CN217204072U - 一种润滑拔桩套管及管靴结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种润滑拔桩套管及管靴结构，由设置于待拔旧桩外侧的标准套管节、止滑块套管节、高压泥浆管、高压喷射管靴等部分组成；标准套管节、止滑块套管节两端部分别设有内螺纹和外螺纹，且止滑块套管节内部设有止滑凸环；高压泥浆管设于桩周套管外侧；高压喷射管靴设于桩周套管底部，在标准套管节外径外侧位置处设有竖向通道，竖向通道底部设有水平环向通道和若干高压喷嘴；套管管靴在静压过程中同步喷射高压泥浆，从而在桩周套管内、外侧形成润滑层，大幅降低了套管下沉或拔桩过程中受到的侧摩阻力；止滑块套管节可根据需要在标准套管节之间进行接长，满足不同长度的拔桩需求。

Description

一种润滑拔桩套管及管靴结构

技术领域

本实用新型涉及圆形混凝土桩基拔除套管，具体涉及一种润滑拔桩套管及管靴结构结构。

背景技术

市政建设、地下轨道交通、铁路建设等工程中，地下原有基桩对新建工程的桩基础或地下空间开发施工形成很大的障碍，需将待拔旧桩拔出，而传统的直接拔桩方法主要依靠起拔机械的动力克服桩周阻力和桩的重力将桩拔出，其存在桩顶受力过大、桩体容易出现拔不出或拔断等问题，严重影响整个过程的施工效率，并影响新建工程施工质量。

实用新型专利《桩周高压水气喷射润滑拔桩套管》（CN201920205888.0）公布了一种双层拔桩套管，桩周套管下沉过程中持续喷射压缩空气与水，使桩周套管内外侧30-50mm范围内土体变成糊状泥浆，形成一环状薄壁泥浆隔离层，可大幅降低套管下沉或拔桩过程中套管或桩体受到的侧摩阻力；但其双层套管存在下沉困难、结构复杂、拔桩千斤顶精度难以控制等问题。

针对现有拔桩套管存在的问题，有必要开发一种拔桩不断桩，桩周阻力小，且能适应不同深度待拔桩基的润滑拔桩套管。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有混凝土桩基拔除施工存在的问题，提出了一种润滑拔桩套管及管靴结构，采用下述技术方案。

一种润滑拔桩套管及管靴结构，其特征在于，由设置于待拔旧桩外侧的标准套管节、止滑块套筒节、高压泥浆管、高压喷射管靴等部分组成。

所述的标准套管节、止滑块套管节两端部分别设有相匹配的内螺纹和外螺纹，且止滑块套管节内部设有紧贴内壁的止滑凸环，所述的止滑块套管节数量为3，分别非连续设于待拔旧桩底部、中部和顶部高程处的标准套管节之间。

所述的高压泥浆管设于桩周套管外侧，管身从上至下间隔设有固定件与桩周套管连接。

所述的高压喷射管靴设于桩周套管底部，其外径比标准套管节外径大3~5cm，在标准套管节外径外侧位置处设有一个竖向通道，并与高压泥浆管连接；高压喷射管靴上半部内径与标准套管节外径相同，并于内壁设有与标准套管节外螺纹相匹配的连接螺纹，下半部内径比标准套管节内径小2~4cm，上半部与下半部内径变化处设有焊接斜面；所述高压喷射管靴内部竖向通道底部设有水平环向通道，并于环向通道两侧设有若干高压喷嘴。

优选地，标准套管节、止滑块套管节外径相同，标准套管节内径比待拔旧桩直径大8~15cm；止滑块套管节内侧止滑凸环内径比标准套管节小2~4cm。

优选地，高压泥浆管连接高压喷射管靴竖向通道，形成注浆通道；高压泥浆依次经过高压泥浆管、竖向通道、环向通道和高压喷嘴对桩周套管内侧与待拔旧桩之间、桩周套管外侧与桩周土体进行冲切形成双层润滑层。

优选地，高压喷射管靴上安装首节标准套管节，底部与高压喷射管靴采用连接螺纹+焊接斜面焊缝方式进行连接，首节标准套管节上方标准套管节、止滑块套管节按照要求设置。

优选地，高压喷嘴包括高压喷射管靴内侧壁喷嘴和外侧壁喷嘴，且内外侧壁高压喷嘴同心。

本实用新型涉及的技术方案，与传统技术相比的有益效果是：

1、待拔旧桩四周套管外侧设置高压泥浆管，并连接套管底部高压喷射管靴，套管管靴在静压过程中同步喷射膨润土泥浆，从而在桩周套管内、外侧形成润滑层，大幅降低了套管下沉或拔桩过程中受到的侧摩阻力，施工效率高。

