全回旋鉆機拔樁技術在工程上的運用

程金雄

（武漢市漢陽市政建設集團公司，湖北 武漢 430050）

在新建工程遇到既有鉆孔灌注樁時，一般都需要拔除既有鋼筋混凝土灌注樁，而這些鋼筋混凝土灌注樁自重大，與土體間的摩擦力較大，拔除相對較困難。灌注樁拔除技術在沿海城市運用較多，但在武漢運用較少。武漢市寶豐路硚口路快速化（建設大道～京漢大道）改造工程施工過程中就遇到此類問題，本文就以此工程施工進行拔樁施工方法的闡述。

1 工程概況

寶豐路硚口路快速化（建設大道～京漢大道）改造工程位于武漢市硚口區，該工程所還包含寶豐路四層互通式立交上跨中御公館地面廣場，其橋梁樁基在中御公館地下室原基坑支護樁上，另外規劃地鐵十四號線區間受支護樁影響，共20根支護樁，為保證立交橋及后期地鐵施工，需對這20根支護樁進行拔除處理。支護樁采用鉆孔灌注樁，為鋼筋混凝土結構，樁徑1.2m，有效樁長21.3m，樁頂距離地面距離3.7m。另外，在地下室施工階段有一次換撐設計，撐板厚200mm，寬度為外墻與排樁之間的距離，為格構式，長度為3米。如圖1所示。

圖1 待拔樁與建筑物位置關系

2 施工難點分析

（1）樁基與地下室基礎間的凈間距很小。支護樁樁徑1.2米，與地下室外墻軸距僅2.6米，原地下室基礎采用直徑500mm的管樁。在如此小的凈距內對該區域進行隔離是非常困難的，因為在拔樁施工過程中必然會造成周圍土體松動，從而影響地下室管樁與土體的摩擦力，故必須選擇適當的拔樁工藝，盡量減小對周圍土體的擾動。

（2）地下室外墻與支護樁間存在連接板。在地下室施工階段有一次換撐設計，撐板厚200mm，寬度為外墻與排樁之間的距離，為格構式，長度為3米。在拔樁過程中需要破壞換撐板，在破壞過程中應盡量較小振動，否則有可能對地下室外墻防水造成破壞，造成地下室漏水；也有可能破壞外墻墻體，影響結構安全，這樣必須選擇合適的設備切除換撐板。

（3）地質條件較差。原地下室施工過程中，肥槽回填一般為雜填土，土質松散，且工程離漢江較近，地下水豐富，一般在4米左右。

（4）后期沉降控制難度大。該工程共需拔除20根樁，每根長度21.3米，拔出后需回填，因孔位較深，回填難以達到密實，后期土體沉降難以控制。

3 拔樁工藝選擇

針對工程特點及影響因素，在目前各種先進工法的綜合比選后，采用全回轉套管機進行本工程拔樁施工，該工藝主要有3個方面的優點。

（1）施工對土體擾動小。全回旋鉆機拔樁是利用全回轉設備將鋼套管插入土體，然后在套管內實施拔樁和回填。鋼套管作為孔壁支護結構，全過程對套管外側土體應力變化較小，而且全過程不需要射水減摩，不會影響地下水位的變動，故全過程對周圍土體擾動基本可以忽略。

（2）適用范圍廣。全回旋鉆機拔樁適用于任意樁長，因為該工藝拔樁可以分段拔除，可以不進行整體作業，降低了施工風險。而且，因為是分節拔除，對吊車等級要求大大降低。

（3）操作靈活。全回旋鉆機拔樁可以同其他輔助方法一同使用，對斷樁、碎樁進行拔除，降低了特殊情況處理的難度，起到了縮短工期和費用的作用。

4 拔樁施工過程

（1）施工機械選擇。①全回轉套管鉆機（如圖2）。工程采用進口的SRD-2000HL全回轉套管鉆機，主要配置有SRD-2000HL全回轉套管鉆機主機、相應型號數量的套管、液壓動力站、操控室、反力配重、路基板及定位鋼板、沖抓斗、反力叉等。另需80t清障專用履帶吊、EX200挖掘機等械配合施工。施工過程中由全回轉套管鉆機液壓驅動雙壁鋼套管全回轉切割鉆進。雙壁鋼套管底端鑲嵌鈦合金刀頭，具備很強的切割切削能力，可將地下拋石、殘留舊樁、舊鋼筋混凝土、鋼樁等障礙物一并清除。

