CN103485344A - 一种拔除建筑工程桩基的方法 - Google Patents

Abstract

一种拔除建筑工程桩基的方法，属于土木工程施工方法。步骤：了解桩基的状况且拟定拔桩所需的设备；配备地质钻机、高压射流水泵、空压机、千斤顶和吊装设备；先对地坪进行平整并清理出桩头，再将成套设施运抵现场；钻孔，将高压注液管引至孔底，在桩基与钻孔相对应的位置形成半柱状泥浆孔体；向孔体内插入排浆管；将泥浆泵排浆管插入排浆管的底部，将泥浆从排浆管中抽出；在桩基的顶部固定反力装置，由千斤顶对反力装置顶举，由吊装设备对桩基起吊，直至桩基全部拔出后将高压注液管和排浆管拔出并清洁，对拔出的桩基检验，最后将桩基孔回填。操作灵活，有利于瓦解桩基与周围土体之间的结合力；使桩基在拔出时的阻力减少；节约资源且保护环境。

Description

一种拔除建筑工程桩基的方法

技术领域

本发明属于土木工程施工方法技术领域，具体涉及一种拔除建筑工程桩基的方法，用于移除位于废弃建筑物地下的桩体。

背景技术

为了增强地基对建筑物的承受能力，因而通常以打桩方式或以钢筋混凝土浇注方式向地基深处设置桩基，特别是沿海经济发达地区，桩基础的应用较为普遍。随着我国经济的快速发展，上世纪八十年代及九十年代的许多建筑物由于与快速发展的社会要求不相适应，因此导致了大量建筑工程尚未达到合理使用年限而不得不拆除。尤其，由于土地资源日趋匮乏，又由于全社会对土地资源的节约意识以及保护意识的日趋增强，因而大量建筑用地均来源于旧建筑拆除后的土地再利用。于是，对去除旧建筑留下的地下工程桩颇受业界重视并对拔桩方法也甚为关注。对此可以由公开的中国专利文献印证，例如发明专利申请公布号CN102373709A推荐有“一种钢筋混凝土桩体水下切割的施工方法”，该方法用于对桥梁施工中的水中的钢筋混凝土桩体拆除，具体而言利用切割方式将高出河床部分的桩体切除；又如CN102425159A提供有“一种灌注桩的截桩方法”，该方法是将灌注桩的桩体高出设计标准部分去除（具体可参见该专利申请的说明书第0002段）。

由于上述两项专利申请并不是真正意义上的拔桩，并且前者为水下作业，后者为截去冗余的桩头部分，因而对于拔除废旧建筑工程桩体不具有可借鉴的启示意义。

又，授权公告号CN202530461U介绍有“一种桩外喷冲机构”，该专利方案适合于去除海上油田作业平台留下的桩体（火炬桩或栈桥支撑桩）；授权公告号CN202530494U披露有“一种环桩喷冲成坑装置”，该专利与前述CN202530461U具有异曲同功之效，并且同样用于去除海上油田拉油平台留下的桩体，因而这两项专利方案对于整体拔除陆地建筑工程留下之桩体并无启示作用。

目前对地表建筑物遗留的桩基的拔桩方法主要有两种：一是套管或套筒法除桩，该方法的典型的文献公开如中国发明专利申请公开号CN101173517A揭示的“一种拔桩方法”，该方法的步骤是：工程钻机就位于桩体处将与工程钻机连接的钢套筒旋钻打入桩体底标高以下（钢套筒每节约为2.5m长，并且每节头部或称端面焊有若干块钨钢刀头）、拔桩以及对拔除桩体后的桩孔中回填。该专利申请方案虽然能适用于拔除地表建筑物地基深处之桩基，但是存在以下欠缺，其一，由于其需要依赖与工程钻机连接的并且带有钨钢刀头的钢套筒，因而施工成本大，又，如果桩身倾斜，与套筒垂直度产生偏差，那么会将桩身破坏，并且导致钢套筒旋钻失败；其二，该专利描述套筒“旋转打入”，如果是打入，由于钢套筒顶部承受锤击的局部压力集中（即局部压力过大），因而易导致钢套筒变形和/或偏倾，从而难以甚至无法继续旋钻；如果是钻入，那么存在套筒上部扭矩过大，引起变形；其三，由于钢套筒下行至预定位置后难以将其拔出，因而存在脱落之虞。其四，该方法中泥浆未抽除，泥浆虽与桩的摩擦力减小，但泥浆与套筒、桩基相牵连，空气中的大气压力会使拔桩难度加大；又如CN101130988A教导的“一种拔桩机及其拔桩的施工方法”，该专利申请方案同样存在CN101173517A的弊端，并且在作业过程中启用的机械设备繁杂。还如，由于CN101629421A提供的“利用全回转钻机拔除深桩基的方法”与CN101173517A相仿，因而欠缺相似。进而如CN101736746A推荐的“振动沉管高压注浆托换拔桩的施工方法”除了存在前述不足外，由于需要注入水泥、粉煤灰和砂填孔，因而造成资源的二次浪费；二是桩侧打入型钢减压法除桩，典型的文献公开如发明专利申请CN1482309A介绍的“钻孔灌注桩减阻拔除方法”，该方法是在待拔除钻孔灌注桩的周围通过振动锤打入型钢，由于型钢易出现变形，因而对型钢的刚性要求较为苛刻，同时由于要求型钢完全贴靠于桩体，因而施工难度较大，并且一旦遭遇障碍物便无法打入。

