基于旋挖钻机动力清除老旧小区多节管桩施工

陆泽峰

(1.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏 南京 210007； 2.南京勘察工程有限公司，江苏 南京 210007)

1 概述

管桩因为承载力较大、可在工厂内标准化生产、施工机械化程度高、施工速度快、施工现场整洁、施工噪声小、没有泥浆污染、成本较低，常被用于建(构)筑物的桩基础[1-4]。也正是因为管桩常被用于建(构)筑物的桩基础，导致在老旧小区改造中，常遇到场地内很多废旧多节管桩，这些废旧多节管桩不仅阻碍了老旧小区内新建(构)筑物施工前的勘察工作，而且严重阻碍了新建(构)筑物施工。为了确保在老旧小区内顺利施工，需要清除场地内的废旧多节管桩，工程实践中清除废旧多节管桩的方法有：

用吊车，借助振动锤下沉套管，在套管口拉紧预先缠绕在套管内壁上的钢丝绳，然后用吊车吊住钢丝绳起拔管桩，最后拔出套管。该方法的优点是成本较低，缺点是准备工作时间长、施工危险性大，且需要废旧多节管桩的施工记录，以确定套管下沉深度及钢丝绳能准确套在最下节管桩上。

用吊车，借助振动锤下沉套管，在套管口下压杆件，托架张开托住最下节管桩底部，用吊车把废旧多节管桩和套管一起拔出。该方法的优点是成本较低，缺点是准备工作时间长、施工危险性大，且需要废旧多节管桩的施工记录，以确定套管下沉深度，确保托架位于最下节管桩底。

用全套管全回转钻机360°旋转下沉套管，然后借助于全套管全回转钻机把套管反转到场地，废旧多节管桩随套管被拔出。该方法的优点是施工速度快，缺点是施工成本高，且因为360°旋转下沉套管，造成套管内的管桩和土体也旋转，由于旋转速度不同导致废旧多节管桩在接头处扭断，使清除不彻底。

上述3种清除废旧管桩方法，是以降低管桩起拔时所受到的侧阻力为前提，所以，起拔前需要用套管把桩与桩周土隔离起来；同时，需要有废旧多节管桩准确的施工记录，以确定套管下沉深度。这样一来，需要大型设备，不仅施工危险性大，而且施工成本大大增加。另外，老旧小区建设时间早，施工记录缺失，很难获得准确的管桩施工记录，因此很难彻底清除废旧多节管桩，给新建(构)筑物的顺利施工带来了隐患。作者采用旋挖钻机为动力[5-10]，以导向式短螺旋钻头来清除废旧多节管桩，供同行借鉴参考。

2 应用实例

2.1 工程概况

南方某市需要建设一座配套设施齐全的综合商品住宅小区，场地来自于老旧小区建(构)筑物的拆除，小区新建(构)筑物基础采用钻孔灌注桩，桩直径800 mm,1 000 mm,1 200 mm,1 400 mm，采用旋挖法成孔。在旋挖钻机成孔过程中，部分钻孔灌注桩桩位处存在旧管桩基础，影响了钻孔灌注桩施工。旧管桩直径500 mm，桩长20.32 m～22.17 m，由两节组成，共16根。为了保证桩基础顺利施工，需要清除废旧管桩。

2.2 导向式短螺旋钻头

清除废旧多节管桩的导向式短螺旋钻头的特点见图1。1)钻头长度1.5 m～2.0 m，从上至下，由中空方形接头、芯轴、导向件三部分组成。2)芯轴上有螺旋叶片。从芯轴最下端开始，一半以上钻头长度的螺旋叶片边缘有齿座，齿座上有截齿。3)导向件上部为连接头，通过螺纹、插销与芯轴连接；导向件下部为数根钢筋焊在一起的钢筋束，钢筋束直径小于被清除废旧多节管桩的空芯直径，满焊于连接头的底面。

2.3 具体实施

旋挖钻机的钻杆方头伸入到导向式短螺旋钻头的中空方形接头内，销轴通过销轴孔，在销轴上插入锁销，确保导向式短螺旋钻头连接在旋挖钻机的钻杆上。旋挖钻机的动力头装置为钻杆提供扭矩，加压装置通过加压动力头将加压力传递给钻杆、导向式短螺旋钻头，加压力P按下式计算。

其中，P为旋挖钻机提供的加压力；α为P1与水平面的夹角；P1为平行于截齿齿尖或牙轮齿齿尖的加压力分量(见图2)；S为每个截齿或牙轮齿与混凝土接触的齿尖面积；fcu为混凝土立方体抗压强度。

采用旋挖钻机为动力，用截齿清除废旧多节管桩，破碎的混凝土与钢筋缠绕在螺旋叶片、截齿或牙轮齿上，进尺至短螺旋钻头长度时，把短螺旋钻头提到地面上，人工清除，继续作业直至彻底清除废旧多节管桩。作业时，在保持孔内泥浆面高于地下水位1 m以上的基础上，控制泥浆性能指标参数，确保孔壁稳定，顺利完成了16根两节废旧管桩的清除任务，施工工效2.8 m/h，为后续施工奠定了基础，保证了场地内后续工程在规定工期内完成。

3 结论

1)利用旋挖钻机为动力，用导向式短螺旋钻头可以清除老旧小区场地内废旧多节管桩。2)导向式短螺旋钻头中的导向件位于钻头的最下部，以保证作业时导向件先行插到管桩中间空芯部位，钻头不偏位。3)该清除废旧多节管桩的施工工艺，解决了已有清除废旧多节管桩方法准备工作时间长、需要辅助设备多、需要废旧多节管桩施工记录、施工安全性低、费用高的缺点，能加快施工进度、降低施工成本。