鄰近高鐵站房深基坑項目中的拔樁與封孔加固方案

黃 羽 帥 彬 周杰峰 寇海濤 鄭亞南

中建八局第一建設有限公司 山東 濟南 250100

當下，城市發展逐漸從城市擴張轉變為城市改造升級，越來越多的建筑需要在既有工程拆除后進行改擴建，因此，在基坑圍護施工前需要破除原有地下室，與新建項目圍護結構沖突的舊工程樁及圍護樁需要拔除。

國內學者關于舊樁拔除工藝的研究已經有不少的報道，張培翔[1]闡述了利用RT260H全回轉鉆機進行深樁基拔除的工藝原理、施工難點以及注意事項，并采用鋼套筒鉆進法，達到了無損拔樁的目的；韓澤亮[2]為實現鉆孔灌注樁的順利拔除，提出了雙套管法工藝，即先用鋼制套管套住含鋼筋籠的樁體，使用吊車將其拔除后，再采用帶封底裝置鋼制套管對底部的素混凝土樁體進行套取，最終取得了較好的經濟效益；孫立寶等[3]從工藝、機具、效果以及注意點等方面出發，較為全面地介紹了套管鉆進法工藝，認為其適合于樁徑小于1 m的廢樁拔除工況；裴文強[4]則以天津地鐵五號線思源道站為例，闡述了全回轉套管鉆機在預制方樁以及鋼筋混凝土構筑物等地下障礙物清除施工中的應用，驗證了其高效的清障效果。

本文將依托紹興高鐵北站TOD項目工程實例，初步分析拔樁加固的必要性，依據工程地質及地下水文情況，從方案技術特點、技術成熟度、環境污染、工程造價等方面對比分析，并對拔樁加固的施工重難點及對策進行論述。

1 工程概況

1.1紹興高鐵北站TOD綜合體概況

紹興高鐵北站T O D 綜合體項目A 地塊占地面積12.43萬 m2，總建筑面積49.64萬 m2。其中地下3層（局部4層），地下建筑面積21.56萬 m2。圍護結構采用800～1 200 mm厚地下連續墻。由于新建紹興高鐵北站TOD綜合體項目在平面位置上與現狀地下室沖突，施工前需拆除既有1層地下車庫并拔除部分沖突的樁基，方可進行下一步圍護結構施工、基坑開挖等工序。

1.2既有樁基概況

現狀場地內存有公交綜合體、配套服務用房、客運集散綜合體3幢單體建筑及1層地下停車場，地下停車場分東西2個區，采用聯通道連接。既有地下車庫圍護結構采用樁加錨及雙排樁的支護形式，局部通道位置采用樁加內支撐。圍護樁為直徑700 mm的鉆孔灌注樁。地下室主體結構基礎采用鉆孔灌注樁。其中，抗壓樁、承壓兼抗拔樁直徑均為600 mm。

1.3工程地質條件

場地屬杭州灣南岸平原地貌，場地土主要為海灣-河流（陸）相沉積物和下伏白堊紀基巖。地下水類型較為單一，在淺部為孔隙潛水，地下水位高程2.39～6.06 m，深部分布第四系孔隙承壓水⑧2層，承壓水水位高程取0.5 m。舊樁穿越土層為①2、②砂質粉土至⑧1粉質黏土層，部分舊樁穿透⑧2承壓水層。既有舊樁工程地質見圖1。

圖1 既有舊樁工程地質

2 拔樁封孔方案

2.1拔樁封孔方案簡述

需拔除的既有樁基為φ600 mm、φ700 mm的鉆孔灌注樁。采用全套管全回轉鉆機拔樁，施工過程中采用φ1 500 mm的鋼套管全程跟進作業，樁孔回填采用摻水泥優質黏性土回填，回填完畢后，采用攪拌樁或旋噴樁進行樁周加固。

2.2拔樁施工步驟

拔樁步驟為：施工準備，組織、安排施工人員，物資、材料、機具準備，施工現場布置→搭設施工作業平臺，測定障礙樁位置并整平、鋪設走道板→全回轉鉆機定位，調整平整度和垂直度→鋼套管旋轉切割切削鉆進→舊樁清除，用沖抓斗將舊樁混凝土碎塊吊出→舊樁孔回填，邊回填水泥土邊拔出套管→樁孔擾動范圍內土體加固。

