常见工程废旧基桩的影响和处理方法

魏林

摘要：随着城乡建设和轨道交通的发展，大量废弃基桩已经成为工程建设的重大障碍。因为各类工程的概况不同，所处的地理环境不同，所以选择处理基桩的方法不同，文章主要通过介绍废弃桩基产生的原因、造成的影响以及常见的处理方法和经验，为工程建设者提供参考。

关键词：废旧基桩、挤土效应、拔桩

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

引言

随着老旧城区规划改造和基础交通设施改扩建项目的进程加快，大量废弃基桩已经成为工程建设的重大障碍。二次利用或清除旧基桩，使其为新建设施提供一定的承载力，减少对周边建筑的扰动，并取得最大经济效益的难题，摆在了每位建设者面前。

1．废旧基桩产生的原因

（1）建筑物自身结构安全问题。当建筑物达到设计使用年限或者因周边施工不当造成的桩基础破坏，以及出现受严重的自然灾害（如地震、台风）破坏时，必须拆除原有建筑物而遗留的大量废桩。

（2）城乡交通规划问题。城乡规划和轨道交通发展造不仅导致大部分建筑在未达到使用年限前就被拆改，还给建设者留下大量废基桩的问题。

（3）设计功能发生变化问题。经济高速发展的今天，很多建筑物的使用功能发生了变化，特别是工业建筑改扩建项目。往往这些项目通常是边设计边施工，并且还在不断优化改进设计，致使建筑物的荷载发生变化，从而已经施工的桩基础需要补桩或清除。

（4）由于设计者本身考虑建筑物承载力不足也可能导致出现废弃基桩。例如，天津市无缝钢管有限公司在天津静海县大邱庄地区建立新厂区时，就因为设计错误导致已施工的一千多根预制管桩废弃，而且废弃的基桩影响了设计修改后的桩位，造成工期拖延和重大经济损失。

2．废旧基桩的影响

2.1 废旧基桩对周边环境的影响

打桩过程会产生挤土效应，即在沉桩时土体中产生很高的超空隙水压力和土压力，使之侧向位移或向上隆起，影响附近建筑物和市政管线发生变形，严重时甚至发生开裂或倾斜的严重事故。当桩的中心距小于4倍桩径或边长时，土体挤压不均匀的现象更加明显。而且，桩的主要受力形式是摩擦力和端头承载力，基桩的增减或移出对土体结构和受力情况影响很大，必须考虑土体侧压力、动水压力、土体含水率、土体扰动等因素。此外，基桩长期受地下水的侵蚀作用，基桩的材料发生物理、化学反应,部分物质交换到水土环境中,造成基桩的强度降低,结构破坏。这也对废旧基桩的二次利用带来的困难。

2.2 废旧基桩对改扩建项目的影响

（1）影响新桩基位置布设。当废旧桩未被处理，就要占据一定的地下空间，进而影响桩基础的设计布局，特别是扩径桩的使用受到极大限制。

（2）影响新桩基和地基受力情况。因为旧的桩基础也是以桩群形式出现，会对地下空间应力场产生作用。当进行补桩或拔桩时，将造成地基出现不均匀压力。

（3）影响桩基础施工。当利用原有基桩时，因废旧基桩受地下水的腐蚀和地基沉降等影响，需对桩位、桩身的完整性和高低应变进行重新检测。而且旧桩的桩径、强度、垂直度都会影响补桩施工，导致新旧桩碰头或是钻头破坏旧桩等问题。当拔除废旧基桩时，要进行合理回填并且保证土体强度的均匀性，避免打桩过程出现断桩、塌孔、桩体偏移等问题

（4）影响地下工程建设。废弃基桩直接阻碍地下工程的施工，特别是地下轨道交通建设。一般地下工程（如地下室或地下管线），只需去除底标高以上的废旧基桩。但在地铁修建过程中,盾构机时常要穿过存在深桩基的地层，这是就必须清除相关的废旧基桩。