2、拔桩套管包括管靴、标准套管节和止滑块套管节，止滑块套管节可根据需要在标准套管节之间进行接长，满足不同长度的拔桩需求，适用范围广。

3、套管内部竖向间隔设置数个夹紧挡环，并可改变夹紧环数量，通过桩身多点位联合拔桩，变桩头集中受拉为全桩多处受拉，减小了桩身受力，有效减少桩体拔断现象。

附图说明

图1是一种润滑拔桩套管及管靴结构示意图；

图2是标准套管节结构示意图；

图3是标准套管节剖面示意图；

图4是止滑块套管节结构示意图；

图5是止滑块套管节剖面示意图；

图6是高压喷射管靴结构示意图；

图7是高压喷射管靴剖面示意图；

图8是高压喷射管靴平面示意图；

图9是标准套管节与止滑块套管节连接示意图；

图10是润滑拔桩套管及管靴结构与夹紧挡环结构示意图；

图11是润滑拔桩套管、管靴、夹紧挡环静压施工示意图；

图12是润滑拔桩套管、管靴、夹紧挡环旧桩拔除施工示意图；

图13是夹紧挡环初始状态（静压过程）剖面示意图；

图14是夹紧挡环拔桩过程状态剖面示意图；

图15是楔形块紧贴内凹槽（静压过程）示意图（图13中A节点详图）；

图16是楔形块弹出内凹槽（拔桩过程）示意图（图14中B节点详图）；

图17是伸缩销轴外伸时伸展支块最大转动（静压过程）示意图（图13中C节点详图）；

图18是伸缩销轴内缩时伸展支块最小转动（拔桩过程）示意图（图14中D节点详图）；

图19是拔桩前旧桩桩顶截面示意图；

图20是夹紧挡环夹桩截面示意图；

图21是拔桩后高压喷射管靴截面示意图；

图22是拔桩后标准套管节截面示意图；

图23是桩周套管拔除后截面示意图；

图24是拔桩孔处理后截面示意图。

图中标注：1-桩周套管，2-标准套管节，3-止滑块套管节，301-止滑凸环，4-高压喷射管靴，401-焊接斜面，402-竖向通道，403-环向通道，404-高压喷嘴，5-夹紧挡环，501-伸展支块，502-支块转动槽，503-内凹槽，504-楔形块，505-内径孔，506-拉索孔，6-旧桩，7-桩周土，8-润滑层，9-高压泥浆管，10-固定件，11-拔桩孔，12-拉索，13-连接螺纹，1301-内螺纹，1302-外螺纹，14-焊缝，15-高强弹簧，1501-销轴弹簧，1502-楔形块弹簧，1503-支块弹簧，16-伸缩销轴，17-电磁滑块，1701-电磁滑块A，1702-电磁滑块B，18-滑块通道，19-弹簧固定环，20-回填料，21-弹簧槽，22-固定螺母，23-高压泥浆。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将参考图1至图24，对本实用新型的实施例作详细说明，以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本实施例中，待拔旧桩6直径100cm，待拔长度22m，标准套管节2长度5.0m，内径110cm，止滑块套管节3长度20cm，内径108cm，止滑凸环301高度为10cm。

结合附图1、附图10所示，一种润滑拔桩套管及管靴结构，由设置于待拔旧桩6外侧的标准套管节2、止滑块套管节3、高压泥浆管9、高压喷射管靴4等部分组成；高压泥浆管9设于桩周套管1外侧，管身从上至下间隔设有固定件10与桩周套管1连接；高压喷射管靴4设于桩周套管1底部，其外径比标准套管节2外径大3~5cm，在标准套管节2外径外侧位置处设有一个竖向通道402，并与高压泥浆管9连接；高压喷射管靴4上安装首节标准套管节2，底部与高压喷射管靴4采用连接螺纹13+焊接斜面401焊缝14方式进行连接，首节标准套管节2上方标准套管节2、止滑块套管节3按照要求设置。

再结合附图2~附图5、附图9所示，标准套管节2、止滑块套管节3两端部分别设有相匹配的内螺纹1301和外螺纹1302，且止滑块套管节3内部设有紧贴内壁的止滑凸环301，所述的止滑块套管节3数量为3，分别非连续设于待拔旧桩6底部、中部和顶部高程处的标准套管节2之间；标准套管节2、止滑块套管节3外径相同，标准套管节2内径比待拔旧桩6直径大8~15cm；止滑块套管节3内侧止滑凸环301内径比标准套管节2小2~4cm。

