摘要：以天津地铁四号线曲阜道站地连墙槽内灌注桩障碍物清除为例，介绍了不拆除导墙清除地连墙槽内障碍物施工技术，该技术充分利用导墙作为导向及作业支撑平台，无需拆除导墙；利用在障碍物周围回填、挤密的块石，与障碍物形成等强度受力体，使冲击钻钻头全部均匀受力，有效冲击障碍物。该方法无需拆除导墙，施工工期短，成本低，为以后类似地连墙、灌注桩孔（槽）内钢筋混凝土、弱风化岩、砖石结构等障碍物清除提供了宝贵经验。
关键词：不拆除；导墙；清除；障碍物
1 引言
城市地铁建设面临着周边建筑物密集、地下管线复杂、地下基础结构形式多样等一系列问题，特别是地下废弃建筑物基础，大多年代久远，无详细资料确定其位置及结构形式。在地铁施工过程中，经常因地下废弃建筑物基础侵入施工范围内，特别是侵入地连墙、钻孔桩孔（槽）内，阻碍施工，由于无资料显示该处是否存在障碍物，导墙已施工完成，需将导墙拆除才能清除障碍物，费时费力。天津地铁4号线11标曲阜道站地连墙成槽期间，在原地面以下10.5m处遇到了φ1000mm的废弃灌注桩一半桩身侵入地连墙槽内的问题，采用钻头直径为800mm的冲击钻槽内冲击，结合回填块石纠偏的方法，有效的清除了侵入槽内部分的灌注桩障碍物。
2 工程概况
天津地铁4号线南段工程曲阜道站为地下站，采用明挖法（局部盖挖）施工。车站围护结构采用地连墙加内支撑的形式，地连墙厚度800mm，墙体采用C35（水下）钢筋混凝土，抗渗标号为P8，地连墙深度达41.9m。
3 工艺原理
（1）冲击钻是通过机架、卷扬机把带刃的重钻头（冲击锤）提高到一定高度，靠自由下落的冲击力冲击土层及切削破碎岩层。
（2）由于废弃灌注桩桩身局部侵入地连墙，冲击钻钻头无法全部与桩头接触，冲击过程中产生偏心力，冲击钻向灌注桩中心对侧偏移，导致桩头逐渐被冲击为斜面，钻头沿斜面下滑，桩头无法有效受力。在灌注桩周围回填块石，并冲击密实，形成与桩身等强度的受力体，使钻头均匀受力。
（3）根据冲击钻作用效果，将废弃灌注桩分为冲击区、震裂区、完整区，其中冲击区灌注桩可全部通过冲击钻清除；震裂区为冲击钻在冲击区冲击时，由于震动作用使周围灌注桩破碎，通过成槽机抓取；远离冲击区的灌注桩不受冲击作用的影响，结构较完整，称之为完整区。钻头中心与侵入槽内的灌注桩中心连线垂直于导墙方向，且钻头外侧贴近导墙，此工况下冲击区面积最大，冲击效果最好；震裂区沿中心线对称分布，中心线两侧震裂区震裂程度一致，可保证成槽机抓取效果。冲击原理如图3.1。
图3.1 冲击钻冲击原理图
4 施工特点
（1）由于灌注桩一部分位于地连墙槽内，一部分位于地连墙槽外导墙下，采用套管机拔桩前，需要拆除导墙将灌注桩全部暴露；而冲击钻以导墙作为导向及支撑，无需拆除导墙。
（2）在灌注桩周围回填块石并挤密，与桩身形成等强度受力体，使冲击钻钻头全部均匀受力。
5 施工工艺
5.1施工工艺流程
施工准备→确定桩位→冲击区冲击→震裂区成槽→槽壁检测→施工结束
5.2施工步骤
（1）确定桩位
首先，采用金泰SG-46成槽机在槽内进行抓探，定出灌注桩大致位置及深度，并清除地连墙槽内桩顶及桩侧1m范围泥土；然后利用冲击钻沿导墙由小里程向大里程方向进行冲探，每次移动10cm，在灌注桩轮廓附近移动距离缩短为5cm，根据冲击钻反馈冲击物的坚硬程度确定灌注桩准确位置及轮廓，并在导墙上做好标识。