3．废旧基桩的处理方法

（1）直接利用旧桩。首先要满足新基础对基桩承载力和耐久性的要求；其次旧桩与新桩的设计指标相同或者相仿；再次，旧桩具有完备的成桩施工信息；最后，重新检测的各项结果满足设计要求。直接利用旧桩有利于节省成本、缩短施工周期。

（2）旧桩处理。除了满足直接利用旧桩的要求外，通常旧桩标高与新基础标高不一致，需要根据桩基的设计和施工验收规范制订合适的截桩或接桩方案，精心组织施工，以达到利用标准。接桩施工要求高，开挖后再处理对工期有一定影响。

（3）补桩处理。因为改扩建项目的功能发生了变化，所以导致建筑方案发生变化，即新旧设计不同。桩基础的承载力和沉降需复核计算，补充部分应选用与旧桩参数相同或相仿的新桩，使新老桩共同协调发挥作用。

（4）避让旧桩。在新基础的桩基布置时，按照规范、新旧桩型及施工工艺要求避开旧桩，布置在旧桩的合适距离之外。在土方开挖过程中，再去除影响承台施工的废弃基桩。

（5）截成废桩。对于可以避让的旧桩，其桩底标高在新基础底板之上时，需要在底板以下300～500mm处截断，再回填粘土，使该桩不能发挥作用。此方法能减少了土体的扰动，保证土体强度。

（6）拔除废桩。对于不能利用的旧桩，且它的存在又影响到新工程施工时，只有采取拔除的方式处理。通常拔桩施工方法有静拔法、桩周取土减摩振拔法、套钻或套冲成孔减摩吊拔法及振动沉管加水力切割拔桩法。当拔桩过程出现断桩时，也可以采用过度钻孔法从上至下逐段拔除，或是用全回转套管清障机逐段拔除或者粉碎抓出。桩体清除后，要及时回填水泥土，以保证新桩的承载力。如果是盾构工程，需回填砂浆，用来防止地表及周围建筑物沉降和盾构推进时起止水帷幕作用。该方法成本高，技术难度大，需要回填孔洞，但可在正式开工前处理．不影响工期。

4．建议

当工程建设过程中遇到废旧基桩时，可以参照以下几个步骤处理：

（1）收集被拆建筑信息，了解原建筑的结构形式，掌握原建筑桩基础的承载能力和桩位布置。为新建工程的设计和施工提供参考资料。

（2）综合考虑新建项目的工程特点，工程成本以及周边环境等因素，尽可能利用原有基桩或避开废弃桩群，以达到减少成本投入，缩短建设工期，以及对周边环境的影响。二次利用废旧基桩主要针对建筑形式和承载能力形式的工程项目，并且对原有基桩的桩位、桩长、垂直度、桩身完整性和强度进行检测。

（3）如果影响管线布置、设备基础新建、地下隧道通行以及重建桥梁等，则应对废旧基桩进行部分拆除或拔桩处理，以保证工程的正常施工和使用。在决定拔桩前，应充分考虑废弃基桩的受力形式及边土体情况，以确定拔桩方案和工艺，并进行多次模拟试验，以避免造成失误。特别要注意拔桩后要及时回填水泥土或砂浆，并且坚持“拔一根，灌一根”的原则，以免严重扰动土体和附近建筑。对于拆除旧桥基桩时，还应搭设拔桩工作平台，以保证拔桩施工能安全有序的进行。

（4）选择专业拔桩施工队伍，并邀请拔桩机或清障机的生产技术人员现场指导，对周边建筑群采取必要的支护措施，并进行建筑物的水平位移和沉降观测。

最后，施工单位可以借鉴南京地铁二号线工程、天津津滨轻轨中山门西段工程、迁安市滦河新特大桥翻建工程、上海世博会园区浦东部分道路及市政配套设施工程等，作为参考案例。施工单位应在借鉴的基础上，逐步建立和完善废旧基桩评价和处理的技术标准。

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