废弃桩的拔除方法与施工技术

程 洋 顾光民 周 俊

（宿迁学院 建筑工程系，江苏 宿迁223800）

0 引言

桩基础是一种具有较高承载力的基础形式，在宿迁城区被广泛使用。随着宿迁城市化进程不断加快，城市建设如火如荼，高楼大厦不断耸立，导致大量具有桩基础的建筑物在上部主体结构完成拆除后遗留在原场地内，增加了后续工程施工的难度、工期和成本[1]。鉴于此，本文介绍废弃桩拔除方法， 阐述当前较为成熟的拔除施工技术及注意事项，以便为当地废弃桩的处理问题提供参考。

1 废弃桩拔除方法

桩的抗拔承载力受两个方面影响：一是，桩身材料强度；二是，桩周围土所能提供的承载力。 由于各类桩基所处的条件不同，拔桩方法和工艺也不尽相同，实际工作中有以下两种方法。

1.1 直接拔桩[2]

直接拔桩是最简单的拔桩方法，主要是依靠起拔机的动力克服桩周阻力和桩的自重将其拔出。 需要注意的是拔桩速度不宜过快，宜慢慢向上将桩拔出，尤其是拔桩初期，对摩阻力的破坏有个过程，并且为了防止将桩拔断，必须考虑桩的材料强度。抗拔桩有各种类型，从受力机理和抗拔承载力组成来看，可分为等截面桩和变截面桩两类。 对于等截面桩， 它的抗拔承载力主要来自于桩身侧壁与土之间的摩阻力，为了顺利的将桩拔出，起拔力必须比桩身侧阻力大，而且应有一定的富余度。

1.2 减阻拔桩[3]

一般情况下，拔桩过程中不能对桩进行破坏，但当起拔力超过桩身材料强度时容易将桩拔断。 为了避免给施工造成不必要的麻烦，需要采用减阻拔桩法，减少桩周摩阻力，包括水冲减阻拔桩和用套管旋转疏松土体减阻拔桩。但桩拔除后的空隙难以回填，容易坍塌，因此每拔除一根桩后要立即将孔隙用土料填实，以减少土体坍塌、防止地面沉降。拔桩顺序也应间隔拔除或分组拔除，以减少对土体的扰动。所谓负摩阻力，就是桩周土层由于某种原因而产生超过或趋于超过桩身沉降时，作用在桩身底向下的摩阻力，这在桩的拔出过程中是不允许的。

2 废弃桩拔除的施工技术

2.1 施工步骤

2.1.1 废弃桩测量定位[4]

根据废弃桩平面布置图及原施工记录，用全站仪精确定位欲拔桩的桩位，在桩位点打1 根长约为16mm 的钢筋做标识，再以桩点为圆心，第一重钢套筒的半径为半径画圆，用白灰洒出圆弧线[3]。

2.1.2 下第一重钢套筒

1） 对钢套筒的要求。 套筒长度为废弃桩桩头至自然地坪以上500mm。套筒直径比桩径大约1000mm，单节套筒长度为4m，套筒之间采用机械连接。

2）全回转套管机就位。 首先使用FS80 履带吊机将全回转套管机及其路基板按照洒出的白灰线精确就位，然后将第一重钢套筒吊入全回转套管机内，确保全回转套管机夹持装置夹紧钢套筒后，套筒下口与洒出的白灰线相吻合。

3）下套筒。使套筒轻轻落下，钻齿接触地面，开动全回转套管机驱动套管旋转并由液压装置对钢套筒施加一定的压力，使套筒旋转沉入土层，直至套筒进入预定标高。

2.1.3 挖套管内土方，找出废弃桩头

第一重套筒旋转就位后，移开全回转套管机，使用履带式吊装专用冲抓斗将土从套筒中逐斗抓出，直至露出废弃桩头。 专用冲抓斗依靠自重冲击力将抓铲沉入土中， 冲抓斗直径为800-2000mm 不等，冲抓斗自质量为3-8t 不等。

2.1.4 下第二重钢套管并实施桩周分离减摩

拔桩的关键工序是对废弃桩的桩周土进行剥离，可采用FCEC 清障机、套管内置高压气雾喷射器，对桩周土进行切削分离减摩。

1）FCEC 清障机。FCEC 清障机是切割分离桩周土的主要机械。它以履带式自行走机械为机架， 由2 台70-180kW 的电动机通过减速机，形成360°快速旋转的驱动装置，再由变径连接器连接钢套管，转速13-35rad/min，扭矩300-800kN/m，将钢套管旋转沉入至桩底。

2）HAS 高压气雾喷射器。该设备主要由少量气加微量水（1-1.5m3/l}混合后产生气雾，通过喷射器连接第二重钢套管底部镶嵌的锯齿形钦合金，在钻头切割、切削钢筋混凝土时能起到冷却润滑作用，在切削土层时能使钻头冷却润滑、加快钻进速度。

