浅谈全套管回转钻进拔桩施工技术

摘  要：全套管回转钻进拔桩施工技术是将长钢护筒从桩顶套入废桩，采用高压喷水、气循环钻进等方式钻至废桩底部，然后开启套管底钻头内液压截齿，从桩底将整根废桩封闭在钢套管内;启动提升系统，将截住废桩的钢套管整体提升至地面，并在地面破碎老桩的过程;同时，边上提套管、边从套管底喷注水泥浆，用水泥浆适当加固拔桩后的桩洞，以防止桩洞内泥浆强度过低对后续施工造成不利影响。基于此，本文结合工程实例分析了全套管回转钻进拔桩施工技术，以期为类似工程应用提供参考。

关键词：全套管拔桩;回转钻进;液压截齿;高压喷水气与注浆加固

中图分类号：TU746.5        文献标识码：A         文章编号：2096-6903（2020）02-0000-00

1全套管回转拔桩简介及适用范围

1.1全套管回转拔桩简介

全套管回转钻进拔桩工艺项目为舟山市普陀区重点科技项目，是我司经多次研究、试验后的实用新型发明专利产品，也是我公司目前重点推广工艺技术。

全套管回转钻进拔桩是利用大功率动力设备，将底部带有钻齿的大直径长钢护筒从桩顶套入老桩，采用高压喷水、气循环钻进方式钻至老桩底部，然后开起套管底部液压截齿系统，从桩底将整根老桩封闭在钢套管内;启动提升系统，兜住老桩的钢套管整体提升至地面，在地面破碎老桩;同时，在提套管时同时注浆，对拔桩后的桩孔用高压水泥浆注浆加固，以防止该区域后续灌注桩施工时偏位或搅拌桩止水搭接不牢事故的发生。

全套管回转钻进拔桩工艺具有拔桩施工速率快、拔桩深度大、拔桩直径大、拔桩完整率高、清障彻底等特点。

工艺流程简图如图1。

1.2适用范围

全套管回转拔桩的方法适用于桥梁建筑、房屋建筑中的钻孔灌注桩、预制混凝土桩、沉管灌注桩以及人工挖孔桩等各种基桩的拔除工作。对淤泥质软土、粘性土、砂土、卵石层以及强风化基岩地层均可适用。

2拔桩施工主要设备

全套管循环钻进拔桩施工主要使用的设备如表1所示。

3全护筒循环钻进拔桩施工工艺

施工流程：确定桩位→拔桩机就位→高压射水、喷气清孔→循环钻进→液压截齿兜桩→提升护筒及桩体→注浆加固→老桩破碎处置

（1）收集原桩位图、地质勘探报告等资料，并结合现场物探等资料，确定桩头位置开挖沟槽并暴露桩头，确定需要拔除的桩位。

（2）套管就位：先开挖并破碎清除钢砼承台，暴露承台中需拔除桩的桩顶，将加工的含二个水路和二个气路且满足刚度要求的套管（直径比废桩大200mm以上），用ZLD220动力头将套管喷水、气循环钻进至老桩桩底下50cm～100cm处，并在下沉过程中，控制好垂直度。

桩机底座与地面接触面积足够大，保证桩机在进行施工过程中机身具有一定的稳定性。动力头的施工功率即输出的扭矩要符合全套管旋进相关规定和要求。在安装主桅杆以及全套管的施工过程中，必须要对二者进行校正，保证它们与施工处呈垂直状态。全套管的内径必须大于废弃桩基的直径，通常情况下是直径+200mm～400mm，确保能够完全套进废弃桩基的基身。

（3）高压射水、喷气清孔：在下沉过程中，开启空压机和高压离心式水泵进行套管内桩外侧泥土冲刷清洗至桩身被独立剥离出来，并将套管内泥浆置换稀释，减少拔桩提升阻力和重量。

（4）提管拔桩：循环钻进到预定深度后，开启液压截齿系统，将整根桩兜在套管内，然后将兜有桩的套管整体提升至地面，实现老桩拔出。液压截齿系统，是我公司经多次研究、试验的实用新型发明专利产品，附着于钻头中部，每个钻头均匀布置4个。在正常钻进时，截齿收缩于钻头内壁，钻至桩底后开启液压开工，截齿强力伸出，当套管提升时，老桩被截止兜住，随同套管一并上提。同时，桩身与套管内壁孔隙泥浆从截齿间空隙流出，减少上提重量。该液压装置可确保每次预钻到底后，成功兜住桩顶，并且具有无断桩风险、拔桩完整等优点。

