廢棄樁的拔除方法與施工技術

程 洋 顧光民 周 俊

（宿遷學院 建筑工程系，江蘇 宿遷223800）

0 引言

樁基礎是一種具有較高承載力的基礎形式，在宿遷城區被廣泛使用。隨著宿遷城市化進程不斷加快，城市建設如火如荼，高樓大廈不斷聳立，導致大量具有樁基礎的建筑物在上部主體結構完成拆除后遺留在原場地內，增加了后續工程施工的難度、工期和成本[1]。鑒于此，本文介紹廢棄樁拔除方法， 闡述當前較為成熟的拔除施工技術及注意事項，以便為當地廢棄樁的處理問題提供參考。

1 廢棄樁拔除方法

樁的抗拔承載力受兩個方面影響：一是，樁身材料強度；二是，樁周圍土所能提供的承載力。 由于各類樁基所處的條件不同，拔樁方法和工藝也不盡相同，實際工作中有以下兩種方法。

1.1 直接拔樁[2]

直接拔樁是最簡單的拔樁方法，主要是依靠起拔機的動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快，宜慢慢向上將樁拔出，尤其是拔樁初期，對摩阻力的破壞有個過程，并且為了防止將樁拔斷，必須考慮樁的材料強度。抗拔樁有各種類型，從受力機理和抗拔承載力組成來看，可分為等截面樁和變截面樁兩類。 對于等截面樁， 它的抗拔承載力主要來自于樁身側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阻力大，而且應有一定的富余度。

1.2 減阻拔樁[3]

一般情況下，拔樁過程中不能對樁進行破壞，但當起拔力超過樁身材料強度時容易將樁拔斷。 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，以減少土體坍塌、防止地面沉降。拔樁順序也應間隔拔除或分組拔除，以減少對土體的擾動。所謂負摩阻力，就是樁周土層由于某種原因而產生超過或趨于超過樁身沉降時，作用在樁身底向下的摩阻力，這在樁的拔出過程中是不允許的。

2 廢棄樁拔除的施工技術

2.1 施工步驟

2.1.1 廢棄樁測量定位[4]

根據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，在樁位點打1 根長約為16mm 的鋼筋做標識，再以樁點為圓心，第一重鋼套筒的半徑為半徑畫圓，用白灰灑出圓弧線[3]。

2.1.2 下第一重鋼套筒

1） 對鋼套筒的要求。 套筒長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，單節套筒長度為4m，套筒之間采用機械連接。

2）全回轉套管機就位。 首先使用FS80 履帶吊機將全回轉套管機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套管機內，確保全回轉套管機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，開動全回轉套管機驅動套管旋轉并由液壓裝置對鋼套筒施加一定的壓力，使套筒旋轉沉入土層，直至套筒進入預定標高。

2.1.3 挖套管內土方，找出廢棄樁頭

第一重套筒旋轉就位后，移開全回轉套管機，使用履帶式吊裝專用沖抓斗將土從套筒中逐斗抓出，直至露出廢棄樁頭。 專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，沖抓斗自質量為3-8t 不等。

2.1.4 下第二重鋼套管并實施樁周分離減摩

拔樁的關鍵工序是對廢棄樁的樁周土進行剝離，可采用FCEC 清障機、套管內置高壓氣霧噴射器，對樁周土進行切削分離減摩。

1）FCEC 清障機。FCEC 清障機是切割分離樁周土的主要機械。它以履帶式自行走機械為機架， 由2 臺70-180kW 的電動機通過減速機，形成360°快速旋轉的驅動裝置，再由變徑連接器連接鋼套管，轉速13-35rad/min，扭矩300-800kN/m，將鋼套管旋轉沉入至樁底。

2）HAS 高壓氣霧噴射器。該設備主要由少量氣加微量水（1-1.5m3/l}混合后產生氣霧，通過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、切削鋼筋混凝土時能起到冷卻潤滑作用，在切削土層時能使鉆頭冷卻潤滑、加快鉆進速度。

