CN100535261C - 一种用拔桩机进行拔桩的施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种用拔桩机进行拔桩的施工方法，该拔桩机是由高压泵***、空压机***、套管***及吊车***所组成。其中套管***中的套管外壁四根冲气管和冲水管，每一根冲气管和冲水管为一组，各罩有一个保护套，其底部装有水气混合喷射装置，顶面与冲水管和冲气管接通，侧面的喷口与套管的圆孔对接，四根冲气管与空压机相连，四根冲水管与高压泵***的储水箱相连，振动锤下部的振动锤夹钳夹在套管上，当拔桩时套管套在被拔桩***，当吊车把振动锤激振套管下沉时，当套管底部的保护环离被拔桩底1/3时，打开空压机和高压泵，这时喷射装置向套管内喷出高压水气流，对被拔桩周围土起到切割作用，降低拔桩阻力，可将九米及九米以上的多节桩顺利拔除。
Description
技术领域
本发明涉及建筑基础工程施工机械——拔桩机及其拔桩施工工艺，具体地说是涉及II型拔桩机及其拔桩的施工方法。
背景技术
随着城市建设的高速发展，许多带有桩的工业、民用建筑物将被拆除，然后在场地上建造新的建筑物，此时原建筑物下的桩就成了施工的障碍，必须拔除；另外，在地铁施工过程中，线路经过区域原有建筑物的桩也会成为施工的障碍，必须拔除。因此，桩的拔除施工越来越多。
迄今为止，国内外也有一批专家尝试设计拔除地下已有桩的施工机械。如有人直接把钢索套在被拔桩上，然后用千斤顶拔；也有人先用钻机在被拔桩周围掏土或扰动桩周围土后，然后把钢索套在被拔桩上用千斤顶拔；也有人先用打桩锤把桩打入地下一点，然后把钢索套在被拔桩上用千斤顶拔。
但是，桩通常由几节组成，而且桩被打入地下较长时间后，桩周围土受到了高强度的挤压，不仅使桩周围土的强度高于原来土的强度，而且桩和桩周围土已经连为一体，此时桩与桩周围土之间的阻力已不是当初设计时的阻力，它不仅超过了桩本身混凝土的抗压强度，大于桩本身的抗拉强度，而且也远远大于桩各节接头处的粘结力，所以用已有施工机械及其施工方法无法拔除多节桩，即目前市场上没有能拔除多节桩的施工机械及相应的施工方法。
发明的内容
本发明的目的旨在提供一种用拔桩机进行拔桩的施工方法，该方法能把地下已有二节或二节以上桩拔除。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
从图1可以基本看清本发明——II型拔桩机的全貌，II型拔桩机由高压泵***、空压机***、套管***和吊车***四部分组成。
高压泵***有：进水口1、水箱2、出水口3、进水管4、电动机5、高压泵6、储水箱7、放气口8、排污口9、储水箱四通接头30；其中水箱2上部有进水口1，下部的出水口3通过进水管4与高压泵6相连接，高压泵6的一端与电动机5相连接，另一端与储水箱7相连接，放气口8与排污口9分别在储水箱7的上部与下部，储水箱7的一侧面上装有储水箱四通接头30。
空压机***有：空压机10、空压机四通接头31，其中空压机四通接头31安装在空压机10的一侧面上。
吊车***有：吊车11。
套管***有：冲气管12、冲水管13、振动锤14、振动锤夹钳15、保护套16、上节套管17、加劲钢板18、下节套管19、表面孔20、保护环21、铁丝22、钢丝绳套索23、钢丝绳24、铁丝孔25、搭扣26、水气混合同轴喷射装置29，上节套管17和下节套管19皆为圆筒形，拔桩时套在被拔桩28的外部，上节套管17和下节套管19的外部圆壁上排列四根冲气管12和四根冲水管13，其中各以一根冲气管12和一根冲水管13为一组，共有四组，在每组的冲气管12和冲水管13上各罩有一个保护套16，保护套16成十字交叉形对称分布、焊在上节套管17和下节套管19的外部，上节套管17和下节套管19之间用加劲钢板18连接起来，位于四个保护套16顶部的四根冲气管12通过空心螺栓与保护套16外的四根冲气管12相连接，而保护套16外的四根冲气管12再通过空压机四通接头31与空压机10相接通，位于四个保护套16顶部的四根冲水管13通过空心螺栓与保护套16外的四根冲水管13相接通，而保护套16外的四根冲水管13通过储水箱四通接头30与储水箱7相接通，振动锤14位于上节套管17的顶部，通过振动锤夹钳15与上节套管17相连接，保护套16的最底部装有水气混合同轴喷射装置29，上节套管17和下节套管19上分布有若干表面孔20，上节套管17的顶部两侧均焊有搭扣26，在上节套管17、下节套管19结合部位有一排圆形分布的铁丝孔25，下节套管19的最底部安装有保护环21。
