CN101629421A - 利用全回转钻机拔除深桩基的方法 - Google Patents

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祝强
姜民傅
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Abstract

本发明提供的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,包括以下步骤:测量定位桩基位置,将全回转钻机固定在钻孔桩中心上;在定位好全回转钻机后,利用全回转钻机开始进行钻孔,并将第一段钢套管钻入钻孔中;在利用全回转钻机的将钢套筒钻入的过程中用高压水枪冲刷钢套筒管壁和桩基之间的空隙;在第一节钢套管钻套完成后,停钻,用第二节钢套管接长第一段钢套管,依次完成整个钢套管的钻入;在钻至桩底时开始拔桩。通过以上所述的技术方案,可以减小钢套管钻进过程中的摩擦阻力;避免在拔桩后桩体周围的土体以及水流入桩底缝隙,减小对周围环境的影响。

Description

利用全回转钻机拔除深桩基的方法
技术领域
本发明涉及建筑技术领域一种拔除深桩基的方法,尤涉及一种利用全回转钻机拔除深桩基的方法。
背景技术
随着城市建设、尤其是轨道交通和住宅建设的高速发展,在城市市区繁华区域建造高层住宅越来越多,但是由于土地资源有限,大量建筑土体均来源旧建筑拆除后的土体再利用,因此对原旧建筑留下的地下工程桩拔出的工作也越来越多。桩基拔除是指将沉入地下的桩基础清除,确保以后工程的顺利进行;并在清桩过程中及清除后不对周围建筑物产生较大影响。现有的拔桩的方法主要有:1、利用振动沉拔桩机的拔桩方法,该方法通过液压装置和偏心块产生周期性的激振力,从而破坏桩周围的土层;但是液压振动拔桩机多为进口,价格昂贵,施工成本高,对施工场地、能源要求高。2、冲击成孔拔桩法,该方法采用空心冲锤冲击钻进泥浆护壁工艺,用直径大于管桩外径的空心冲锤沿管桩冲击钻进,管桩起导向杆作用,在泥浆配合下冲掉桩周围土体,从而减小摩擦阻力,最后采用吊机将管桩吊出,该方法操作简单,可以在硬质岩土层中发挥冲击进尺的优势,但不适合在一般的土层中使用,进程缓慢,工期相对较长。3、钢套管拔桩法,利用钢套管打埋是目前最常用的一种拔桩方法,这种拔桩方法是用打入或压入的方法打埋钢套管,通过钢套管的特殊结构消减拔桩时的摩擦阻力;该钢套管拔桩法主要采用两种方式:1)静压法,利用千斤顶将钢套管压入桩基周围土体,之后在钢套管和桩之间的土体之间用高压水冲刷,之后用泵将钢套管和桩之间的泥浆吸出,最后利用吊机将桩拔除,此种方法拔桩,适用深度有限,在桩基深度大于20m时该方法不适用,而且静压时间、拔桩时间长;2)振动法,利用振动锤将钢套管振冲入桩基周围土体,然而该方法在遇到障碍物时无法将钢套管振压入,另一方面该方法噪音大,对周围环境影响大,并且对于深桩基也不适合。基于现有技术的缺点,以及不适用于深桩基的拔桩,因此有必要提出一种适用于深桩基的拔桩方法,且对周围环境影响小的深桩基拔桩方法。
发明内容
为解决以上技术问题,本发明提供一种利用全回转钻机拔除深桩基的方法,通过全回转钻机使钢套管全回转钻入桩周围土体,并在钻入的过程中利用高压水枪冲刷刚套管与桩之间的空隙以此减小摩擦阻力;另外在钢管内事先压入注浆管,然后在拔桩过程中同步注浆,来充填桩底部形成的空隙,从而避免拔桩过程中对周围建筑物的影响;并且此方法是利用全回转钻入钢套管,适用于深桩基拔除。
为解决以上技术问题,本发明提供的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,包括以下步骤:
测量定位桩基位置,将全回转钻机固定在钻孔桩中心上;