3）下套管切割樁周土體。第二重鋼套管直徑應比廢棄樁樁徑大約為300mm。 鋼套管就位時應以廢棄樁樁位點為中心，然后將內套管徐徐放入第一重鋼套管內，直至套管完全罩住廢棄樁樁頭。 當套管套住樁頭后，即啟動旋轉驅動裝置，使鋼套管旋轉切割廢棄樁樁周土，HAS高壓快速噴霧裝置實施噴射氣霧，對切割刀片降溫，此時切割鉆進入正常階段。 當鋼套管的第一節壓入土層離外層鋼套管上口約為300mm 時，停止切割，使旋轉裝置脫離鋼套管，將第二節鋼套管就位，與第一節鋼套管連接，繼續下沉切割，如此重復接長，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。 將鋼套管對準樁頭重新套入，鋼絲繩與套管保持同速度下沉， 下沉過程中注意保持鋼絲繩的繃緊狀態，以防鋼絲繩在下沉過程中滑落。 當鋼絲繩送至樁底以上約1-2m 后，履帶吊適當放松鋼絲繩， 同時FCEC 主機驅動鋼套管快速正反旋轉、上下串動，以使鋼絲繩脫離鋼套管，當從主機內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，即可開始拔樁。

2.1.6 廢棄樁起拔

隨著吊車鋼絲繩的收緊，廢棄樁徐徐上升。當其露出地面lm 左右時，在樁頭處再系一道鋼索，用吊車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長而傾倒。 如果廢棄樁過長，可在露出地面適當長度處截下一段，再繼續起拔。

2.1.7 樁孔回填

廢棄樁拔出后應立即進行樁孔回填。 回填土強度應適中，固結后強度應控制在0.2-0.4MPa。試驗表明，回填土以粘土中摻入6%～8%的水泥即能滿足強度要求。 回填時，將拌和好的土方用挖掘機填入樁孔中，每填入一斗土方，立即用專用夯錘進行夯實。 夯錘為圓筒狀，質量在1.5-2.0t 之間，直徑應根據樁孔大小而調整。 一般比樁孔小200mm即可。 夯錘用履帶吊牽引，對回填土進行快速夯擊，落差控制在3m 左右即可。

2.2 施工注意事項

2.2.1 廢棄樁嚴重傾斜[5]

拔樁過程中，經常會遇到廢棄樁垂直度遠遠超出規范要求，導致第二重鋼套管鉆進過程中不能一次將廢棄樁套入管內的現象。 這時，垂直鉆進的第二重鋼套管將廢棄樁斜截面切斷，套管內的樁體可順利拔出，未進入套管的殘樁，需重新對殘樁繼續進行切割，直到全部拔除為止。 第二次鉆進尋找殘樁時，難度較大。 為此，可使用巖芯鉆機，預先在廢棄樁周圍打預探孔，準確判斷廢棄樁偏斜的方向并大致判斷出廢棄樁的傾斜度。 據此，調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，可大大降低拔樁費用，提高拔樁效率，減小對地層的擾動。另外，巖芯鉆機預探孔還可以預先判斷廢棄樁的實際位置，為廢棄樁是否需要拔除提供直接的依據。

2.2.2 樁繩拉斷

發生這種情況時，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，重復上一次動作，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快， 約1-2m/min 即可，否則會使樁孔周邊土層擾動過大，影響后續新樁的成孔（槽）質量。

3 結語

大量廢棄樁的存在會給城市的后續工程建設、舊城區改造等帶來麻煩，在不久的將來，廢棄樁的處理問題必將更加突出和重要。這不僅是目前的拔樁處理問題，也是將來廢棄樁的處理與利用問題，工程人員應予以重視，并在規范、設計、施工等環節中采取措施，積極發展方便拆除的新技術、樁新型，努力將廢棄樁重新利用，以期實現資源的可持續發展。

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

［2］宋蘭芳,陸金娥,陳樹春,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.套管鉆進拔樁法及其工程應用[J].探礦工程:巖土鉆掘工程,2009,36(9):59-63.

［4］童智能,吳祥紅.深層基樁拔除技術探討[J].施工技術,2005,34(1):45-47.

［5］武綱.對樁拔除工程中若干問題的探討[J].科技情報開發與經濟,2008,22:210-211.