砸碎后并清出，找出鋼筋籠焊接點(diǎn)繼續(xù)焊接吊耳拔除，反復(fù)此工序直至拔出樁體。

5.7 南北側(cè)場地存在斜巖面，套管下壓過程中多次糾偏

現(xiàn)象：鋼護(hù)筒下壓至一定深度后，套筒發(fā)生傾斜且糾偏困難。

解決方法：拔除上部樁體后，再次進(jìn)行樁位復(fù)核，若樁位準(zhǔn)確，則可以確定是由于巖面造成，套管下壓過程中由于一面在切割巖石，一面在軟土中，極易發(fā)生傾斜。對于此類問題，更換套管回旋刀具，加快鋼套管轉(zhuǎn)速并放慢下壓速度，反復(fù)下壓直至成功拔出樁體。

6 結(jié)語

360°全回轉(zhuǎn)套管機(jī)拔樁施工工藝是一種較為先進(jìn)實(shí)用的拔樁方法，可廣泛應(yīng)用于廢棄樁的拔除施工。尤其在城市鬧市區(qū)清除樁徑較大的灌注樁，其獨(dú)特的工藝優(yōu)勢以及適用性更為明顯，相信今后會在舊城改造、建筑物拆除清理中涉及到老樁清除工程中得到廣泛的推廣與應(yīng)用。

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