吴艳明

【摘要】360°全回转钻机拔桩可广泛应用于废弃工程桩、支护桩的处理，本文介绍了在拔桩过程中遇到的难点及处理措施，提供了较全面的施工经验，为类似工程提供借鉴。

【关键词】老工程桩;CO探地雷达;土体稳定性;水泥土;障碍物清理

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

18.

1、工程概况

天津嘉里中心二期工程位于天津河东区海河东岸，东临六纬路，东南临八经路;本工程由“办公大楼”、“居住型公寓”、“商业裙楼”、“地下车库”四个板块建筑组成。总建筑面积约17.77万㎡，地上建筑总建筑面积为137310㎡，地下总建筑面积40450㎡。基坑总面积约12800㎡，基坑延展长度约为470m。基坑支护采用地下连续墙+三道钢筋混凝土水平支撑体系组成，地连墙墙厚800mm。

2、清障施工概况

2.1障碍物概况

本工程地下存在大量施工的围护桩及工程桩，根据设计图纸障碍物平面图显示部分老桩及一期结构与本期设计围护结构地下连续墙存在位置冲突，地下连续墙正式施工前应首先清除侵入槽段内的老桩及结构，考虑到灌注桩施工过程中不可避免的存在定位偏差、垂直度偏差、灌注桩扩孔等问题，现场根据原障碍物图纸信息对现场老桩进行了实际探测，实测须清除老围护桩共计36根（桩径1000mm;深度约26m），老工程桩共计14根（桩径800mm，深度约50m），一期结构底板侵入地墙施工槽段须套孔处理共计59孔（布孔形式1500mm@900mm，深度15.95m）。

2.2障碍物探测

针对障碍物类型分别采取了不同的探测手段，有效的对须清除障碍物进行了定位。

（1）老围护桩障碍物：由于老围护桩障碍物图纸显示桩顶标高为+0.3，现场实际地坪标高约+3.0，桩头埋深较浅约2.7m，对此类桩的探测采取了机械探挖的形式，使用挖掘机去除表层杂填土，露出原围护桩顶混凝土冠梁，再将混凝土冠梁机械破除露出桩顶，采集桩中心平面坐标位置并标注于原设计图纸上，对比图纸信息判断障碍物老围护桩是否需要进行拔除。

（2）老工程桩障碍物：老工程桩障碍物图纸显示桩顶标高为-12.2，桩头埋深较深（地面下15m左右），针对此类障碍物现场采用了3种方式结合探测：

①首先结合桩基的设计位置寻找灌注桩遗留的吊筋和上部返浆土的情况判断其平面位置。

②通过先进的CO探地雷达系统对障碍物的平面位置及深度进行探测，CO探地雷达系统使用的实时采样技术是雷达的发射天线发出一个电磁波信号后，接收天线把不同时间的反射信号一次采集完成。CO系统的高动态技术，使得信号带宽变大，噪声水平变低。这样采用同样频率，CO系统有效的低频部分更低（对应到实际效果就是探测得更深了），高频部分更高（对应到实际效果就是能探测到更小的物体了）。因此，采用高动态范围的CO系统，和传统雷达天线相比，探测更深，分辨率更高（可以看到更小的缺陷）。现场利用CO雷达延围护结构地下连续墙内侧、外侧各探测一周，采集障碍物数据信息，并将探测到障碍物的位置现场做好标记。

③根据CO雷达探测数据结果以及现场的标记，现场利用小型引孔钻机对探测数据进一步进行验证，小型引孔钻机钻进速度快，并且垂直较好，探测结果更为直观。在标记障碍物位置向下垂直引孔，根据钻头钻进情况及钻杆深度情况判断老工程桩障碍物的实際深度。

（3）一期结构底板障碍物

由于埋深原因，现场同样采取小型引孔钻机的探测手段，根据图纸信息显示底板侵入地墙槽段区域，沿着地墙外侧垂直地墙外边线500mm（地墙施工安全保证距离）间隔5m进行钻孔探测。

