邻近高铁站房深基坑项目中的拔桩与封孔加固方案

黄 羽 帅 彬 周杰峰 寇海涛 郑亚南

中建八局第一建设有限公司 山东 济南 250100

当下，城市发展逐渐从城市扩张转变为城市改造升级，越来越多的建筑需要在既有工程拆除后进行改扩建，因此，在基坑围护施工前需要破除原有地下室，与新建项目围护结构冲突的旧工程桩及围护桩需要拔除。

国内学者关于旧桩拔除工艺的研究已经有不少的报道，张培翔[1]阐述了利用RT260H全回转钻机进行深桩基拔除的工艺原理、施工难点以及注意事项，并采用钢套筒钻进法，达到了无损拔桩的目的；韩泽亮[2]为实现钻孔灌注桩的顺利拔除，提出了双套管法工艺，即先用钢制套管套住含钢筋笼的桩体，使用吊车将其拔除后，再采用带封底装置钢制套管对底部的素混凝土桩体进行套取，最终取得了较好的经济效益；孙立宝等[3]从工艺、机具、效果以及注意点等方面出发，较为全面地介绍了套管钻进法工艺，认为其适合于桩径小于1 m的废桩拔除工况；裴文强[4]则以天津地铁五号线思源道站为例，阐述了全回转套管钻机在预制方桩以及钢筋混凝土构筑物等地下障碍物清除施工中的应用，验证了其高效的清障效果。

本文将依托绍兴高铁北站TOD项目工程实例，初步分析拔桩加固的必要性，依据工程地质及地下水文情况，从方案技术特点、技术成熟度、环境污染、工程造价等方面对比分析，并对拔桩加固的施工重难点及对策进行论述。

1 工程概况

1.1绍兴高铁北站TOD综合体概况

绍兴高铁北站T O D 综合体项目A 地块占地面积12.43万 m2，总建筑面积49.64万 m2。其中地下3层（局部4层），地下建筑面积21.56万 m2。围护结构采用800～1 200 mm厚地下连续墙。由于新建绍兴高铁北站TOD综合体项目在平面位置上与现状地下室冲突，施工前需拆除既有1层地下车库并拔除部分冲突的桩基，方可进行下一步围护结构施工、基坑开挖等工序。

1.2既有桩基概况

现状场地内存有公交综合体、配套服务用房、客运集散综合体3幢单体建筑及1层地下停车场，地下停车场分东西2个区，采用联通道连接。既有地下车库围护结构采用桩加锚及双排桩的支护形式，局部通道位置采用桩加内支撑。围护桩为直径700 mm的钻孔灌注桩。地下室主体结构基础采用钻孔灌注桩。其中，抗压桩、承压兼抗拔桩直径均为600 mm。

1.3工程地质条件

场地属杭州湾南岸平原地貌，场地土主要为海湾-河流（陆）相沉积物和下伏白垩纪基岩。地下水类型较为单一，在浅部为孔隙潜水，地下水位高程2.39～6.06 m，深部分布第四系孔隙承压水⑧2层，承压水水位高程取0.5 m。旧桩穿越土层为①2、②砂质粉土至⑧1粉质黏土层，部分旧桩穿透⑧2承压水层。既有旧桩工程地质见图1。

图1 既有旧桩工程地质

2 拔桩封孔方案

2.1拔桩封孔方案简述

需拔除的既有桩基为φ600 mm、φ700 mm的钻孔灌注桩。采用全套管全回转钻机拔桩，施工过程中采用φ1 500 mm的钢套管全程跟进作业，桩孔回填采用掺水泥优质黏性土回填，回填完毕后，采用搅拌桩或旋喷桩进行桩周加固。

2.2拔桩施工步骤

拔桩步骤为：施工准备，组织、安排施工人员，物资、材料、机具准备，施工现场布置→搭设施工作业平台，测定障碍桩位置并整平、铺设走道板→全回转钻机定位，调整平整度和垂直度→钢套管旋转切割切削钻进→旧桩清除，用冲抓斗将旧桩混凝土碎块吊出→旧桩孔回填，边回填水泥土边拔出套管→桩孔扰动范围内土体加固。

