CN114108627A - 一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，包括导向管、外套管、内套管以及振动锤、浮吊船或地面起重机、高压水泵，所述高压水泵的出水端连接有高压水枪，所述高压水枪设置有4个出水口，方便对内套管的四周进行冲泥，可将桩基底部四周的泥土冲散。本发明用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法通过设置高压水泵等结构，能够快速有效的对桩体泥土冲散，从而可减小待拔起桩体底部的泥土对桩体的挤压，通过振动锤等结构，对内套管进行反复振拔，经过对内套管的多次振拨，可使内套管与桩尖的周围硬土层松散，进一步的减小尖桩四周的泥土对待拔起桩体的挤压，方便桩体拔起。
Description
技术领域
本发明涉及工程施工领域，具体为一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法。
背景技术
随着航道整治工程的不断开展，其中必定会涉及原有老桥结构的拆除，而在20世纪八九十年代末期，建设形成的各类桥梁结构大多为方桩、钻孔灌注桩基础，混凝土承台立柱盖梁以及现浇箱梁的结构型式，在深水条件下进行桥梁拆除的难度基本与在深水条件下建设桥梁施工的难度等同，安全风险高，拆除难度大。针对在深水条件下拆除老桥施工作业，承台以上部分均可以通过切割后拆除的方法进行，但桩基结构均位于泥面以下，拆除难度较大，有必要针对此类结构拆除进行针对性工艺设计，以确保拆除完整性较高，满足后续新建结构施工要求。
现有技术存在以下缺陷或问题：
因老桥结构桩基由于多年使用，结构受水体、土体等环境因素影响，进而受到腐蚀，桩基结构强度大大降低，对于结构的完整性影响较大，在拆除过程中，容易出现断桩无法拔出等问题。
通过此种方法，能够将桩体周边影响因素与结构进行分离，进而大大降低结构在拔桩过程中受到的阻力，减小出现断桩的可能性，进而提高拔桩效率与完整性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，以解决背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，其涉及到的专用装置包括导向管、外套管、内套管以及振动锤、浮吊船或地面起重机、高压水泵，所述高压水泵的出水端连接有高压水枪，所述高压水枪设置有4个出水口，方便对内套管的四周进行冲泥，可将桩基底部四周的泥土冲散。
作为本发明的优选技术方案，所述导向管由1根Q235材质钢管以及4根Q235材质工字钢焊接而成，所述工字钢选用14#-16#工字钢，提高导向管的质量。
作为本发明的优选技术方案，所述外套管为1根Q235材质钢管，所述外套管主要作用为使桩体与周边土体隔离，方便接下来对土体进行冲散。
作为本发明的优选技术方案，所述内套管为1根Q235材质钢管，所述外套管主要作用为当冲排泥遇到困难时，沿桩体打入内套管，并反复振拔，使桩体周边土体松动，便于拔出桩基，通过外套管和高压水泵进一步对桩基四周的泥土进行冲散和振拨，减小泥土对桩基的挤压，方便桩基拔出。
作为本发明的优选技术方案，设定待拆除桩基半径(或对角线长度)为R，桩基长度为L，则
R1，为导向管钢管半径，
D＝2R1，为导向管钢管直径
t1，为导向管钢管壁厚
L1，为导向管钢管长度
L2，为导向管工字钢高度
其中，钢管选用2R1＝2R+100，L1＝0.5L+200，t1一般取10-20mm。
作为本发明的优选技术方案，设定；
R2：为外套管钢管半径；
t2：为外套管钢管壁厚；
L4：为外套管钢管长度；
其中，R1+L1≤2R2≤2R2，一般取2R+500；
t2一般取10-20mm；
L4＝L±100，具体由桩基结构老化程度决定。
作为本发明的优选技术方案，设定；
R3：为内套管钢管半径；
t3：为内套管钢管壁厚；
L5：为内套管钢管长度；
其中，2R3＝2R+100；t3一般取10-20mm，L5＝L。
