CN106320340B - 拔桩用振动套管及高压射水拔桩工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了拔桩用振动套管及高压射水拔桩工艺，本方案通过钢套管振沉套住，并同步通过高压射水及高压喷气，冲散待拔桩基与套管间土层，再由此完成桩基拔除和回填。本发明提供的拔桩方案一次性解决传统拔桩方案的弊端，使得拔桩工艺于大部分工况下均可以使用，同时解决土方回填问题避免后期拔除后地基出现沉降开裂等情况。

Description

拔桩用振动套管及高压射水拔桩工艺

技术领域

本发明属于土建工程中，老旧桩基拔除处理方案。

背景技术

参见图1，目前拔桩多采用大型吊机1辅以特制夹具2的拔除法。即根据需拔除桩基3订制相应的夹具2，使用夹具2将桩头夹紧后采用大型吊机1，以高起吊力予以拔除。

但是这样的拔桩工艺在实际应用过程中存在以下问题：

1、当需拔除桩基周边地基承重低于吊机所需起吊力时，该拔桩工艺将无法使用；

2、桩基拔除后无法予以回填，造成周边地基发生沉降及开裂的风险。

由此可见，提供一种适用各种工况且方便回填的拔桩工艺是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有拔桩工艺所存在的问题，需要一种新的拔桩技术，能够适用各种工况，且方便回填。

为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种拔桩用振动套管，以及基于该振动套管的高压射水拔桩工艺，使得拔桩工艺于大部分工况下均可以使用，且便于土方回填。

为了解决上述技术问题，本发明提供的拔桩用振动套管包括套管、若干根射水管道以及若干根喷气管道，套管的内径大于待拔桩基的外径，若干根射水管道以及若干根喷气管道设置在套管内，并分别外接高压水源、高压气源。

优选的，所述若干根射水管道和喷气管道，沿套管圆周方向依次相间分布。

优选的，所述拔桩用振动套管还包括若干导向装置，所述若干导向装置设置在套管内壁上，与待拔桩基配合。

为了解决上述技术问题，本发明提供的高压射水拔桩工艺包括：

将套管套住待拔桩基，并沿桩基振入地下，且在振入过程中同步高压射水及高压喷气将待拔桩基与套管间土层冲散；

待钢套管振至桩底后，直接将桩基吊出钢套管；

采用回填料回填，回填完成后使用套管进行振捣密实；

振动拔套管。

进一步的，在套管振沉过程中，通过同步高压射水及高压喷气冲刷清洗套管内桩外侧泥土至桩基的桩身被独立剥离出来，并在最后通过高压6m³气压，将套管内泥浆水随气流全部溢出套管。

进一步的，套管振沉至待拔桩基桩底标高并至少超深0.5米。

进一步的，在回填时，首先将回填料灌入套管孔洞内，接着对套管进行连续振动，先将套管往下振动，然后再往上振动，重复多次，随着套管的不断振动，适时继续向套管内添加回填料，直至套管全部用回填料填充密实。

进一步的，回填料可按比例掺入水泥砂浆。

进一步的，套管内回填料的回填标高应始终比套筒底部标高至少高出5米以上。

进一步的，振动拔套管时，先振动下沉以振松套管，然后再缓缓往上振动拔除套管。

本发明提供的拔桩方案一次性解决传统拔桩方案的弊端，使得拔桩工艺于大部分工况下均可以使用，同时解决土方回填问题避免后期拔除后地基出现沉降开裂等情况。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为现有大型吊机拔桩状态示意图；

图2为本发明实例中拔桩用振动套管俯视图；

图3为本发明实例中拔桩用振动套管侧视图；

图4为本发明实例中高压射水拔桩状态示意图；

图5为本发明实例中拔桩回填示意图；

图6为本发明实例中高压射水拔桩的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明实例提供一种拔桩用振动套管，以配合待拔桩基，对其实现高压射水拔桩，并在拔桩后进行回填。

参见图2和图3，其所示为本实例中拔桩用振动套管的结构示意图。有图可知，该拔桩用振动套管100主要包括钢套管110，若干根射水管道120，若干根喷气管道130，以及若干的导向装置140。

其中，钢套管110用于与待拔桩基200配合，限定拔桩操作的区域。该钢套管110通过振沉的方式套住待拔桩基200，以限定待拔桩基200桩身周边区域，以便通过高压水和气将桩基的桩身独立剥离出来，便于拔桩；同时由于操作区域限定，可方便回填。