3）下套管切割桩周土体。第二重钢套管直径应比废弃桩桩径大约为300mm。 钢套管就位时应以废弃桩桩位点为中心，然后将内套管徐徐放入第一重钢套管内，直至套管完全罩住废弃桩桩头。 当套管套住桩头后，即启动旋转驱动装置，使钢套管旋转切割废弃桩桩周土，HAS高压快速喷雾装置实施喷射气雾，对切割刀片降温，此时切割钻进入正常阶段。 当钢套管的第一节压入土层离外层钢套管上口约为300mm 时，停止切割，使旋转装置脱离钢套管，将第二节钢套管就位，与第一节钢套管连接，继续下沉切割，如此重复接长，直至套管切割下沉至废弃桩底端以下500mm 处。 然后，将第二重钢套管拔出地面。

2.1.5 下钢丝绳套扣

钢丝绳另一端由履带吊拉紧。 将钢套管对准桩头重新套入，钢丝绳与套管保持同速度下沉， 下沉过程中注意保持钢丝绳的绷紧状态，以防钢丝绳在下沉过程中滑落。 当钢丝绳送至桩底以上约1-2m 后，履带吊适当放松钢丝绳， 同时FCEC 主机驱动钢套管快速正反旋转、上下串动，以使钢丝绳脱离钢套管，当从主机内的仪表中看出钢丝绳脱落后，即提出钢套管，履带吊收紧钢丝绳，将废弃桩从桩下端勒紧，即可开始拔桩。

2.1.6 废弃桩起拔

随着吊车钢丝绳的收紧，废弃桩徐徐上升。当其露出地面lm 左右时，在桩头处再系一道钢索，用吊车的副钩挂上吊索并拉紧，副钩随所废弃桩同步上升，防止废弃桩因拔出地面过长而倾倒。 如果废弃桩过长，可在露出地面适当长度处截下一段，再继续起拔。

2.1.7 桩孔回填

废弃桩拔出后应立即进行桩孔回填。 回填土强度应适中，固结后强度应控制在0.2-0.4MPa。试验表明，回填土以粘土中掺入6%～8%的水泥即能满足强度要求。 回填时，将拌和好的土方用挖掘机填入桩孔中，每填入一斗土方，立即用专用夯锤进行夯实。 夯锤为圆筒状，质量在1.5-2.0t 之间，直径应根据桩孔大小而调整。 一般比桩孔小200mm即可。 夯锤用履带吊牵引，对回填土进行快速夯击，落差控制在3m 左右即可。

2.2 施工注意事项

2.2.1 废弃桩严重倾斜[5]

拔桩过程中，经常会遇到废弃桩垂直度远远超出规范要求，导致第二重钢套管钻进过程中不能一次将废弃桩套入管内的现象。 这时，垂直钻进的第二重钢套管将废弃桩斜截面切断，套管内的桩体可顺利拔出，未进入套管的残桩，需重新对残桩继续进行切割，直到全部拔除为止。 第二次钻进寻找残桩时，难度较大。 为此，可使用岩芯钻机，预先在废弃桩周围打预探孔，准确判断废弃桩偏斜的方向并大致判断出废弃桩的倾斜度。 据此，调整好第一重钢套管的位置，使用直径适中的第二重钢套管，分1-2 次将倾斜废弃桩拔除。 这种方法，可大大降低拔桩费用，提高拔桩效率，减小对地层的扰动。另外，岩芯钻机预探孔还可以预先判断废弃桩的实际位置，为废弃桩是否需要拔除提供直接的依据。

2.2.2 桩绳拉断

发生这种情况时，可将绳套以上的桩段先拔出地面，然后重新下沉第二层套管，重复上一次动作，将下半截桩套上、套紧，再上拔，直到将废弃桩完全拔出为止。 废弃桩起拔速度不宜过快， 约1-2m/min 即可，否则会使桩孔周边土层扰动过大，影响后续新桩的成孔（槽）质量。

3 结语

大量废弃桩的存在会给城市的后续工程建设、旧城区改造等带来麻烦，在不久的将来，废弃桩的处理问题必将更加突出和重要。这不仅是目前的拔桩处理问题，也是将来废弃桩的处理与利用问题，工程人员应予以重视，并在规范、设计、施工等环节中采取措施，积极发展方便拆除的新技术、桩新型，努力将废弃桩重新利用，以期实现资源的可持续发展。

［1］蒋连接,程洋,顾光民,等.宿迁城区废弃桩问题及处理方法探讨[J].低温建筑技术,2014,1:97-98.

［2］宋兰芳,陆金娥,陈树春,等.拟建房下的废弃桩处理[J].浙江建筑,2011,28(9):36-39.

［3］孙立宝,王云春.套管钻进拔桩法及其工程应用[J].探矿工程:岩土钻掘工程,2009,36(9):59-63.

［4］童智能,吴祥红.深层基桩拔除技术探讨[J].施工技术,2005,34(1):45-47.

［5］武纲.对桩拔除工程中若干问题的探讨[J].科技情报开发与经济,2008,22:210-211.