作为本发明的优选技术方案，当桩基为斜桩时，为了能顺利下沉导向管、内套管及外套管，且方便振动锤的夹头保持垂直方向振动下沉，因此，需要将导向管、内套管及外套管的管头进行斜度切割处理，切割后的管头顶面保持水平，在振动锤夹头夹桩下沉前，根据桩基的倾斜方向做出调整，使钢管桩的顶面保持水平，振动锤保持垂直方向，通过导向管可方便使得内套管及外套管以及振动锤的夹头对桩基精准定位，提高工作效率。
作为本发明的优选技术方案，还包括以下步骤；
S1，导向管下沉到位，
通过浮吊船或地面起重机将导向管吊起，并利用振动锤将导向管在待拔起的桩体外侧下沉到位，其导向管主要是为外套管起到导向作用，保证外套管的下沉方向与待拔起的桩体同向，防止外套管在下沉时方向产生偏移。
S2，外套管下沉到位，
在导向管就位后，将外套管用振动锤沿导向管下沉，外套管在下沉时能够将待拔起桩体四周的土体与外围土体隔离，并为冲泥提供局限的空间，并且能够提高冲泥效率，减小待拔起桩体四周的泥土对待拔起桩体的挤压，方便桩体的拔起。
S3，拔除导向管，对外套管与待拔起的桩体之间进行冲泥，
在外套管的底端下沉到待拔起桩体的底部之后，可将导向管拔除，并利用浮吊船或地面起重机将高压水枪插入外套管和桩体之间，此时可启动高压水泵，由于高压水泵的出水端连接有高压水枪，此时，高压水枪的出水端将会对桩体周边的土体冲散，又因为高压水枪设置有4个出水口，进而能够快速有效的对外套管和桩体之间的泥土冲散，从而可减小待拔起桩体底部的泥土对桩体的挤压。
S4，内套管下沉到位，反复振拔，
因为位于待拔起桩体的桩尖1～2米间的土层高压水枪冲散效率较低，可在外套管和桩体之间打入内套管，并将内套管直接打入到桩尖位置，并对内套管进行反复振拔，经过对内套管的多次振拨，可使内套管与桩尖的周围硬土层松散，进一步的减小尖桩四周的泥土对待拔起桩体的挤压，方便桩体拔起。
S5，拔除桩基，拔除内套管和外套管，
此时，桩基可用浮吊船或地面起重机拔出，在桩基拔出之后，可将内套管和外套管拔除，进而完成了单根桩的拔除工作，同理，按此方法，继续下一根桩的拔桩施工，如此循环，最终拔除全部桩基，可提高工作效率。
与现有技术相比，本发明提供了一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，具备以下有益效果：
1、本发明用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法通过设置浮吊船或地面起重机、外套管、高压水泵、高压水枪等结构，可利用浮吊船或地面起重机将高压水枪插入外套管和桩体之间，此时可启动高压水泵，由于高压水泵的出水端连接有高压水枪，此时，高压水枪的出水端将会对桩体周边的土体冲散，又因为高压水枪设置有4个出水口，进而能够快速有效的对外套管和桩体之间的泥土冲散，从而可减小待拔起桩体底部的泥土对桩体的挤压；
2、本发明用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法通过设置振动锤、导向管、外套管、内套管以及振动锤、浮吊船或地面起重机等结构，可在外套管和桩体之间打入内套管，并将内套管直接打入到桩尖位置，并对内套管进行反复振拔，经过对内套管的多次振拨，可使内套管与桩尖的周围硬土层松散，进一步的减小尖桩四周的泥土对待拔起桩体的挤压，方便桩体拔起。
附图说明
图1为本发明用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法的整体流程结构示意图。
图2为本发明打入导向管结构示意图；
图3为本发明打入外套管结构示意图；
图4为本发明拔出导向管结构示意图；
图5为本发明打入内套管结构示意图；
图6为本发明拔出内套管结构示意图；
图7为本发明导向管横截面结构示意图；
图8为本发明外套管横截面结构示意图；
图9为本发明内套管横截面结构示意图；
图中：1、桩体；2、导向管；3、外套管；4、内套管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，在实施方案中，本发明作为一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，所用到的专用设备包括有导向管、外套管、内套管以及振动锤、浮吊船或地面起重机、高压水泵，所述高压水泵的出水端连接有高压水枪，所述高压水枪设置有4个出水口，可方便对带拔出的桩基的四部四周泥土进行全方位的冲散，进而减轻桩基底部的泥土对桩基的挤压。