鉴于上述已有技术，有必要探索经济而快捷并且不受障碍物影响的拔除建筑工程桩基的方法，为此本申请人作了反复而有益的实验，终于形成了下面将要介绍的技术方案。

发明内容

本发明的任务在于提供一种拔除建筑工程桩基的方法，该方法有助于避免受地下孤石或类似障碍物的影响而藉以体现操作的灵活性、有利于瓦解桩基与周围土体之间的结合力而藉以使桩基处于孤立状态、有益于发挥良好的注水注气效果并且在排出泥浆时能将桩基与土之间有效隔离而藉以减小拔桩阻力、有便于体现无损拔桩而藉以使适于回用的桩体再利用以节约资源并且保护环境。

本发明的任务是这样来完成的，一种拔除建筑工程桩基的方法，包括以下步骤：

A）前期勘察，通过查阅原建筑工程设计图纸和施工技术资料，了解桩基的状况并且拟定拔桩所需的设备配置；

B）设备配置，依据步骤A）拟定的设备配置而配备地质钻机、高压射流水泵、空压机、千斤顶和吊装设备，得到拔桩用的成套设施；

C）现场前期准备，先对桩基所在的作业场所的地坪进行平整并且清理出桩头，再将由步骤B）配备的所述拔桩用的成套设施运抵拔桩作业现场；

D）钻孔并注水和注入高压气体，由地质钻机围绕桩基四周钻孔，直至钻至桩基的底部，并且控制钻孔与桩基之间的距离、相邻钻孔之间的距离，将带有喷嘴的高压注液管引至孔底，由高压水伴随压缩空气向高压注液管内注入并且由喷嘴喷出，控制高压水的压力和压缩空气的压力，在向孔内注入高压水及压缩空气的同时边转动边提升高压注液管，并且控制高压注液管的转动速度和提升速度，从而在桩基与钻孔相对应的位置形成半柱状泥浆孔体；

E）设置排浆管，向步骤D）中的半柱状泥浆孔体内插入管壁上具有通孔的排浆管，并且使排浆管抵达半柱状泥浆孔底部；

F）排浆，将泥浆泵的泥浆泵排浆管插入排浆管的底部，并启动泥浆泵将半柱状泥浆孔体内的泥浆从排浆管中抽出；

G）拔桩，先在桩基的顶部固定反力装置，再由千斤顶对反力装置顶举，同时由吊装设备对桩基起吊，直至桩基全部拔出；

H）后处理，待桩基拔出后将高压注液管和排浆管拔出并清洁后备用，对拔出的桩基检验，若无损则重复利用，最后将桩基孔回填。

在本发明的一个具体的实施例中，步骤A）中所述的了解桩基的状况是指了解构成桩基的材料、桩基的长度和直径。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的了解构成桩基的材料是指了解桩基是混凝土浇注成形桩基还是钢桩基。

在本发明的又一个具体的实施例中，步骤D）中所述的控制孔与桩基之间的距离是将孔与桩基之间的距离控制为5-10㎝；所述的控制相邻孔之间的距离是将相邻孔之间的距离控制为50-80㎝。

在本发明的再一个具体的实施例中，步骤D）中所述的控制高压水的压力是将高压水的压力控制为20-40MPa，所述的控制压缩空气的压力是将压缩空气的压力控制为0.7-0.8MPa。

在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤D)中所述的控制高压注液管的转动速度和提升速度是将转动速度控制为10-20rpm，将提升速度控制为0.2-0.25m/min。

在本发明的更而一个具体的实施例中，步骤E）中所述的通孔的孔径为0.5-1㎝，相邻通孔之间的间距为3-10㎝。

在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤G）中所述的反力装置为焊固于桩基顶部的并且探出桩基侧面的金属板。