该钢套管110优选圆柱形的钢套管，其内径大于待拔桩基200的外径，长度与待拔桩基的长度相对应，以便能够套住待拔桩基200。

若干根射水管道120和若干根喷气管道130对应的设置在钢套管110内，并分别外接高压水源和高压气源，用于钢套管110振沉过程中同步高压射水及高压喷气将待拔桩基与套管间土层冲散。

本方案中对于射水管道120和喷气管道130的数量根据实际需求而定，优选两者数量相同。图示例中，射水管道120和喷气管道130数量各采用两个。

再者，对于若干射水管道120和若干喷气管道130的在钢套管110内分布方式可根据实际需求而定。本方案中优选采用沿钢套管110圆周方向依次相间分布的方式来设置，在此基础上可进一步采用匀距分布的方式，这样能够提高高压水柱与高压气体的配合效果，保证对待拔桩基与套管间土层冲散的效果。

本实例中与射水管道120和喷气管道130连接的高压水源和高压气源，为相应的高压水泵和高压空气压缩机，两者外设，在使用时与钢套管110内的射水管道120和喷气管道130连通。

在基础上，本实例在钢套管110内进一步增设若干的导向装置140，用于钢套管110在振沉过程中与待拔桩基200配合，对钢套管110的振沉进行导向，保证钢套管110与待拔桩基200之间在相对方向上保持一致。

这里的若干导向装置140为若干导向轮，其设置在钢套管110的内壁上，具体分布位置可根据实际需求而定，如钢套管110内壁的中部、底部等等。

另外，根据需要在操作使用时，可在待拔桩基200的顶部设置若干的导向装置，用于与钢套管110内壁配合，这样与钢套管110内壁上的导向装置配合，保证对钢套管110的导向效果。

对于上述方案构成的拔桩用振动套管100，其还可在钢套管下部设置特制闸门，针对拔桩前如无法获知待拔桩桩长的情况，在上拔过程中夹住桩身予以拔除。

基于上述的拔桩用振动套管100，本实例可进行高压射水拔桩的实施。

参见图4，该拔桩方案采用直径大于待拔桩基200外径的钢套管110，施工前在钢套管内设置多根射水及喷气管道120、130与吊机300旁的高压水泵400，高压空气压缩机500相连，同时在钢套管内壁四周设置导装置以使得钢套管可顺桩身下沉。

施工时使用吊机300配合高频液压振动锤600施工，振动锤夹具夹紧钢套管110后套住欲拔除桩200。使用高频振动锤将钢套管振入地下，振入过程中开启高压水泵及空气泵，使桩身与钢管桩间土层冲散。钢套管振至桩底后停机，使用钢套索套住欲拔除桩桩身，直接将桩身吊出钢套管。

拔桩前如无法获知待拔桩桩长，可在钢套管下部设置特制闸门，在上拔过程中夹住桩身予以拔除。

参见图5，桩基吊出钢套管后，根据原地质情况选择回填料700回填，后使用钢套管110进行振捣使回填料密实。

针对上述的高压射水拔桩工艺，以通过一具体实施方案进行说明。

参见图6，该高压射水拔桩工艺在具体实施时，依次包括：1.确定桩位→2.钢套管就位→3.高压射水、喷气清孔→4.振动沉管→5.拔除桩体→6.回填料→7.振动拔套管，这7个施工步骤，每步的具体过程过程如下：

1、确定桩位

根据桩位设计位置，暴露出桩头，确定需要拔除的桩位。

2、套管就位

由吊机吊住振动锤，再利用振动锤的夹具夹紧钢套管，起吊钢套管至垂直状态，然后将钢套管吊至与待拔桩桩位对齐位置，顺着桩位缓缓下放钢套管至自然状态。在钢套管内部设有导向装置，依靠桩顶与钢套管内的两组导向装置保持钢套管与方桩距离，以控制直桩的垂直度，并起到对方桩的保护作用。对于斜桩，导向装置也起到了调解套管斜度的作用，保证套管与方桩的斜度一致。

3、高压射水、喷气清孔

在下沉过程中，开启空压机和高压离心式水泵同步进行套管内桩外侧泥土冲刷清洗至桩身被独立剥离出来。最后单开高压6m3气压，将管内泥浆水随气流全部溢出套管。

4、振动沉管

用吊机吊住振动锤振动下沉钢套管至桩底标高并至少超深0.5米，标高可通过相对位置关系进行确定控制，高压射水及喷气清孔应同步进行。对于斜桩，在振动沉管过程中，若出现斜度偏差的情况，由导向装置调解套管斜度，保证与拔除方桩斜度的一致性。下沉就位后移除固定在钢套管顶部的振动锤。