结合附图6~附图8所示，高压喷射管靴4上半部内径与标准套管节2外径相同，并于内壁设有与标准套管节2外螺纹1302相匹配的连接螺纹13，下半部内径比标准套管节2内径小2~4cm，上半部与下半部内径变化处设有焊接斜面401；高压喷射管靴4内部竖向通道402底部设有水平环向通道403，并于环向通道403两侧设有若干高压喷嘴404；高压喷嘴404包括高压喷射管靴4内侧壁喷嘴和外侧壁喷嘴，且内外侧壁高压喷嘴404同心。

结合附图11、附图12、附图16所示，高压泥浆管9连接高压喷射管靴4竖向通道402，形成注浆通道；高压泥浆23依次经过高压泥浆管9、竖向通道402、环向通道403和高压喷嘴404对桩周套管1内侧与待拔旧桩6之间、桩周套管1外侧与桩周土体7进行冲切形成双层润滑层8。

实施例2

本实施例中，分别在桩深1m、11m和21m设置止滑块套管节3和对应的内部夹紧挡环5，一级挡环508上设有四根一级拉索1201，二级挡环509上设有四根一级拉索1201和四根二级拉索1202，三级挡环5010上设有四根一级拉索1201、四根二级拉索1202和四根三级拉索1203。

结合附图11~附图14所示，润滑拔桩套管及管靴结构内部设置夹紧挡环5对待拔旧桩6进行夹紧与拔除，夹紧挡环5设于止滑凸环301底部，夹紧挡环5沿外侧壁间隔设有3~8个支块转动槽502，支块转动槽502内设有相对应的伸展支块501；夹紧挡环501沿内侧壁设有3~8个内凹槽503，并设置与内凹槽503相匹配的楔形块504；夹紧挡环5侧壁环向间隔设有12个拉锁孔506；伸展支块501内端部设有转动轴507，伸展支块501绕转动轴507在支块转动槽502内做转动；伸展支块501底部、楔形块504重心位置处设有弹簧槽21，弹簧槽21内设有高强弹簧15，弹簧槽21最外侧设有滑块通道18和电磁滑块17；夹紧挡环5侧壁拉锁孔内设有拉索，拉索12级别与夹紧挡环5相对应，相应的夹紧挡环5拉锁孔506内分别设有一级拉索、二级拉索和三级拉索，拉索12对称分级安装至指定夹紧挡环5拉索孔506内，并在底部采用固定螺母22固定；各级拉索12数量均为4根，且在夹紧挡环5上对称布置；高强弹簧15包括销轴弹簧1501、楔形块弹簧1502和支块弹簧1503，高强弹簧15两侧各设有一个端部弯钩，销轴弹簧1501控制伸缩销轴16在销轴弹簧槽21内水平移动，楔形块弹簧1502控制楔形块504在内凹槽503与待拔旧桩6之间水平移动，支块弹簧1503控制伸展支块501绕转动轴507转动；支块转动槽502顶部弹簧槽21内部设有伸缩销轴16，可在弹簧槽21内左右滑动。

结合附图15~附图18所示，电磁滑块17包括设于收缩状态伸缩销轴16外端部的电磁滑块A1701和设于收缩状态楔形块弹簧1502内凹槽503外端部的电磁滑块B1702；伸缩销轴16外端部电磁滑块A1701在桩周套管1下压过程中处于收缩状态，伸缩销轴16在销轴弹簧1501作用力下外伸出弹簧槽21，并卡紧伸展支块501底部，伸展支块501处于水平最大转动状态，卡接于止滑凸环301底部；在拔桩过程中，销轴弹簧1501内缩恢复正常状态，电磁滑块A1701处于外伸状态，将销轴弹簧1501和伸缩销轴16限制于弹簧槽21内，伸展支块501在支块弹簧1503作用下向下转动，自由通过止滑凸环301截面；楔形块弹簧1502外端部电磁滑块B1702在桩周套管1下压过程中处于外伸状态，将楔形块弹簧1502限制于弹簧槽21内，楔形块504紧贴内凹槽503侧壁；在拔桩过程中，电磁滑块B1702处于收缩状态，楔形块504在楔形块弹簧1502作用力下外伸出内凹槽503，并在拉索12竖向作用力下楔紧待拔旧桩6。

为实现实施例1和实施例2的结构，结合附图19~附图24所示，采用以下施工步骤：

首先精确定位待拔旧桩6的桩位和高压泥浆管9长度，制作夹紧挡环5和桩周套管1，包括高压喷射管靴4、标准节套管节2、止滑块套管节3、夹紧挡环5、高压泥浆管9等，并在现场进行拼接和组装。