请参阅图2-9，所述导向管由1根Q235材质钢管以及4根Q235材质工字钢焊接而成，所述工字钢选用14#-16#工字钢，所述外套管为1根Q235材质钢管，所述外套管主要作用为使桩体与周边土体隔离，所述内套管为1根Q235材质钢管，所述外套管主要作用为当冲排泥遇到困难时，沿桩体打入内套管，并反复振拔，使桩体周边土体松动，便于拔出桩基，通过高压水泵和振动锤，进一步对桩基四周的泥土进行冲散，方便桩基的拔出。
设定待拆除桩基半径(或对角线长度)为R，桩基长度为L，则
R1，为导向管钢管半径，
D＝2R1，为导向管钢管直径
t1，为导向管钢管壁厚
L1，为导向管钢管长度
L2，为导向管工字钢高度
其中，钢管选用2R1＝2R+100，L1＝0.5L+200，t1一般取10-20mm，
设定；
R2，为外套管钢管半径；
t2，为外套管钢管壁厚；
L4，为外套管钢管长度；
其中，R1+L1≤2R2≤2R2，一般取2R+500；
t2一般取10-20mm；
L4＝L±100，具体由桩基结构老化程度决定，可根距桩基的不同，使用不同的大小的外套管以及内套管，进行匹配，提高工作效率。
当桩基为斜桩时，为了能顺利下沉导向管、内套管及外套管，且方便振动锤的夹头保持垂直方向振动下沉，因此，需要将导向管、内套管及外套管的管头进行斜度切割处理，切割后的管头顶面保持水平，在振动锤夹头夹桩下沉前，根据桩基的倾斜方向做出调整，使钢管桩的顶面保持水平，振动锤保持垂直方向，可实现内套管及外套管以及振动锤的夹头精准定位节省工作时间，提高工作效率。
本发明用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，还包括以下操作实现步骤；
S1，导向管下沉到位，如图2所示，
通过浮吊船或地面起重机将导向管吊起，并利用振动锤将导向管在待拔起的桩体外侧下沉到位，其导向管主要是为外套管起到导向作用，保证外套管的下沉方向与待拔起的桩体同向，防止外套管在下沉时方向产生偏移。
S2，外套管下沉到位，如图3所示，
在导向管就位后，将外套管用振动锤沿导向管下沉，外套管在下沉时能够将待拔起桩体四周的土体与外围土体隔离，并为冲泥提供局限的空间，并且能够提高冲泥效率，减小待拔起桩体四周的泥土对待拔起桩体的挤压，方便桩体的拔起。
S3，拔除导向管，对外套管与待拔起的桩体之间进行冲泥，如图4所示，
在外套管的底端下沉到待拔起桩体的底部之后，可将导向管拔除，并利用浮吊船或地面起重机将高压水枪插入外套管和桩体之间，此时可启动高压水泵，由于高压水泵的出水端连接有高压水枪，此时，高压水枪的出水端将会对桩体周边的土体冲散，又因为高压水枪设置有4个出水口，进而能够快速有效的对外套管和桩体之间的泥土冲散，从而可减小待拔起桩体底部的泥土对桩体的挤压。
S4，内套管下沉到位，反复振拔，如图5所示，
因为位于待拔起桩体的桩尖1～2米间的土层高压水枪冲散效率较低，可在外套管和桩体之间打入内套管，并将内套管直接打入到桩尖位置，并对内套管进行反复振拔，经过对内套管的多次振拨，可使内套管与桩尖的周围硬土层松散，进一步的减小尖桩四周的泥土对待拔起桩体的挤压，方便桩体拔起。
S5，拔除桩基，拔除内套管和外套管，如图6所示，
此时，桩基可用浮吊船或地面起重机拔出，在桩基拔出之后，可将内套管和外套管拔除，进而完成了单根桩的拔除工作，同理，按此方法，继续下一根桩的拔桩施工，如此循环，最终拔除全部桩基，可提高工作效率。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，其特征在于：其涉及到专用冲泥套管装置，其结构包括导向管、外套管、内套管以及振动锤、浮吊船或地面起重机、高压水泵，所述高压水泵的出水端连接有高压水枪，所述高压水枪设置有4个出水口。
2.根据权利要求1所述的一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，其特征在于：所述导向管由1根Q235材质钢管以及4根Q235材质工字钢焊接而成，所述工字钢选用14#-16#工字钢。