本发明提供的技术方案由于采用高压水与压缩空气双管齐下的柔性钻孔，因而不受地下孤石或类似障碍物的影响，具有操作的灵活性，并且十分有利于瓦解桩基与周围土体之间的结合力而使桩基处于孤立状态；由于采用了注水注气，因而能使桩基在拔出时的阻力显著减少；由于方法不会损及桩基，因而有助于回用而藉以节约资源并且保护环境。

具体实施方式

实施例1：

A）前期勘察，从建筑档案管理部门查阅原建筑的工程设计图纸和施工资料，了解桩基的状况，更具体地讲了解桩基是混凝土浇注成形的桩基还是纯粹的钢桩基、了解桩基的长度和直径，并且拟定拔桩所需的设备配置，在本实施例中，桩基为横截面形状呈圆形的钢桩基，该钢桩基的直径为50㎝，长度为5m；

B）设备配置，依据步骤A）拟定的拔桩所需的设备配置而配备地质钻机、高压射流水泵、空压机即空气压缩机、千斤顶和吊装设备，得到拔桩用的成套设施；

C）现场前期准备，先对桩基所在的作业场所或称拔桩场所的地坪进行平整，以便将由步骤B）配备的所述拔桩用的成套设施安置于平整后的场所，并且清理出桩头，也就是将桩体的上端露出，具体通过挖除桩头处的泥土实现，将前述的拔桩用的成套设施运抵拔桩作业现场；

D）钻孔并注水和注入高压气体，先采用地质钻机围绕桩基四周钻孔，直至钻至桩基的底部即钻至5m深，相邻钻孔之间的距离为50㎝，并且钻孔与桩基之间的距离控制为10㎝，在实际的钻孔过程中，钻孔的数量采用小数点后第一位的四舍五入计算，在本实施例中，钻孔数量为四个，计算方式为：孔数等于2π×[桩基半径25㎝+钻孔与桩基之间的距离10㎝]除以相邻钻孔之间的距离50㎝，公式为，

个，因此钻孔数量为均匀分布的四个，再将带有喷嘴的高压注液管从钻孔中插入并且直到插入孔底，即插入5m深的部位，将高压水伴随压缩空气向高压注液管内注入，并且由喷嘴喷出，高压水的压力控制为30MPa，压缩空气的压力控制为0.7MPa，在向高压液管内注入高压水及压缩空气的同时将高压注液管边转动边上提，也就是使高压注液管缓慢退出钻孔，高压注液管的转动速度为10rpm，上提的提升速度为0.25m/min，直至高压注液管完全退出钻孔，从而在桩基与孔相对应的位置形成半柱状泥浆孔体，也就是使桩基与钻孔之间的10㎝的泥土瓦解为泥浆；

E）设置排浆管，向步骤D）中的半柱状泥浆孔体内插入管壁上具有以间距为10㎝相间隔并且直径为1㎝的通孔的排浆管，直至将排浆管插至孔底，即插至5m深处；

F）排浆，将泥浆泵即泥浆抽吸泵与排浆管的上部连接（密封连接），并且启动泥浆泵，将半柱状孔体内的泥浆从排浆管中抽出；

G）拔桩，先通过焊接方式将作为反力装置的金属板与桩基顶部焊接，并且使金属板探出桩基的侧面，再由千斤顶对金属板顶举，同时由吊装设备对桩基起吊，直至将长度为5m的桩基拔出；

H）后处理，待桩基拔出后将高压注液管和排浆管拔出并清洁后备用，而对于拔出的桩基通过检验，若无损则重复利用，最后将桩基孔回填。

实施例2：

仅将步骤A）中的桩基改为直径80㎝并且长度改为4m的横截面形状呈圆形的混凝土浇注成型桩基；将步骤D）中的钻孔与桩基之间的距离改为5㎝，相邻钻孔之间的距离改为80㎝，孔数等于2π×[桩基半径40㎝+钻孔与桩基之间的距离5㎝]除以相邻钻孔之间的距离即弧长80㎝，公式为，

个，以四舍五入取均匀分布的四个钻孔，将高压水的压力改为40MPa，将压缩空气的压力改为0.8MPa，将高压注液管上提时的转动速度改为15rpm，向上提升（提拔）的速度改为0.2m/min；将步骤E）中的排浆管上的通孔直径改为0.5㎝，相邻通孔之间的距离改为3㎝。其余均同对实施例1的描述。

