基于旋挖鉆機(jī)動力清除老舊小區(qū)多節(jié)管樁施工

陸澤峰

(1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇 南京 210007； 2.南京勘察工程有限公司，江蘇 南京 210007)

1 概述

管樁因為承載力較大、可在工廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、施工機(jī)械化程度高、施工速度快、施工現(xiàn)場整潔、施工噪聲小、沒有泥漿污染、成本較低，常被用于建(構(gòu))筑物的樁基礎(chǔ)[1-4]。也正是因為管樁常被用于建(構(gòu))筑物的樁基礎(chǔ)，導(dǎo)致在老舊小區(qū)改造中，常遇到場地內(nèi)很多廢舊多節(jié)管樁，這些廢舊多節(jié)管樁不僅阻礙了老舊小區(qū)內(nèi)新建(構(gòu))筑物施工前的勘察工作，而且嚴(yán)重阻礙了新建(構(gòu))筑物施工。為了確保在老舊小區(qū)內(nèi)順利施工，需要清除場地內(nèi)的廢舊多節(jié)管樁，工程實踐中清除廢舊多節(jié)管樁的方法有：

用吊車，借助振動錘下沉套管，在套管口拉緊預(yù)先纏繞在套管內(nèi)壁上的鋼絲繩，然后用吊車吊住鋼絲繩起拔管樁，最后拔出套管。該方法的優(yōu)點是成本較低，缺點是準(zhǔn)備工作時間長、施工危險性大，且需要廢舊多節(jié)管樁的施工記錄，以確定套管下沉深度及鋼絲繩能準(zhǔn)確套在最下節(jié)管樁上。

用吊車，借助振動錘下沉套管，在套管口下壓桿件，托架張開托住最下節(jié)管樁底部，用吊車把廢舊多節(jié)管樁和套管一起拔出。該方法的優(yōu)點是成本較低，缺點是準(zhǔn)備工作時間長、施工危險性大，且需要廢舊多節(jié)管樁的施工記錄，以確定套管下沉深度，確保托架位于最下節(jié)管樁底。

用全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)360°旋轉(zhuǎn)下沉套管，然后借助于全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)把套管反轉(zhuǎn)到場地，廢舊多節(jié)管樁隨套管被拔出。該方法的優(yōu)點是施工速度快，缺點是施工成本高，且因為360°旋轉(zhuǎn)下沉套管，造成套管內(nèi)的管樁和土體也旋轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn)速度不同導(dǎo)致廢舊多節(jié)管樁在接頭處扭斷，使清除不徹底。

上述3種清除廢舊管樁方法，是以降低管樁起拔時所受到的側(cè)阻力為前提，所以，起拔前需要用套管把樁與樁周土隔離起來；同時，需要有廢舊多節(jié)管樁準(zhǔn)確的施工記錄，以確定套管下沉深度。這樣一來，需要大型設(shè)備，不僅施工危險性大，而且施工成本大大增加。另外，老舊小區(qū)建設(shè)時間早，施工記錄缺失，很難獲得準(zhǔn)確的管樁施工記錄，因此很難徹底清除廢舊多節(jié)管樁，給新建(構(gòu))筑物的順利施工帶來了隱患。作者采用旋挖鉆機(jī)為動力[5-10]，以導(dǎo)向式短螺旋鉆頭來清除廢舊多節(jié)管樁，供同行借鑒參考。

2 應(yīng)用實例

2.1 工程概況

南方某市需要建設(shè)一座配套設(shè)施齊全的綜合商品住宅小區(qū)，場地來自于老舊小區(qū)建(構(gòu))筑物的拆除，小區(qū)新建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁直徑800 mm,1 000 mm,1 200 mm,1 400 mm，采用旋挖法成孔。在旋挖鉆機(jī)成孔過程中，部分鉆孔灌注樁樁位處存在舊管樁基礎(chǔ)，影響了鉆孔灌注樁施工。舊管樁直徑500 mm，樁長20.32 m～22.17 m，由兩節(jié)組成，共16根。為了保證樁基礎(chǔ)順利施工，需要清除廢舊管樁。

2.2 導(dǎo)向式短螺旋鉆頭

清除廢舊多節(jié)管樁的導(dǎo)向式短螺旋鉆頭的特點見圖1。1)鉆頭長度1.5 m～2.0 m，從上至下，由中空方形接頭、芯軸、導(dǎo)向件三部分組成。2)芯軸上有螺旋葉片。從芯軸最下端開始，一半以上鉆頭長度的螺旋葉片邊緣有齒座，齒座上有截齒。3)導(dǎo)向件上部為連接頭，通過螺紋、插銷與芯軸連接；導(dǎo)向件下部為數(shù)根鋼筋焊在一起的鋼筋束，鋼筋束直徑小于被清除廢舊多節(jié)管樁的空芯直徑，滿焊于連接頭的底面。

2.3 具體實施

旋挖鉆機(jī)的鉆桿方頭伸入到導(dǎo)向式短螺旋鉆頭的中空方形接頭內(nèi)，銷軸通過銷軸孔，在銷軸上插入鎖銷，確保導(dǎo)向式短螺旋鉆頭連接在旋挖鉆機(jī)的鉆桿上。旋挖鉆機(jī)的動力頭裝置為鉆桿提供扭矩，加壓裝置通過加壓動力頭將加壓力傳遞給鉆桿、導(dǎo)向式短螺旋鉆頭，加壓力P按下式計算。

其中，P為旋挖鉆機(jī)提供的加壓力；α為P1與水平面的夾角；P1為平行于截齒齒尖或牙輪齒齒尖的加壓力分量(見圖2)；S為每個截齒或牙輪齒與混凝土接觸的齒尖面積；fcu為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。

采用旋挖鉆機(jī)為動力，用截齒清除廢舊多節(jié)管樁，破碎的混凝土與鋼筋纏繞在螺旋葉片、截齒或牙輪齒上，進(jìn)尺至短螺旋鉆頭長度時，把短螺旋鉆頭提到地面上，人工清除，繼續(xù)作業(yè)直至徹底清除廢舊多節(jié)管樁。作業(yè)時，在保持孔內(nèi)泥漿面高于地下水位1 m以上的基礎(chǔ)上，控制泥漿性能指標(biāo)參數(shù)，確保孔壁穩(wěn)定，順利完成了16根兩節(jié)廢舊管樁的清除任務(wù)，施工工效2.8 m/h，為后續(xù)施工奠定了基礎(chǔ)，保證了場地內(nèi)后續(xù)工程在規(guī)定工期內(nèi)完成。

3 結(jié)論

1)利用旋挖鉆機(jī)為動力，用導(dǎo)向式短螺旋鉆頭可以清除老舊小區(qū)場地內(nèi)廢舊多節(jié)管樁。2)導(dǎo)向式短螺旋鉆頭中的導(dǎo)向件位于鉆頭的最下部，以保證作業(yè)時導(dǎo)向件先行插到管樁中間空芯部位，鉆頭不偏位。3)該清除廢舊多節(jié)管樁的施工工藝，解決了已有清除廢舊多節(jié)管樁方法準(zhǔn)備工作時間長、需要輔助設(shè)備多、需要廢舊多節(jié)管樁施工記錄、施工安全性低、費用高的缺點，能加快施工進(jìn)度、降低施工成本。