在以上施工步骤中，3个关键步序分别是旧桩清除、桩孔回填、扰动土体加固。依托本项目工程实例，详细阐述这3个步序的实际应用。

3 工程重难点及对策

1）施工准备阶段，为确保既有旧桩资料准确，需待每处桩位确认无误后，方可实施拔桩，并收集既有旧桩竣工文件。

2）拔桩应考虑砂层承压水影响，对不满足突涌稳定性的桩孔要及时回填，必要时应做好土体加固措施。

3）桩孔回填过程要确保土体回填密实，边回填土边拔套管。当回填土在承压含水层时，要确保套管底部在隔水层中，回填高度需超过层压水头上覆土的厚度，并压密后再起拔套管。

4）紧邻高铁站房的桩基拔除时，应控制钻机旋转速度、压入速度及土体加固的参数，避免因拔桩过程中土体扰动，影响高铁站房正常运营。

4 具体实施方案

4.1旧桩清除

本项目拔桩设备采用全回转套管钻机对φ600 mm、φ700 mm的钻孔灌注桩进行拔桩作业施工，因为旧桩施工过程中会发生坍孔，造成桩基“鼓包”，因此选用直径为1 500 mm的钢套管。套管有3个方面功能：一方面，将顶部驱动设备提供的扭矩和压入力传递给刀头；另一方面，在钻进的过程中起到支护孔壁、防止孔壁坍塌的作用；同时，下一步桩孔回填时减小了回填土与桩外侧土体摩擦力，有利于填土密实。钢套管长度为20 m，也可根据实际桩长改变模数接长。拔桩原理是利用全回转设备产生的下压力和扭矩，驱动钢套管转动将套管钻入地下，外侧套管回旋钻进作为护壁，将桩与外侧土体隔离。套管内侧插入楔型锤（倒三角锤），将桩拧断后，再采用冲抓斗将断桩抓出。

4.2桩孔回填

在拔桩作业完成后应及时回填，以免承压水造成管涌、坍孔或大面积地面沉陷。回填土按所使用的材料的不同，分为水泥土、水泥砂浆和粉煤灰等回填材料。考虑到桩孔回填材料的强度不能影响后续钻孔或地下连续墙施工，以及环境、成本等原因，此次推荐采用水泥土作为回填材料，桩孔回填材料比选见表1。

表1 回填材料比选

4.3扰动土体加固

常规的拔除桩基与封孔完成后，即可进行后续的正常施工工作，但本项目由于在旧桩桩位上需要原位继续施工地下连续墙或围护桩。同时，考虑到场地内存在承压水，且承压水头位于地面附近，旧桩拔桩后，经计算，桩孔内突涌稳定性不满足规范要求。

因此，为保证土体回填后的稳定，防止在进行新桩成孔时桩孔因拔桩土体扰动造成坍孔、涌水等情况，在桩孔回填之后，仍需对周边扰动土体进行加固。

为减少桩孔加固工序，考虑后期地下连续墙施工时需进行槽壁加固，针对与地下连续墙冲突的旧桩孔加固，拟待后期三轴搅拌桩槽壁加固时一起实施，其余采用旋喷桩加固，加固范围大于1倍桩径。依据旧桩孔是否穿过承压水层、新旧桩冲突情况，扰动土体加固措施具体如图2、表2所示。

图2 桩周扰动土体加固示意

表2 桩周扰动土体加固措施

5 结语

本文通过对绍兴高铁北站TOD综合体项目拔桩封孔方案进行研究分析，首先采用先拔桩，然后桩孔内回填，最后加固扰动土体的施工顺序，确保了后期地下连续墙及围护桩成槽施工不坍孔，保证承压水稳定性以及工程的可行性和安全性，为今后类似的工程提供了一些经验和指导。