3.根据权利要求1所述的一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，其特征在于：所述外套管为1根Q235材质钢管，所述外套管主要作用为使桩体与周边土体隔离。
4.根据权利要求1所述的一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，其特征在于：所述内套管为1根Q235材质钢管，所述外套管主要作用为当冲排泥遇到困难时，沿桩体打入内套管，并反复振拔，使桩体周边土体松动，便于拔出桩基。
5.根据权利要求1所述的一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，其特征在于：设定待拆除桩基半径(或对角线长度)为R，桩基长度为L，则
R1，为导向管钢管半径，
D＝2R1，为导向管钢管直径
t1，为导向管钢管壁厚
L1，为导向管钢管长度
L2，为导向管工字钢高度
其中，钢管选用2R1＝2R+100，L1＝0.5L+200，t1一般取10-20mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，其特征在于：设定；
R2，为外套管钢管半径；
t2，为外套管钢管壁厚；
L4，为外套管钢管长度；
其中，R1+L1≤2R2≤2R2，一般取2R+500；
t2一般取10-20mm；
L4＝L±100，具体由桩基结构老化程度决定。
7.根据权利要求1所述的一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，其特征在于：设定；
R3，为内套管钢管半径；
t3，为内套管钢管壁厚；
L5，为内套管钢管长度；
其中，2R3＝2R+100，t3一般取10-20mm，L5＝L。
8.根据权利要求1所述的一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，其特征在于：当桩基为斜桩时，为顺利下沉导向管、内套管及外套管，且方便振动锤的夹头保持垂直方向振动下沉，需要将导向管、内套管及外套管的管头进行斜度切割处理，切割后的管头顶面保持水平，在振动锤夹头夹桩下沉前，根据桩基的倾斜方向做出调整，使钢管桩的顶面保持水平，振动锤保持垂直方向。
9.根据权利要求1-8的任意一项所述一种用于拆除深水领域桩基结构的套管冲泥方法，其特征在于：还包括以下步骤；
S1，导向管下沉到位，
通过浮吊船或地面起重机将导向管吊起，并利用振动锤将导向管在待拔起的桩体外侧下沉到位，其导向管主要是为外套管起到导向作用，保证外套管的下沉方向与待拔起的桩体同向，防止外套管在下沉时方向产生偏移；
S2，外套管下沉到位，
在导向管就位后，将外套管用振动锤沿导向管下沉，外套管在下沉时能够将待拔起桩体四周的土体与外围土体隔离，并为冲泥提供局限的空间，并且能够提高冲泥效率，减小待拔起桩体四周的泥土对待拔起桩体的挤压，方便桩体的拔起；
S3，拔除导向管，对外套管与待拔起的桩体之间进行冲泥，
在外套管的底端下沉到待拔起桩体的底部之后，可将导向管拔除，并利用浮吊船或地面起重机将高压水枪插入外套管和桩体之间，此时可启动高压水泵，由于高压水泵的出水端连接有高压水枪，此时，高压水枪的出水端将会对桩体周边的土体冲散，又因为高压水枪设置有4个出水口，进而能够快速有效的对外套管和桩体之间的泥土冲散，从而可减小待拔起桩体底部的泥土对桩体的挤压；
S4，内套管下沉到位，反复振拔，
因为位于待拔起桩体的桩尖1～2米间的土层高压水枪冲散效率较低，可在外套管和桩体之间打入内套管，并将内套管直接打入到桩尖位置，并对内套管进行反复振拔，经过对内套管的多次振拨，可使内套管与桩尖的周围硬土层松散，进一步的减小尖桩四周的泥土对待拔起桩体的挤压，方便桩体拔起；
S5，拔除桩基，拔除内套管和外套管，
桩基可用浮吊船或地面起重机拔出，在桩基拔出之后，可将内套管和外套管拔除，进而完成了单根桩的拔除工作，同理，按此方法，继续下一根桩的拔桩施工，如此循环，最终拔除全部桩基。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220301 |