CN100591859C - 一种用拔桩机进行拔桩的施工方法 - Google Patents

Abstract

一种用拔桩机进行拔桩的施工方法，该拔桩机由高压泵系统、空压机系统、套管系统、振动沉管桩机系统及吊车系统组成，高压泵系统中的储水箱一侧上装有四通接头，每个接头上接一根冲水管，通过空心螺栓分别与套管外壁上的四个保护套顶部的冲水管相连接；空压机一侧上也装有四通接头，接出的四个冲气管分别与四个保护套顶部的冲气管相连接，四个保护套底部均装有水气混合喷射装置，并焊接在套管外壁上，喷射装置顶面与保护套内的冲水管、冲气管相连接，内侧面有三个喷口与套管壁上的三个小孔对接，喷射装置向套管内喷出高压水气流对被拔桩周围土起到切割作用，从而降低了被拔桩与周围土之间的阻力，不会导致起拔时把桩拔断，使得大规模拔桩成为可能。

Description

一种用拔桩机进行拔桩的施工方法

技术领域

本发明涉及建筑基础工程施工机械——拔桩机及其拔桩施工工艺，具体地说是涉及I型拔桩机及其拔桩施工方法。

背景技术

随着城市建设的高速发展，许多带有桩的工业、民用建筑物将被拆除，然后在场地上建造新的建筑物，此时原建筑物下的桩就成了施工的障碍，必须拔除；另外，在地铁施工过程中，线路经过区域原有建筑物的桩也会成为施工的障碍，必须拔除。因此，桩的拔除施工越来越多。

迄今为止，国内外也有一批专家尝试设计拔除地下已有桩的施工机械。如有人直接把钢索套在被拔桩上，然后用千斤顶拔；也有人先用钻机在被拔桩周围掏土或扰动桩周围土后，然后把钢索套在被拔桩上用千斤顶拔；也有人先用打桩锤把桩打入地下一点，然后把钢索套在被拔桩上用千斤顶拔。

但是，桩被打入地下较长时间后，桩周围土受到了高强度的挤压，不仅使桩周围土的强度高于原来土的强度，而且桩和桩周围土已经连为一体，此时桩与桩周围土之间的阻力已不是当初设计时的阻力，它不仅超过了桩本身混凝土的抗压强度，而且远远大于桩本身的抗拉强度，所以用已有施工机械及其施工方法会导致起拔时把被拔桩拔断。目前只能拔除几米的浅短桩或小桩，至于九米或九米以上的多节深桩目前还没有专用的拔桩机设备。

发明的内容

本发明的目的在于提供一种能把地下单节桩拔除的专用拔桩机——I型拔桩机及其拔桩的施工方法，确保不会拔断被拔桩。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的

从图1可以基本看清本发明——I型拔桩机的全貌，I型拔桩机由高压泵系统、空压机系统、套管系统、振动沉管桩机系统和吊车系统共五部分组成。

高压泵系统有：进水口1、水箱2、出水口3、进水管4、电动机5、高压泵6、储水箱7、放气口8、排污口9、储水箱四通接头28；

其中水箱2上部有进水口1，下部的出水口3通过进水管4与高压泵6相连接，高压泵6的一端与电动机5相连接，另一端与储水箱7相连接，放气口8与排污口9分别在储水箱7的上部与下部，储水箱7的一侧装有四通接头28。

空压机系统有：空压机10的一端装有空压机四通接头29。

套管系统有：保护套11、冲气管12、冲水管13、套管17、表面孔23、保护环24、水气混合同轴喷射装置25、加劲钢板27；其中套管17为圆筒形，拔桩时套在被拔桩26的外部。套管17外部圆壁上排列四根冲气管12和四根冲水管13，其中各以一根冲气管12和一根冲水管13为一组，共有四组，在每组的冲气管12和冲水管13上各罩有一个保护套11，保护套11焊在套管17的外部，并在套管17外部成十字交叉形对称分布。位于保护套11顶部的冲气管12通过空心螺栓与保护套11外的冲气管12相连接，而保护套11外的冲气管12再通过空压机四通接头29与空压机10相接通。位于保护套11顶部的冲水管13通过空心螺栓与保护套11外的冲水管13相接通，而保护套11外的冲水管13通过储水箱四通接头28与储水箱7相连接。

振动沉管桩机系统有：振动锤14、振动锤夹钳15、立杆16、前走管18、后走管19、控制箱20、卷扬机21、撑杆22、底盘30；其中立杆16底部、控制箱20、卷扬机21底部、撑杆22底部固定在底盘30上部，撑杆22顶部固定在立杆16顶部，卷扬机21顶部则绕过立杆16顶部，并用铁勾钩住振动锤14，而前走管18、后走管19则固定在底盘30下部。

吊车系统有：吊车31。

高压泵系统与套管系统的连接方式为：储水箱四通接头28有四个冲水管13接头，每个接头接一根冲水管13，通过空心螺栓与位于保护套11顶部的冲水管13相连接，从而与保护套11内的冲水管13连接起来。