（5）桩孔注浆：套管开始拔桩提升时，同时开启注浆高压管，将水灰比0.8的水泥浆通过套管钻头侧壁喷嘴注入桩孔泥浆内，并控制上拔速率，使水泥掺量控制在10%～12%。

（6）移机破碎桩体：移动桩机机位，并将套管底着底，关闭液压截齿，收起截齿，套管上提，老桩逐步露出，同时采用镐头机破碎桩体，或分段截桩，然后集中清运。

4全套管钻进拔桩工艺关键技术

4.1大功率动力设备

使用ZLD220动力头，该动力头采用110KW×2电机，可提供扭矩210KN.m，钻孔深度可达55m。

4.2全套管循环钻进技术

采用合金钻头，可切割中硬土层及沉管桩可能外扩的混凝土块。同时，在套管侧壁敷设高压管，将高压水、气复合体引致钻头处，钻头钻进同时，开启高压喷射开关。一方面，利用高压水、气流切割土体，减少钻进过程中的阻力，提升钻进速率;另一面，将套管内壁与桩体周围土体切割，其中一部分随翻浆上涌至地面，一部分转换为泥浆，在套管上提时，减少整体重量，进而提高提升能耗率。

4.3液压截齿控制系统

通过多此研究、试验。我司发明了液压截齿控制系统。该系统用于全套管拔桩施工，可解决钻至预定深度后起拔脱桩、或无法钻底托桩难题，使拔桩成功率和拔桩速率大大提升。同时，通过液压压力反馈，还可判断钻头是否进入桩底预定深度，该方法对于未知长度的老桩尤其适用。该系统在本项目中运用，一方面解决了桩长未知造成拔桩断桩、不彻底等问题，另一方面也大幅提高了一次性起拔成功率，从而提高拔樁速率和效率。

4.4整体提升控制系统

在JBL桩架上，安装25T级卷扬机，提高起拔吊装能力，进而为深、大老桩的起拔提供可靠保障。

4.5跟管注浆系统

通过敷设在套管侧壁的高压管，在起拔套管同时，开启水泥浆注浆系统，水泥浆由下往上注浆充填桩孔内泥浆。通过套管提升速率和泵压，调节注浆量，确保水泥掺量在10%-12%。与常规拔桩后自孔口回填、注浆相比，该方法能全桩孔均匀注浆加固，避免了常规注浆上部水泥超量强度高、后期施工难度大、下部无水泥或水泥少强度低、后期有安全隐患的难题，也避免了采用二次下钻注浆费时、费力等问题。该系统具有施工高效、加固可靠、强度可控等特点。

5工艺运用实例

杭州市主城区某高层住宅楼项目设计采用钻孔灌注桩，基坑围护采用钻孔灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕。该拟建场地原为城中村3-4层民房，多采用预制管桩、沉管灌注桩，既有废弃旧桩对新打工程桩及围护桩形成地下障碍物，影响桩位布置以及止水帷幕的闭合施工，故必须拔桩清除。

经调查，本场地老桩主要为φ400预制管桩、φ377（400）沉管挤扩灌注桩，桩长约20m-25m，施工年限约15年。因预制桩为多节桩可能存在焊接不牢、沉管挤扩灌注桩为后插筋非全笼桩，常规顶吊式硬拔工艺可能造成断桩、拔桩不彻底现象，因此本项目拔桩采用全套管回转钻进拔桩施工工艺。

主要设备如图2、图3所示。

拔桩后的桩洞（泥浆洞）会造成临近新打桩偏位或止水帷幕漏水等情况，故采用水泥浆注浆加固桩洞，即拔桩同时注浆加固，以确保注浆完整、均匀。本项目运用该方法注浆，后期钻孔灌注桩施工时，不会因加固体强度过大而造成钻孔成桩困难;同时，三轴搅拌桩施工时，也不会因加固体强度过低而造成三轴搅拌桩止水、挡土效果差。并且，拔管同时注浆加固，提高了拔桩施工速率和效率。

6结语

全套管回转钻进拔桩施工工艺，与常规拔桩工艺相比，具有拔桩深度大、拔桩直径大、拔桩完整率高、拔桩能耗低、拔桩速率快、桩孔注浆均匀可靠等特点。经具体工程实践证明，该工艺在本项目拔桩施工中，具有高效、可靠、实用效果，具有一定推广价值。

收稿日期：2020-01-10

作者简介： 周兵（1980—），男，浙江杭州人，本科，高级工程师，从事岩土工程设计与施工、桩基施工工作。