兜底式振动锤型钢拔桩机施工技术

马 钻，袁勇为，李佳佳，陈 伟

（浙江鸿晨建设有限公司，浙江 宁波 315032）

随着国家经济建设和地下空间建筑的兴起，尤其是在旧城改造过程中，常需要将残留在地下的废旧桩基拔除。现有的液压套管回转钻机和全套管旋切式一次性拔桩机施工方法均存在较多缺陷，液压套管回转钻机（RT 机）采用分节式扭断废桩起拔，施工效率低，且配套的机械设备多，机械台班费较贵；全套管旋切式一次性拔桩机采用全套管底端的液压刀具旋削式切断废桩需要一定时间，影响施工速度，拔桩机的结构相对复杂，且桩架很高，稳定性较差。

1 型钢拔桩机构造

型钢拔桩机包括拉森式型钢竖杆与其底端的围套形铲头，型钢竖杆由大号拉森式钢板桩制作加工而成，背侧焊有输水（浆）管，围套形铲头由正竖版、背竖版、限位块、活动端板及铰链管等焊接而成。履带式起重机组合液压高频振动锤钳住型钢拔桩机套入废桩，从而实现快速兜底式一次性拔除废桩。型钢拔桩机见图1，围套形铲头见图2。

2 兜底式拔桩工艺原理

图1 型钢拔桩机及围套形铲头

图2 围套形铲头（侧立面）

利用全站仪测定废桩位置并埋入钢护筒，在钢护筒内挖土露出废桩头，然后利用履带起重机吊住振动锤并钳住型钢拔桩机，使拔桩机底端的铲头围套入废桩头，驱动液压高频振动锤，在激振力加之高频率（2 000r/min 以上）的振动作用下，拉森式型钢背侧输水管直至铲头输水分管的高压注水起到减小摩阻力作用，使型钢拔桩机能快速下沉插入至废桩底端以下，即到达废桩底超深约1m，此时型钢拔桩机底端铲头中的活动端板在强烈的振动作用下自动翻落搁置于铲头的限位块上，从而振动起拔型钢拔桩机时兜底顶托式带出废桩，这也是本技术关键的创新点。最后用反铲挖机分节折断拔出的废桩（图3）。

图3 振动锤型钢拔桩机拔出废桩并分节折断

3 施工工艺流程

施工准备→测定废桩→安装钢护筒→挖土露出废桩头→履带起重机振动锤型钢拔桩机就位→振动拔桩机并注水下沉到位→活动端板翻落→边起拔废桩边注浆→折断废桩运出→拔出钢护筒→平整场地。

4 关键操作要点

4.1 测定废桩且安装钢护筒

事先应根据废桩自重和型钢拔桩机自重，计算型钢截面并选择高频振动锤及履带起重机的规格型号，且留有一定的安全系数。根据原废桩的桩位设计图纸，用全站仪测定废桩位置并做出标志，再用反铲挖机将钢护筒围绕废桩位压入土中，钢护筒直径大于废桩直径约500mm 以上。然后采用挖机结合人工挖除废桩顶部土体，使之露出废桩头部。

4.2 拔桩机就位且套住废桩振动沉入土中

根据废桩长度，事先利用型钢连接板接长拔桩机的拉森式型钢竖杆。拔桩机就位时，应在履带起重机底垫以路基箱，然后将履带起重机吊住高频振动锤并钳紧拔桩机型钢竖杆顶端的耳板，并使型钢竖杆底端的铲头围套住废桩头，型钢竖杆及铲头在高频振动锤的振动作用下徐徐沉入土中，遇硬土层时应泵送压力注水减小摩阻力，如图4 所示。

图4 振动锤型钢拔桩机下沉施工

4.3 拔桩机沉入到位翻落活动端板

拔桩机在高频振动锤的振动作用下，型钢竖杆（有长度标识）底端的铲头下沉至废桩底约1m，此处土体在压力注水和振动作用下变稀软，铲头中的活动端板在振动作用下围绕铰链轴自动翻落，并搁于铲头二侧的限位块上，起到兜底式顶托废桩作用。然后进行试拔废桩，以确认拔桩机兜底式顶托起废桩，从起重机钢丝绳张紧度可确认铲头中活动端板已翻落并顶托起废桩。

4.4 边起拔废桩边压力注浆

继续振动30s 再起拔废桩，以进一步振松废桩周边土体，然后振动式一边起拔废桩一边泵送压灌水泥粘土浆液至废桩孔。振动式起拔废桩，可有效克服废桩四周土体的摩阻力。废桩起拔至地面上，利用反铲挖机分节折断废桩堆放并运出。

5 质量安全措施

1）事先制作回灌废桩孔的水泥粘土浆试块，并作试验，使其强度适中，以防止新施工钻孔灌注桩时成孔偏斜。

2）当无法准确测定废桩位置时，应采用麻花钻杆触探，或采用静力机械触探，找到废桩位置后，应及时做出标识并埋设大号钢护筒。

3）拔桩作业前，应检查并确认振动锤各部位螺栓、销轴的连接牢靠，减振装置的弹簧、轴和导向套完好。应检查振动锤夹持片的齿形，当齿形磨损超过4mm 时，应更换或用堆焊修复。

4）悬挂振动锤的起重机吊钩应有防松脱的保护装置，振动锤悬挂钢架的耳环应加装保险钢丝绳。

5）振动锤夹持拔桩机型钢竖杆时，夹紧装置和型钢竖杆头部耳板之间不应有空隙。当液压系统工作压力稳定后，才能启动振动锤。

6）废桩起拔作业时，应逐根进行试拔，拔桩开始时应略松吊钩，当振动锤振动后，随振幅加大拉紧吊钩。当单根废桩一半以上拔离土体后，宜停止振动，起重机继续起升吊钩及时拔出废桩。

7）起拔废桩时，拔桩力不应大于拔桩机械的负荷能力，事先应计算复核。废桩折断作业时，废桩周围不得站人，防止伤人。

8）振动锤作业时，减振装置各摩擦部位应具有良好的润滑。减振器横梁的振幅超过规定时，应停机查明原因。停止作业时，在振动锤完全停止运转前不得松开夹紧装置。

6 结语

兜底式型钢拔桩技术适用直径D ≤700mm或截面边长≤700mm 及长度L ≤30m 的混凝土预制废桩或灌注废桩。工程实践证明：应用本拔桩技术的施工效率高，每天可清除10 余根∅600×30m 的废桩；而且振动锤型钢拔桩机利用拉森式钢板桩改制及增设围套形铲头而成，即拔桩机结构简单成本低；且其长度可随废桩长度不同而灵活选用；加之高频振动锤振动作用的噪声低，一边起拔废桩一边利用输水（浆）管压力回灌粘土拌水泥浆液充填废桩孔；履带式起重机垫路基箱适应地基土性强，故经济效益及环保社会效益好，该拔桩技术可供类似情况的工程项目借鉴应用。