空压机系统与套管系统的连接方式为：空压机四通接头29有四个冲气管12接头，每个接头接一根冲气管12，通过空心螺栓与位于保护套11顶部的冲气管12相连接，从而与保护套11内的冲气管12连接起来。

振动沉管桩机系统与套管系统的连接方式为：把振动锤14上面的振动锤夹钳15夹在套管17上。

图2为水气混合同轴喷射装置横剖面图。图中有保护套11、冲气管12、冲水管13、套管17、水气混合同轴喷射装置25、被拔桩26、喷口32、高压水气流33。

水气混合同轴喷射装置25为中空的长方体，紧挨着保护套11的最底部，当水气混合同轴喷射装置25内侧面上的三个高压水气流喷口32与套管17上的三个小孔对接后，焊在套管17的外部。水气混合同轴喷射装置25的顶面通过空心螺栓分别与保护套11内的冲气管12、冲水管13连接起来，当高压气流、高压水流进入长方体后，通过喷口32向套管17内部喷出三股高压水气流33。共有四个水气混合同轴喷射装置25在套管17外部成十字交叉形对称分布，喷出的十二股高压水气流33对被拔桩26周围土起到切割作用，使沉入套管17、拔桩时的阻力减小。

图3为套管底部示意图。图中有保护套11、冲气管12、冲水管13、套管17、套管表面孔23、保护环24、水气混合同轴喷射装置25、加劲钢板27。

图4为保护环示意图。保护环24为圆形，上部焊接在套管17的最底部，并通过加劲钢板27与套管17连接起来，下部焊接钢刀片成环形，使套管17能顺利地沉入到预定深度。

利用上述拔桩机进行拔桩施工方法的步骤如下：

①破碎承台，将需拔除的被拔桩26桩头露出来；

②在被拔桩26桩头的位置埋设大于套管17直径的钢护筒，并将护筒周围的土全部回填、压实，确保施工时I型拔桩机不下沉；

③打开控制箱20，用卷扬机21吊挂套管系统至被拔桩26头，调整卷扬机(21)，确保套管17中心线与被拔桩26中心线在同一条直线上；

④打开控制箱20，开动振动锤14，确保振动锤14的激振力大于下沉套管17时的阻力，使套管17下沉；

⑤在保护环24下部下沉至离被拔桩26桩底1/3时开始打开空压机10和高压泵6，高压气流和水流通入四个保护套11内的冲气管12和冲气管13，再通过四个水气混合同轴喷射装置25中的喷口32向套管17内喷出十二股高压水气流33进行一边下沉套管17、一边喷高压水气流33的作业，直至保护环24下部下沉至被拔桩26桩底的位置，如下沉套管17时阻力较大，可提升套管17，3-4m，再下沉套管17，重复进行直至下沉套管17时的阻力很小，也可减少拔被拔桩26时的阻力；

⑥打开控制箱20，用卷扬机21拔出套管17后，移至另一根被拔桩26桩头或地面上；

⑦把钢丝绳套在被拔桩26的桩头上，用吊车31将被拔桩26拔出；

⑧用砂填满、压实被拔桩26拔出后留下的桩孔，以防坍方。

采用本发明的拔桩机及拔桩机施工方法降低了被拔桩与桩周围土之间的阻力，不仅不会导致起拔时把被拔桩拔断，而且使得大规模拔桩成为可能。

附图说明

图1为I型拔桩机的结构示意图。

图2为水气混合同轴喷射装置横剖面图。

图3为套管底部示意图。

图4为保护环示意图。

附图标记：1-进水口；2-水箱；3-出水口；4-进水管；5-电动机；6-高压泵；7-储水箱；8-放气口；9-排污口；10-空压机；11-保护套；12-冲气管；13-冲水管；14-振动锤；15-振动锤夹钳；16-立杆；17-套管；18-前走管；19-后走管；20-控制箱；21-卷扬机；22-撑杆；23-表面孔；24-保护环；25-水气混合同轴喷射装置；26-被拔桩；27-加劲钢板；28-储水箱四通接头28；29-空压机四通接头29；30-底盘30；31-吊车；32-喷口；33-高压水气流。

具体实施方式

如被拔桩26为边长25cm的正方形管桩，桩长9m，则具体实施方式如下：

实施例1——I型拔桩机

①用壁厚10mm的螺旋管接成大于被拔桩26长度的套管17，套管表面切若干个边长为7cm的表面孔23，三节套管17接头部位焊上加劲钢板27，套管17直径超过被拔桩26对角线长度15cm；

②在套管17外部排列由橡胶制成、直径5cm、壁厚5mm的四根冲气管12和四根冲水管13，其中各以一根冲气管12和一根冲水管13为一组，在外面覆以槽钢保护套11，四个保护套11在套管17外部成十字交叉形对称分布；

四个保护套11顶部的四根冲气管12和冲水管13通过空心螺栓分别与外部的四根冲气管12和冲水管13相连接，然后通过空压机四通接头29、储水箱四通接头28分别与OGFD22空压机10、100TSWA高压泵6的储水箱7相接通；