在定位好全回转钻机后,利用全回转钻机开始进行钻孔,并将第一段钢套管钻入钻孔中;
在利用全回转钻机的将钢套筒钻入的过程中用高压水枪冲刷钢套筒管壁和桩基之间的空隙;
在第一节钢套管钻套完成后,停钻,用第二节钢套管接长第一段钢套管,依次完成整个钢套管的钻入;
在钻至桩底时开始拔桩。
本发明的进一步改进在于还包括步骤:在拔桩之前,将一管径和桩径相同的钢管和桩呈同心方式焊接好,之后将该钢管通过钢扁担搁置在钢套筒顶部,利用全回转的液压千斤顶通过钢扁担顶拔桩体,在桩体松动后,撤掉钢扁担,由吊车将桩逐段拎出。
本发明的进一步改进在于还包括步骤:在拔桩完成后,在钢套筒内一边冲抓、回填水泥土,一边起拔钢套筒。
本发明的进一步改进在于还包括步骤:在钢套管内事先压入注浆管,然后在拔桩过程中同步注浆,来充填桩底部形成的空隙。
本发明的进一步改进在于还包括步骤:在利用全回转钻机钻进的过程中,首先使用高速挡进行钻进,当回转扭矩超过160×104N·m,改用中速挡,当中速扭矩超过250×104N·m,停止向下钻进,上拔套管,待扭矩减小到预定值再向下钻进。
本发明的进一步改进在于还包括步骤:在利用全回转钻机钻进起初,钻进时利用套管前端的刀齿切削浅层障碍物;
钻孔过程中,当浅层障碍物体积较大时,利用重锤破碎套管内该较大体积浅层障碍物,再用冲抓斗将碎块抓出。
通过以上所述的技术方案,本发明提供的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,通过使钢套管360°全回转钻入桩周围土体,可以减小钢套管钻进过程中的摩擦阻力;并且通过钢套管前端的刀齿可以切削浅层障碍物,在遇到较大浅层障碍物时,可以用重锤破碎然后用抓斗将碎块抓出,克服振动式钢套管在遇到障碍物时无法振入的缺点;另外,在钢套管内事先压入注浆管,在以后拔桩的过程中,边拔桩边注浆,从而避免在拔桩后桩体周围的土体以及水流入桩底缝隙,减小对周围环境的影响。
附图说明
具体实施方式
下面结合本发明一较佳具体实施例对本发明作进一步详细说明。
在本发明的较佳具体实施例中,某工程相邻一根Φ3500污水管,需重点保护;所利用的全回转钻机为RT260H全回转钻机,该设备是能够驱动钢套管做周回转以将钢套管压入和拔除的施工机械,该设备在作业时产生的下压力和扭矩,驱动钢套管转动,利用钢套管管口的高强刀头对土体、岩层及钢筋混凝土等障碍物的切削作用,将钢套管钻入地下至桩底,在钢套筒逐步钻入的同时,用高压水枪冲刷钢套筒管壁和桩之间的空隙,以降低摩擦阻力,然后利用全回转自身约400吨起拔能力进行拔桩,为减少拔桩对周围环境的影响,不考虑将整根桩全部拔除,只须拔出桩顶以下25m范围桩既可,因此,控制全回转钻机拔桩力只要大于上部25m桩起拔极限力即可。在拔桩时,一边拔一边在钻孔内用事先埋设好的注浆管压入膨润土浆液,充填拔桩后留下的空孔,桩拔除后,孔内同时充满了泥浆,最后向钢套管内回填水泥土并在回填的同时逐节拔除钢套管。钢套管拔出后,对回填范围进行分层注浆加固,以防止回填的松散的土体引起周围地表沉降,给管线带来影响。
全回转作业对管线影响的因素有:1、在起拔桩时对地基有近200吨反力,使地基发生沉降,从而对管线产生影响;对于这一点,可以通过施工钢筋混凝土道路、加固地基基础;通过高压水冲刷钢套管与桩之间的空隙以减轻摩擦阻力,减少起拔反力等措施来解决。2、桩拔除后,回填的土体比较松散,在后期一段时间中,拔过桩的桩孔因发生缩孔而对管线产生影响;对于这一点,采取了拔完桩回填土后,立刻采取水泥分层注浆的措施,充填回填土体,来确保管线安全。3、在拔桩过程中,桩底部越升越高时底部形成的真空,将孔壁周边的砂、水吸入孔内,造成水土流失,给周围环境带来影响;对此可采取事先在钢套管里面压入注浆管,然后在拔桩过程中同步注浆,来充填桩底部形成的空隙。