（2）冲击钻冲击
桩位确认后，沿桩中心回填块石至桩顶以上50cm~80cm，冲击密实后与桩身形成等强度的受力体，使钻头均匀受力。随着冲击进行，由于块石被嵌入周围土体中或破坏，回填块石区域强度小于灌注桩身强度，出现偏心力，钻头会有明显偏移原轴线的现象；且桩顶处泥浆比重过大，尤其是桩顶以上1m范围内，浮力会抵消一部分重力势能，造成冲击效果不佳。此时停止冲击，采用抽渣筒抽排桩顶泥浆，置换新鲜泥浆，并在槽内回填块石，如此循环，直至穿透灌注桩。
（3）震裂区成槽
冲击钻在冲击区冲击时，震动作用会使周围一定范围内混凝土破碎，形成震裂区。钻头中心与侵入槽内的灌注桩中心连线垂直于导墙方向，两端震裂区沿中心线对称分布，保证两侧震裂区震裂程度一致。两端震裂区采用金泰SG-46成槽机抓除，成槽机抓斗应慢速、稳当。
（4）槽壁检测
清除完毕后采用超声波检测仪对灌注桩位置处槽壁进行检测，槽壁垂直度控制在3‰，且灌注桩突出部分不得影响后期钢筋笼下放，如不满足要求，继续采用冲击钻+回填块石的方法处理，直至满足要求。
5.3施工注意事项
（1）准确定位
钻头中心与侵入槽内的灌注桩中心连线垂直于导墙方向，且钻头外侧贴近导墙，此工况下冲击区面积最大，冲击效果最好，且冲击区两端震裂区对称分步，震裂区破碎程度一致，成槽机抓取时受力平衡，可确保震裂区清除效果。所以，确定侵入槽内灌注桩准确位置对冲击效果起决定性作用。
（2）块石回填
回填的块石必须位置准确。且回填的量应比桩顶高50cm~80cm，通过冲击钻冲击，将块石间空隙挤密。应根据钻头偏移情况及时回填块石，避免冲击力全部加在斜面上做无用功，且钻头沿斜面滑向槽壁，影响地连墙槽壁质量及垂直度。
（3）控制回填石块的粒径
严格控制石块粒径在15cm~20cm。粒径太小，石块和槽内泥浆混合在一起，无法提供与桩身等强度的受力体。粒径太大，导致石块之间空隙率太大，冲击过程中，大部分冲击力被空隙吸收。
（4）控制槽内泥浆质量
为保证地连墙槽壁在冲击过程中的稳定，防止塌孔，槽内需灌入泥浆，泥浆液面高度在地面下0.3m~0.5m。及时检测桩头范围泥浆比重，施工过程中根据实际情况调节泥浆比重，减少泥浆浮力对冲击能量的消耗。
6 结语
本工程采用不拆除导墙清除地连墙槽内障碍物施工技术，在不拆除导墙的前提下，采用冲击钻结合石块回填的方法，有效的清除了侵入地连墙槽内的灌注桩障碍物，在保证安全的前提下，有效节约了拆除导墙的工期和成本，该方法施工工艺简单、施工风险小、速度快、成本低，适用于清除地连墙、灌注桩孔（槽）内钢筋混凝土、弱风化岩、砖石结构等障碍物。
参考文献
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[4] 冯怀县. 冲击钻法处理废旧桩基施工技术的研究[J]. 大科技, 2014(5):173-174.
论文作者:杜文利
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/24
标签：冲击钻论文; 钻头论文; 障碍物论文; 泥浆论文; 受力论文; 桩头论文; 强度论文; 《防护工程》2018年第27期论文;