③紧挨着保护套11的最底部，在套管17外部焊上四个水气混合同轴喷射装置25，水气混合同轴喷射装置25为中空的长方体——长10cm、宽8cm、高5cm、厚度2mm的钢板焊接成，其顶面通过空心螺栓分别与保护套11内的冲气管12、冲水管13连接起来，而水气混合同轴喷射装置25内侧面上的三个直径为1cm的高压水气流喷口32则与套管17上直径为1cm的三个小孔相对接；

④在套管17的最底部焊上用40#的钢材锻打成的圆形保护环24，并通过加劲钢板27与套管17连接起来，保护环24的下端呈三角钢刀片成环形。

⑤振动沉管桩机系统中的立杆16底部、控制箱20、卷扬机21底部、撑杆22底部通过螺栓固定在底盘30上部、撑杆22顶部也通过螺栓固定在立杆16顶部，卷扬机21顶部则绕过立杆16顶部，并用铁勾钩住振动锤14，振动锤14下面为振动锤夹钳15，前走管18、后走管19通过螺栓固定在底盘30的下部。

⑥高压泵系统，其中的水箱2上部有进水口1、下部有出水口3，通过进口管4与高压泵6相连接，高压泵6的一端与电动机5相连接，另一端与储水箱7连接，储水箱7的上部有放气口8、下部有排污口9、侧面装有储水箱四通接头28。

吊车系统的吊车31为50吨。

高压泵系统与套管系统的连接方式为：储水箱四通接头28有四个冲水管13接头，每个接头接一根冲水管13，通过空心螺栓分别与四个保护套11顶部的四根冲水管13相连接，从而与保护套11内的冲水管13连接起来。

空压机系统与套管系统的连接方式为：空压机四通接头29有四个冲气管12接头，每个接头接一根冲气管12，通过空心螺栓分别与四个保护套11顶部的四根冲气管12相连接，从而与保护套11内的冲气管12连接起来。

振动沉管桩机系统与套管系统的连接方式为：把振动锤14下面的振动锤夹钳15夹在套管17上。

实施例2、利用I型拔桩机进行拔桩的施工方法，其施工步骤如下：

①破碎承台，将需拔除的被拔桩26桩头露出来；

②在被拔桩26头的位置埋设大于套管17，40cm直径的钢护筒，并将钢护筒周围的土全部回填、压实，确保施工时I型拔桩机不下沉；

③打开DZ90振动沉管桩机的控制箱20，用卷扬机21吊挂套管系统至被拔桩26桩头上，调整卷扬机21，确保套管17中心线与被拔桩26中心线在同一条直线上；

④开动DZ90振动沉管桩机的振动锤14，确保振动锤14的激振力大于下沉套管17时的阻力，使套管17下沉；

⑤在保护环24下部下沉至离被拔桩26底1/3时开始打开OGFD22空压机10和100TSWA高压泵6，高压气流和水流通入四个保护套11内的冲气管12和冲气管13，再通过四个水气混合同轴喷射装置25进行边下沉套管17、边喷出十二股1.5MPa高压水气流33的作业，直至保护环24下部下沉至被拔桩26桩底9m的位置，若在下沉套管17时遇到的阻力较大，则采用先提升套管17，3-4m、再下沉套管17的作业，作业重复进行直至下沉套管17时阻力很小，同时也减少了拔桩时的阻力；

⑥打开DZ90振动沉管桩机的控制箱20，用卷扬机21拔出套管17后，移至地面上；

⑦把钢丝绳套在被拔桩26上，用50t吨的吊车31将被拔桩26拔出；

⑧用砂填满、压实被拔桩26拔出后留下的桩孔，以防坍方。

Claims (1)

1.一种用拔桩机进行拔桩的施工方法，其特征在于施工方法步骤如下：

①破碎承台，将需拔除的被拔桩(26)桩头露出来；

②在被拔桩(26)桩头的位置埋设大于套管(17)直径的钢护筒，并将护筒周围的土全部回填、压实，确保施工时I型拔桩机不下沉；

③打开控制箱(20)，用卷扬机(21)吊挂套管系统至被拔桩(26)头，调整卷扬机(21)，确保套管(17)中心线与被拔桩(26)中心线在同一条直线上；

④打开控制箱(20)，开动振动锤(14)，确保振动锤(14)的激振力大于下沉套管(17)时的阻力，使套管(17)下沉；

⑤在保护环(24)下部下沉至离被拔桩(26)桩底1/3时开始打开空压机(10)和高压泵(6)，通过四个水气混合同轴喷射装置(25)中的喷口(32)向套管(17)内喷出十二股高压水气流(33)进行一边下沉套管(17)、一边喷高压水气流(33)的作业，直至保护环(24)下部下沉至被拔桩(26)桩底的位置，如下沉套管(17)时阻力较大，可提升套管(17)3-4m，再下沉套管(17)，重复进行直至下沉套管(17)时的阻力很小，也可减少拔被拔桩(26)时的阻力；

⑥打开控制箱(20)，用卷扬机(21)拔出套管(17)后，移至另一根被拔桩(26)桩头或地面上；

⑦把钢丝绳套在被拔桩(26)的桩头上，用吊车(31)将被拔桩(26)拔出；

⑧用砂填满、压实被拔桩(26)拔出后留下的桩孔，以防坍方。

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