5、拔除桩体

采用钢丝绳将桩体捆绑牢固，由吊机缓慢起拔桩体直至整体脱离钢套管。

6、回填料

桩体拔除后根据当地土质情况采用相应回填料进行回填密实，利用吊机和漏斗灌入钢套管孔洞内，回填料可按比例掺入水泥砂浆以确保有一定的强度；接着利用吊机吊住振动锤对钢套管进行连续振动，先将钢套管往下振动；然后再往上振动，重复两到三次，随着钢套管的不断振动，水泥土的充填高度将不断下降，适时继续向钢套管内添加水泥土，直至钢套管全部用水泥土填充密实。为保证孔洞回填的质量，钢套管内的水泥土回填的标高应始终比钢套筒底部标高至少高出5米以上。

7、振动拔套管

仍用吊机吊起振动锤，利用夹具夹紧钢套管，先振动下沉起到振松钢套管的作用，然后再缓缓往上振动拔除钢套管，钢套管拔除时，应注意控制速度，不宜过快，以确保填充材料的密实性。

通过上述具体实例可知，本拔桩方案在实际应用时具有如下特点：

1）采用高压射水柱气将桩身周边泥土冲散，大幅度降低桩身负摩阻力，起吊桩身时仅需考虑桩身重量即可，对地基承重大幅度降低。以1m桩径，16m桩长的钻孔灌注桩为例，负摩阻力可由1700kpa降低至200kpa左右。同时吊机机械参数要求也予以降低，根据桩身及振动锤振动锤重量予以选择即可。

2）拔除桩身后在拔出钢套管前采用相应回填料进行回填，回填完成后使用钢套管振捣密实，为避免后期出现周边地基沉降及开裂可按比例掺入低强水泥砂浆加以凝固。

3）因将桩周边摩擦阻力降低，拔除速度加快，预计在普通地质状况下一天可拔除5-6根，大大提高拔桩效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.高压射水拔桩工艺，其特征在于，所述拔桩工艺包括：

（1）确定桩位：

根据桩位设计位置，暴露出桩头，确定需要拔除的桩位；

（2）套管就位：

由吊机吊住振动锤，再利用振动锤的夹具夹紧钢套管，起吊钢套管至垂直状态，然后将钢套管吊至与待拔桩桩位对齐位置，顺着桩位缓缓下放钢套管至自然状态；在钢套管内部设有导向装置，依靠桩顶与钢套管内的两组导向装置保持钢套管与方桩距离，以控制直桩的垂直度，并起到对方桩的保护作用；对于斜桩，通过导向装置调解套管斜度，保证钢套管与方桩的斜度一致；套管下部设置有闸门用于在对拔桩前如无法获知待拔桩桩长的情况，在上拔过程中夹住桩身予以拔除；

（3）高压射水、喷气清孔：

在下沉过程中，通过同步高压射水及高压喷气冲刷清洗套管内桩外侧泥土至桩基的桩身被独立剥离出来，并在最后通过高压6m³气压，将套管内泥浆水随气流全部溢出套管；

（4）振动沉管：

将套管套住待拔桩基，并沿桩基振入地下，且在振入过程中同步高压射水及高压喷气将待拔桩基与套管间土层冲散；

（5）拔除桩体：

待钢套管振至桩底后，直接将桩基吊出钢套管；

（6）回填料：

采用回填料回填，桩体拔除后根据当地土质情况采用相应回填料进行回填密实，利用吊机和漏斗灌入钢套管孔洞内，回填料按比例掺入水泥砂浆以确保有一定的强度；接着利用吊机吊住振动锤对钢套管进行连续振动，先将钢套管往下振动；然后再往上振动，重复两到三次，随着钢套管的不断振动，水泥土的充填高度将不断下降，适时继续向钢套管内添加水泥土，直至钢套管全部用水泥土填充密实；

（7）振动拔套管。

2.根据权利要求1所述的高压射水拔桩工艺，其特征在于，套管振沉至待拔桩基桩底标高并至少超深0.5米。

3.根据权利要求1所述的高压射水拔桩工艺，其特征在于，套管内回填料的回填标高应始终比套筒底部标高至少高出5米以上。

4.根据权利要求1所述的高压射水拔桩工艺，其特征在于，振动拔套管时，先振动下沉以振松套管，然后再缓缓往上振动拔除套管。