圖2 全回轉套管鉆機

②鋼套管。該工程待拔樁樁徑1.2m，樁長21.3m，考慮到樁基施工過程中可能存在擴孔現象，選用直徑為2000mm鋼套管，套管為厚度45mm的鋼質桶式結構，根據需要鉆進的深度選用4節長度6m的鋼套管，最底部一節在管口焊接1.5米長的合金刀頭，其他套管的中間為桶身，兩頭為套疊式接頭。

（2）施工準備。施工前需將帶拔樁冠梁破除，露出樁頭，并對場地進行清理及硬化，確保地基滿足全回轉套管鉆機及80t清障專用履帶吊等設備施工。

（3）鋼套管鉆進。在全回旋鉆機就位后，開始進行套管的埋設和鉆進作業。鉆進前應進行試運轉；試運轉應從低轉速逐步調整至高轉速，鉆機回轉液壓馬達調至0位，啟動夾緊油缸按鈕，確認鉆機夾緊機構已將套管夾緊后，方可啟動回轉驅動系統，回轉馬達初始啟動必須低轉速運行，待回轉阻力穩定且低于設定值時，方可適量調高轉速。試運轉正常及垂直度修正完成后，開始正式鉆進，正式鉆進同樣是發動機高轉速，全回旋鉆機低轉速，壓力、扭矩穩定且未達到設定值時，可適量調整轉速及收縮支腿油缸進行鉆進。一般初始5米以內，鉆機轉速控制在3～5轉/分鐘，旋轉扭矩穩定在額定最大扭矩的30%～50%左右，以確保初始鉆機設備的穩定及鉆進垂直度。施工過程中每節套管壓入的精度都將直接影響鉆孔的施工質量，特別是上部5m范圍的精度最為重要。每節套管放入夾管裝置，收縮夾管液壓缸，利用鉆機和導向糾偏裝置將套管的垂直度精度調整到要求的范圍內。鉆進過程中隨時利用設備自帶的水平監測系統檢驗套管垂直度，并每孔三次在套管的兩個垂直方向架設經緯儀進行垂直度復核控制。每節套管連接好并檢查垂直度后，通過全回轉鉆機的回轉裝置使套管進行不小于360°的旋轉，以減少套管與土體的摩擦阻力，并隨即利用套管端部的刀齒切割土體或障礙物，壓入土中，開始正常作業。

（4）灌注樁清除。在鋼套管入土約2節后，將楔形鐵放入鋼套管與樁間間隙中，繼續轉動鋼套管，使樁體與鋼套管一起轉動，將樁體扭斷，然后反向轉動鋼套管，使楔形鐵松動，取出楔形鐵，用吊車吊出截斷的樁體，完成第一次截樁。再次重復鋼套管鉆進，進行第二次截樁，依次類推，直至樁體全部取出。

（5）樁孔回填及套管拔除。樁孔回填和鋼套管拔除是同步進行的，由于鋼套管拔除后，土體將會向樁孔流動，土體的應力產生變化，這樣將會對管樁產生一定的影響，減小管樁與土體間的摩擦力，從而對地下室結構產生影響，所以必須保證回填材料的密實度，一旦回填密實度達不到要求，后期也會出現沉降，甚至導致地表塌陷。同時，拔樁區域還要進行橋梁樁基施工，回填達不到要求也將會導致橋梁樁基施工過程中出現塌孔，處理更加困難。為保證回填密實，孔內回填材料采用水泥土，采用硫鋁酸鹽快干水泥，摻量在15%左右，施工時先回填至第一節鋼套管處，然后拔除第一節鋼套管，拆卸后，進行第二節回填，依次類推，直至最后一節拔除完成。整個拔除工作完成后，拔除區域應自然沉降1個月，沉降區域再次補填，然后恢復路面，正常使用一定時間后再進行橋梁樁基施工。該工程在后續橋梁樁基施工過程中，未出現塌孔現象，說明該回填效果可靠。

5 結語

通過該工程的實際運用，得到如下幾個結論：（1）全回旋鉆機拔樁施工在離建筑物較近的情況下能夠安全的使用。（2）全回旋鉆機拔樁能夠很好的拔除較長的灌注樁。（3）鋼套管鉆進過程對土體擾動很小，可以忽略不計。現今，基礎建設的投入將不斷加大，拔樁工藝的運用也將會更加頻繁，在拔樁過程中最為重要的是鋼套管的鉆進和樁孔回填。做好這兩點，整個拔樁施工過程就能安全可靠的完成。今后，可以在不良地質情況下樁孔回填質量上進行深入研究，確保不良地質情況下樁孔回填質量。

參考文獻：

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