以上探测手段均取得了较好的效果，为后续的障碍物清除施工提供准确的数据信息。

3、清障主要施工流程

3.1设备就位

根据上述障碍物探测结果现场放出障碍物老桩中心坐标或清障套孔中心坐标，然后由测量人员对设计钻孔位进行精确放样，复核后并做出标记。通过履带吊配合挖掘机将底部路基钢板铺设到位，再将定位钢板放置于路基钢板上方，定位钢板正中心与障碍物中心、套管中心应重合，吊机起吊全套管钻机以定位钢板进行就位，就位完成后调整好设备的水平度，并随时观察和控制套管的垂直度使之不低于施工规范要求。钻机就位后，开始安装支撑反力架。反力架作用是防止全套管钻机进行旋转的过程中产生位移，从而影响清障精度。

3.2套管埋设和开钻

设备就位后，开始进行套管的埋设和钻进作业。钻进过程依靠钻机自身液压力以及自重进行压入。首先全套管回转钻机的套管采用Φ1500外径的双壁钢套管，在成孔套管使用前，应进行套管顺直度的检查和校正。检查和校正单节套管的顺直度，顺直度偏差应小于1/300。

3.3套管压入及钻进

每节套管连接好并检查垂直度后，通过全回转钻机的回转装置使套管进行不小于360°旋转，以减少套管与土体的摩擦阻力，并随即利用套管端部的刀齿切割土体或障碍物，压入土中，开始正常作业。通过观测设备上的扭矩表，以此判断套管钻入情况，分别了解处于受压或不受压的状态。当套管压入至桩底位置后便可进行抓土作业，套管施工中接管高度为钻机机高+1.2m，以便施工人员接管。抓土过程中实时监测地下土体标高，利用绳尺量取地面套管高度（h上）以及套管内部深度（H），然后反算地下入土深度。

3.4桩身拗断并取出

套管已压入至相对深度，通常钻孔灌注桩，压入至桩顶下方5～6m处。利用冲抓斗取出桩顶表层覆盖土，露出桩顶。吊车吊住自制特殊插棒，利用插棒自重，迅速插入桩基旁边土体，并使其卡住桩身。最终利用全套管旋挖钻机自身强大的旋转扭力，进行正向旋转，使插棒越插越紧，直至强行将该桩基扭断。当桩基完全扭断后，仍然需要进行旋转多次。目的使桩基内部已成为麻花形的钢筋，彻底崩断即可。

3.5清孔回填、套管拔出

清孔至挖出原状土后，即进行套管内回填施工。回填土采用含不低于5%水泥的水泥土进行回填。为避免坍孔等情况的发生，回填作业是随起拔套管同时进行的，考虑到清障范围靠近地铁，因此采用分层回填过程中用揰锤进行夯实，以每回填2m高度水泥土后进行夯实处理。

4、常见问题处理

4.1障碍物过大

当套管压入至桩底位置后便可进行抓土作业，如遇特殊情况如地底障碍物过大，影响钻进速度;处理措施：可考虑抓取部分土以便减少钻进中的阻力。如遇到大块的障碍物，则利用重锤进行破碎后抓出。

4.2成孔偏差

在成孔过程中无可避免的可能产生偏差，因此针对成孔偏差将采取下述程序进行纠偏：处理措施：在每节套管成孔完毕后，对地面套管外露部分进行东西、南北两侧通过铅垂测量倾斜度。套管入土深度<5m：起拔套管100mm，利用钻机自身水平调整设施进行水平调整，务必确保套管的垂直度，并利用铅垂复测。套管入土深度>5m：由于套管打设已到一定深度，地底孔位已形成相应的“轨道”，利用水平调整设施已无法完全纠偏，故起拔套管至入土深度<5m，然后根据套管入土深度<5m纠偏方式进行套管纠偏。

4.3堵管

桩身与套管间被土体填实，形成一体，发生堵管，断桩无法正常取出;处理措施：履带吊将套管拉起，利用破碎锤敲打套管外皮，反复震动使得桩身与套管间土体松动，桩身部分滑出套管，再将露出部分桩体混泥土破除。重复上述工序直至桩体完全破除或取出。

参考文献：

[1]JGJ942008建筑桩基技术规范

[2]冷金荣.360°全回转钻机在拔桩工程中的应用

[3]张冠洲.地下障碍桩处理技术体系探讨

[4]秦军.利用全回转设备清除钻孔灌注桩