然后，驱动套管底部的高压喷射管靴4向下静压，同步将高压泥浆23经过高压泥浆管9、竖向通道402、环向通道403和高压喷嘴404对桩周土体7进行冲切形成润滑层8；桩周套管1内侧与待拔旧桩6之间、桩周套管1外侧与桩周土体7之间在高压泥浆管9与高压喷嘴404作用下形成双层润滑层8。

其次，电磁控制伸缩销轴16弹簧槽21电磁滑块A1701处于外伸状态，将销轴弹簧1501和伸缩销轴16限制于弹簧槽21内，伸展支块501在支块弹簧1503作用下向下转动，夹紧挡环5可以在润滑层8中向上由通过止滑凸环301截面。电磁控制内凹式楔形块504外侧电磁滑块B1702在滑块通道18内收缩，楔形块504在高强弹簧15弹力作用下向外侧伸展并顶紧待拔旧桩6桩体。通过分级拉索12对待拔旧桩6进行拉拔，夹紧挡环5主体向上移动的同时，楔形块504由于桩体摩阻力而沿夹紧挡环5内凹槽503的斜面相对向下移动，从而在拉拔过程不断夹紧待拔旧桩6桩体。待拔旧桩6不同位置夹紧挡环5拉索12连接到桩机卷扬机，进行同步缓慢起拔，直至待拔旧桩6完全拔除。

最后，进行桩周套管1拔除，拔套管过程同步利用高压喷射管靴4高压喷嘴404向管底同步注入高压泥浆23，边上拔边注浆，直至桩周套管1完全拔除。待拔旧桩6拔除后用回填料20分部回填，再对整体拔除桩身位置注水泥浆。

上述实施例仅用于解释说明本实用新型的技术构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种润滑拔桩套管及管靴结构，其特征在于，由设置于待拔旧桩（6）外侧的标准套管节（2）、止滑块套管节（3）、高压泥浆管（9）、高压喷射管靴（4）等部分组成；

所述的标准套管节（2）、止滑块套管节（3）两端部分别设有相匹配的内螺纹（1301）和外螺纹（1302），且止滑块套管节（3）内部设有紧贴内壁的止滑凸环（301），所述的止滑块套管节（3）数量为3，分别非连续设于待拔旧桩（6）底部、中部和顶部高程处的标准套管节（2）之间；

所述的高压泥浆管（9）设于桩周套管（1）外侧，管身从上至下间隔设有固定件（10）与桩周套管（1）连接；

所述的高压喷射管靴（4）设于桩周套管（1）底部，其外径比标准套管节（2）外径大3~5cm，在标准套管节（2）外径外侧位置处设有一个竖向通道（402），并与高压泥浆管（9）连接；高压喷射管靴（4）上半部内径与标准套管节（2）外径相同，并于内壁设有与标准套管节（2）外螺纹（1302）相匹配的连接螺纹（13），下半部内径比标准套管节（2）内径小2~4cm，上半部与下半部内径变化处设有焊接斜面（401）；所述高压喷射管靴（4）内部竖向通道（402）底部设有水平环向通道（403），并于环向通道（403）两侧设有若干高压喷嘴（404）。

2.根据权利要求1所述的一种润滑拔桩套管及管靴结构，其特征在于，所述的标准套管节（2）、止滑块套管节（3）外径相同，标准套管节（2）内径比待拔旧桩（6）直径大8~15cm；止滑块套管节（3）内侧止滑凸环（301）内径比标准套管节（2）小2~4cm。

3.根据权利要求1所述的一种润滑拔桩套管及管靴结构，其特征在于，所述的高压泥浆管（9）连接高压喷射管靴（4）竖向通道（402），形成注浆通道；高压泥浆（23）依次经过高压泥浆管（9）、竖向通道（402）、环向通道（403）和高压喷嘴（404）对桩周套管（1）内侧与待拔旧桩（6）之间、桩周套管（1）外侧与桩周土体（7）进行冲切形成双层润滑层（8）。

4.根据权利要求1所述的一种润滑拔桩套管及管靴结构，其特征在于，所述的高压喷射管靴（4）上安装首节标准套管节（2），底部与高压喷射管靴（4）采用连接螺纹（13）+焊接斜面（401）焊缝（14）方式进行连接，首节标准套管节（2）上方标准套管节（2）、止滑块套管节（3）按照要求设置。

5.根据权利要求1所述的一种润滑拔桩套管及管靴结构，其特征在于，所述的高压喷嘴（404）包括高压喷射管靴（4）内侧壁喷嘴和外侧壁喷嘴，且内外侧壁高压喷嘴（404）同心。

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