实施例3：

仅将步骤A）中的桩基改为直径75㎝并且长度改为8m的横截面形状呈圆形的钢桩；将步骤D）中的钻孔与桩基之间的距离改为7.5㎝，相邻钻孔之间的距离改为65㎝，孔数等于2π×[桩基半径37.5㎝+钻孔与桩基之间的距离7.5㎝]除以相邻钻孔之间的距离即弧长65㎝，公式为，

个，以四舍五入取均匀分布的四个钻孔，将高压水的压力改为20MPa，将压缩空气的压力改为0.75MPa，将高压注液管上提时的转动速度改为20rpm，将向上提升（提拔）的速度改为0.225m/min；将步骤E）中的排浆管上的通孔直径改为0.75㎝，将相邻通孔之间的距离改为6.5㎝。其余均同对实施例1的描述。

实施例4：

仅将桩基的横截面形状改为正方形，钻孔的数量为四个，各钻孔与桩基之间的间隔距离改为8㎝，桩基的每一个侧面对应一个钻孔。其余均同对实施例2的描述。

上述实施例1至4的地质钻机围绕桩基四周钻孔的孔径均为11-13㎝。

Claims (8)

1.一种拔除建筑工程桩基的方法，其特征在于包括以下步骤：

A）前期勘察，通过查阅原建筑工程设计图纸和施工技术资料，了解桩基的状况并且拟定拔桩所需的设备配置；

B）设备配置，依据步骤A）拟定的设备配置而配备地质钻机、高压射流水泵、空压机、千斤顶和吊装设备，得到拔桩用的成套设施；

C）现场前期准备，先对桩基所在的作业场所的地坪进行平整并且清理出桩头，再将由步骤B）配备的所述拔桩用的成套设施运抵拔桩作业现场；

D）钻孔并注水和注入高压气体，由地质钻机围绕桩基四周钻孔，直至钻至桩基的底部，并且控制钻孔与桩基之间的距离、相邻钻孔之间的距离，将带有喷嘴的高压注液管引至孔底，由高压水伴随压缩空气向高压注液管内注入并且由喷嘴喷出，控制高压水的压力和压缩空气的压力，在向孔内注入高压水及压缩空气的同时边转动边提升高压注液管，并且控制高压注液管的转动速度和提升速度，从而在桩基与钻孔相对应的位置形成半柱状泥浆孔体；

E）设置排浆管，向步骤D）中的半柱状泥浆孔体内插入管壁上具有通孔的排浆管，并且使排浆管抵达半柱状泥浆孔底部；

F）排浆，将泥浆泵的泥浆泵排浆管插入排浆管的底部，并启动泥浆泵将半柱状泥浆孔体内的泥浆从排浆管中抽出；

G）拔桩，先在桩基的顶部固定反力装置，再由千斤顶对反力装置顶举，同时由吊装设备对桩基起吊，直至桩基全部拔出；

H）后处理，待桩基拔出后将高压注液管和排浆管拔出并清洁后备用，对拔出的桩基检验，若无损则重复利用，最后将桩基孔回填。

2.根据权利要求1所述的拔除建筑工程桩基的方法，其特征在于步骤A）中所述的了解桩基的状况是指了解构成桩基的材料、桩基的长度和直径。

3.根据权利要求2所述的拔除建筑工程桩基的方法，其特征在于所述的了解构成桩基的材料是指了解桩基是混凝土浇注成形桩基还是钢桩基。

4.根据权利要求1所述的拔除建筑工程桩基的方法，其特征在于步骤D）中所述的控制孔与桩基之间的距离是将孔与桩基之间的距离控制为5-10㎝；所述的控制相邻孔之间的距离是将相邻孔之间的距离控制为50-80㎝。

5.根据权利要求1所述的拔除建筑工程桩基的方法，其特征在于步骤D）中所述的控制高压水的压力是将高压水的压力控制为20-40MPa，所述的控制压缩空气的压力是将压缩空气的压力控制为0.7-0.8MPa。

6.根据权利要求1所述的拔除建筑工程桩基的方法，其特征在于步骤D)中所述的控制高压注液管的转动速度和提升速度是将转动速度控制为10-20rpm，将提升速度控制为0.2-0.25m/min。

7.根据权利要求1所述的拔除建筑工程桩基的方法，其特征在于步骤E）中所述的通孔的孔径为0.5-1㎝，相邻通孔之间的间距为3-10㎝。

8.根据权利要求1所述的拔除建筑工程桩基的方法，其特征在于步骤G）中所述的反力装置为焊固于桩基顶部的并且探出桩基侧面的金属板。