在以上施工步驟中，3個關鍵步序分別是舊樁清除、樁孔回填、擾動土體加固。依托本項目工程實例，詳細闡述這3個步序的實際應用。

3 工程重難點及對策

1）施工準備階段，為確保既有舊樁資料準確，需待每處樁位確認無誤后，方可實施拔樁，并收集既有舊樁竣工文件。

2）拔樁應考慮砂層承壓水影響，對不滿足突涌穩定性的樁孔要及時回填，必要時應做好土體加固措施。

3）樁孔回填過程要確保土體回填密實，邊回填土邊拔套管。當回填土在承壓含水層時，要確保套管底部在隔水層中，回填高度需超過層壓水頭上覆土的厚度，并壓密后再起拔套管。

4）緊鄰高鐵站房的樁基拔除時，應控制鉆機旋轉速度、壓入速度及土體加固的參數，避免因拔樁過程中土體擾動，影響高鐵站房正常運營。

4 具體實施方案

4.1舊樁清除

本項目拔樁設備采用全回轉套管鉆機對φ600 mm、φ700 mm的鉆孔灌注樁進行拔樁作業施工，因為舊樁施工過程中會發生坍孔，造成樁基“鼓包”，因此選用直徑為1 500 mm的鋼套管。套管有3個方面功能：一方面，將頂部驅動設備提供的扭矩和壓入力傳遞給刀頭；另一方面，在鉆進的過程中起到支護孔壁、防止孔壁坍塌的作用；同時，下一步樁孔回填時減小了回填土與樁外側土體摩擦力，有利于填土密實。鋼套管長度為20 m，也可根據實際樁長改變模數接長。拔樁原理是利用全回轉設備產生的下壓力和扭矩，驅動鋼套管轉動將套管鉆入地下，外側套管回旋鉆進作為護壁，將樁與外側土體隔離。套管內側插入楔型錘（倒三角錘），將樁擰斷后，再采用沖抓斗將斷樁抓出。

4.2樁孔回填

在拔樁作業完成后應及時回填，以免承壓水造成管涌、坍孔或大面積地面沉陷?；靥钔涟此褂玫牟牧系牟煌?，分為水泥土、水泥砂漿和粉煤灰等回填材料。考慮到樁孔回填材料的強度不能影響后續鉆孔或地下連續墻施工，以及環境、成本等原因，此次推薦采用水泥土作為回填材料，樁孔回填材料比選見表1。

表1 回填材料比選

4.3擾動土體加固

常規的拔除樁基與封孔完成后，即可進行后續的正常施工工作，但本項目由于在舊樁樁位上需要原位繼續施工地下連續墻或圍護樁。同時，考慮到場地內存在承壓水，且承壓水頭位于地面附近，舊樁拔樁后，經計算，樁孔內突涌穩定性不滿足規范要求。

因此，為保證土體回填后的穩定，防止在進行新樁成孔時樁孔因拔樁土體擾動造成坍孔、涌水等情況，在樁孔回填之后，仍需對周邊擾動土體進行加固。

為減少樁孔加固工序，考慮后期地下連續墻施工時需進行槽壁加固，針對與地下連續墻沖突的舊樁孔加固，擬待后期三軸攪拌樁槽壁加固時一起實施，其余采用旋噴樁加固，加固范圍大于1倍樁徑。依據舊樁孔是否穿過承壓水層、新舊樁沖突情況，擾動土體加固措施具體如圖2、表2所示。

圖2 樁周擾動土體加固示意

表2 樁周擾動土體加固措施

5 結語

本文通過對紹興高鐵北站TOD綜合體項目拔樁封孔方案進行研究分析，首先采用先拔樁，然后樁孔內回填，最后加固擾動土體的施工順序，確保了后期地下連續墻及圍護樁成槽施工不坍孔，保證承壓水穩定性以及工程的可行性和安全性，為今后類似的工程提供了一些經驗和指導。