本发明所述的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,其工艺步骤及其具体内容如下:本发明的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,其是利用全回转钻机将钢套管全回转钻入桩基周围土体,其中,钢套管不是呈整体全回转入桩基周围土体,而是将钢套管分节全回转入桩基周围土体。
首先对需要拔除的桩基进行测量定位,在测量定位后,将全回转钻机固定在钻孔桩中心上,利用全回转钻机全回转第一节钢套管进行钻孔;在钻孔的起初,利用第一节钢套管前端的刀齿切削浅层障碍物,当遇到体积较大的浅层障碍物时,利用重锤破碎套管内较大体积浅层障碍物,再用冲抓斗将碎块抓出;其中,在利用全回转钻机回转钢套管使之逐步钻入的同时,带动钢套管内土体随之转动,从而使套管内土体和桩身相互脱离;另外,在钢套筒钻入的过程中可用高压水枪冲刷钢套筒管壁和桩之间的空隙,以降低摩擦阻力。
其中,在利用全回转钻机使钢套管全回转钻进时,控制盘操作人员必须密切注意仪表指针变化情况,下压套管时,如发现机座水平指针(前后、左右)出现超过一小格(0.10)上拔套管,让套管空转,待指针回归原水平(经纬仪同时对套管垂直情况进行校核)位置再下压套管。利用全回转钻机进行全回转钻进时,首先使用高速挡进行钻进,当该全回转钻机的回转扭矩超过160×104N·m时,改用中速挡进行全回转钻进,当全回转钻进的中速扭矩超过250×104N·m时,停止利用全回转钻机向下钻进钢套管,上拔钢套管,待全回转钻机的扭矩减小到设定值再向下钻进钢套管。在利用全回转钻机钻进钢套管时,在初始钻进以及遇到坚硬土层或障碍时,反复上拔套管,采用轻压快转方法进行切割,保证钻孔的垂直度。
在完成第一节钢套管的全回转钻入时,停止钻进,用第二节钢套管接长第一节钢套管,其中,在接长该第一节钢套管时,操控全回转钻机控制钢套管螺栓孔高度约80cm,施工人员使用塑料薄膜包裹连接部位。吊机起吊第二节钢套管对准第一节钢套管徐徐下放,经纬仪垂直校正后,施工人员安装螺栓完成第一节钢套管和第二节钢套管的连接;以后各节钢套管的接长的施工方法同该第一节钢套管和第二节钢套管的施工方法。其中,在利用全回转钻机全回转钢套管时,对前2~3节钢套管的回转入土,其钢套管的垂直度控制相当重要,其在一定程度上决定后续及整个孔位的垂直度是否能处于施工允许范围值。
利用全回转钻机将钢套管钻到桩底后,可以开始拔桩工序,首先将一孔径大小和桩径的孔径大小相同的钢管以同心方式与桩顶的钢筋焊接好,在钢管和桩顶钢筋焊接完毕后,可以开始拔桩;在拔桩时,利用全回转液压抱箍系统夹住钢套筒,将和桩焊接好的钢管通过钢扁担搁置在钢套筒顶部,利用全回转的液压千斤顶开始顶拔,在桩体松动后,撤掉钢扁担,由吊车将桩逐段拎出。其中,在利用千斤顶最初顶拔桩的过程中,桩底部随着桩逐步拔除形成的空隙会吸引孔壁土体和水流向孔内,从而会造成周围地表的沉降,为解决这一问题,采取事先在钢套管里面压入注浆管,然后在拔桩过程中同步注浆,来充填桩底部形成的空隙,或者通过高压水枪冲水减摩使泥浆充填钢套筒内,这样在拔起钢套筒时,泥浆可以顺势流入空孔内,减少孔外土体坍落现象,充填拔桩后留下的空孔内,桩拔除后,孔内同时充满了泥浆。
在完成了桩的拔除后,开始起拔钢套管,在起拔钢套管时,在钢套筒内一边冲抓、回填水泥土,一边起拔钢套筒。
钢套管拔出后,对回填范围进行分层注浆加固,以防止回填的松散的土体引起周围地表沉降,给管线带来影响。
与现有技术相比较,本发明在施工现场土层复杂,且存在敏感管线或建筑物时,常规的拔桩方法受到很大的制约的时候,比如静压钢套管拔桩的方式会因为地下存在障碍物而造成钢套管无法压入,采用振动式钢套管则会对周围管线和房屋等环境造成不利的影响,采用全回转钻机回转钻进拔桩的施工方法可较好的处理此类问题。
总之,采用本发明所述方法在现场有敏感管线或建筑等情况下,能顺利清除地下的桩基,并不对敏感管线或建筑等产生影响。

Claims (9)

1、利用全回转钻机拔除深桩基的方法,其特征在于包括以下步骤:
测量定位桩基位置,将全回转钻机固定在钻孔桩中心上;
在定位好全回转钻机后,利用全回转钻机开始进行钻孔,并将第一段钢套管钻入钻孔中;
在利用全回转钻机的将钢套筒钻入的过程中用高压水枪冲刷钢套筒管壁和桩基之间的空隙;
在第一节钢套管钻套完成后,停钻,用第二节钢套管接长第一段钢套管,依次完成整个钢套管的钻入;
在钻至桩底时开始拔桩。
2、如权利要求1所述的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,其特征在于还包括步骤:在拔桩之前,将一管径和桩径相同的钢管和桩呈同心方式焊接好,之后将该钢管通过钢扁担搁置在钢套筒顶部,利用全回转的液压千斤顶通过钢扁担顶拔桩体,在桩体松动后,撤掉钢扁担,由吊车将桩逐段拎出。
3、如权利要求2所述的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,其特征在于还包括步骤:在拔桩完成后,在钢套筒内一边冲抓、回填水泥土,一边起拔钢套筒。
4、如权利要求1~3任一所述的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,其特征在于还包括步骤:在钢套管内事先压入注浆管,然后在拔桩过程中同步注浆,来充填桩底部形成的空隙。
5、如权利要求4所述的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,其特征在于还包括步骤:在利用全回转钻机钻进的过程中,首先使用高速挡进行钻进,当回转扭矩超过160×104N·m,改用中速挡,当中速扭矩超过250×104N·m,停止向下钻进,上拔套管,待扭矩减小到预定值再向下钻进。
6、如权利要求5所述的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,其特征在于还包括步骤:在利用全回转钻机钻进起初,钻进时利用套管前端的刀齿切削浅层障碍物;
钻孔过程中,当浅层障碍物体积较大时,利用重锤破碎套管内该较大体积浅层障碍物,再用冲抓斗将碎块抓出。
7、如权利要求1~3任一所述的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,其特征在于还包括步骤:在利用全回转钻机起初,钻进时利用套管前端的刀齿切削浅层障碍物;
钻进过程中,当浅层障碍物体积较大时,利用重锤破碎套管内该较大体积浅层障碍物,再用冲抓斗将碎块抓出。
8、如权利要求4所述的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,其特征在于还包括步骤:在利用全回转钻机钻进起初,钻进时利用套管前端的刀齿切削浅层障碍物;
钻孔过程中,当浅层障碍物体积较大时,利用重锤破碎套管内该较大体积浅层障碍物,再用冲抓斗将碎块抓出。
9、如权利要求5任一所述的利用全回转钻机拔除深桩基的方法,其特征在于还包括步骤:在利用全回转钻机钻进起初,钻进时利用套管前端的刀齿切削浅层障碍物;
钻孔过程中,当浅层障碍物体积较大时,利用重锤破碎套管内该较大体积浅层障碍物,再用冲抓斗将碎块抓出。
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