高压泵***与套管***的连接方式为：储水箱四通接头30有四个冲水管13接头，每个接头接一根冲水管13，分别通过四个空心螺栓与位于四个保护套16顶部的四根冲水管13相连接，从而与四个保护套16内的四根冲水管13连接起来。
空压机***与套管***的连接方式为：空压机四通接头31有四个冲气管12接头，每个接头接一根冲气管12，分别通过四个空心螺栓与位于四个保护套16顶部的四根冲气管12相连接，从而与四个保护套16内的四根冲气管12连接起来。
吊车***与套管***的连接方式为：把振动锤夹钳15夹在上节套管17顶部，然后用吊车11把振动锤14吊起来。
图2为上节套管17、下节套管19连接处放大示意图。图中有上节套管17、加劲钢板18、下节套管19、保护环21、铁丝22、钢丝绳套索23、钢丝绳(24)、铁丝孔25、搭扣26、被拔桩接头27、被拔桩28。
图3为水气混合同轴喷射装置横剖面图。图中有冲气管12、冲水管13、保护套16、下节套管19、被拔桩28、水气混合同轴喷射装置29、喷口32、高压水气流33。
水气混合同轴喷射装置29为中空的长方体，紧挨着保护套16的最底部，当水气混合同轴喷射装置29内侧面上的三个高压水气流喷口32与下节套管19上的三个小孔对接后，焊在下节套管19的外部，水气混合同轴喷射装置29的顶面通过空心螺栓分别与保护套16内的冲气管12、冲水管13连接起来，当高压气流、高压水流进入长方体后，通过喷口32向下节套管19内部喷出三股高压水气流33，四个水气混合同轴喷射装置29在上节套管17、下节套管19外部成十字交叉形对称分布，喷出的十二股高压水气流33对被拔桩28周围土起到切割作用，使沉入上节套管17、下节套管19、拔桩时的阻力减小。
图3为下节套管底部示意图。图中有冲气管12、冲水管13、保护套16、下节套管19、表面孔20、保护环21、水气混合同轴喷射装置29、加劲钢板18。
图4为保护环示意图。保护环21为圆形，上部焊接在下节套管19的最底部，并通过加劲钢板18与下节套管19连接起来，下部焊接三角形钢刀片成环形，使上节套管17、下节套管19能顺利地沉入到预定深度。
拔桩施工方法的步骤如下：
①破碎承台，露出被拔桩28的桩头；
②把钢丝绳24放入上节套管17、下节套管19中，钢丝绳24的顶端挂在搭扣26上，末端位于上节套管17和下节套管19的接合部位；
③用吊车11吊挂振动锤14，把套管***吊挂至被拔桩28桩头上，调整吊车11，使上节套管17、下节套管19中心线与被拔桩28中心线在同一条直线上；
④开动振动锤14，使振动锤14激振上节套管17和下节套管19下沉；当上节套管17和下节套管19的接合部位下沉到接近地面时，停止振动锤14，把已经放入上节套管17、下节套管19中的钢丝绳24末端盘成圆形的钢丝绳套索23，并用铁丝22穿过铁丝孔25，把钢丝绳套索23紧贴在上节套管17的内壁；
⑤打开振动锤14，使上节套管17、下节套管19继续下沉，当保护环21最底部下沉至离被拔桩28桩底1/3时开始打开空压机10和高压泵6，则四个水气混合同轴喷射装置29通过十二个喷口32向下节套管19内喷出十二股高压水气流33，此时进行一边下沉、一边喷高压水气流33的作业，直至下沉至被拔桩28底的位置，如下沉时阻力较大，可提升上节套管17、下节套管193-4m再下沉，重复进行直至下沉时阻力很小；
⑥停止振动锤14，松开振动锤夹钳15，用吊车11把振动锤14吊起并放在地面上，然后把挂在上节套管17顶部搭扣26上的钢丝绳24顶部拿下来，挂在吊车11的钩头上，开动吊车11，缓慢地提升钢丝绳24，待钢丝绳套索23扣紧了被拔桩28最下节后，缓慢地将被拔桩28拉出，
待被拔桩28的最上节露出上节套管17顶时，用第二根钢丝绳套索23套在已经露出的被拔桩28的最上节，并把第二根钢丝绳24的顶部挂在上节套管17顶部的另外一个搭扣26上；
⑦用吊车11下放第一根钢丝绳24使被拔桩28放回原处，然后把第一根钢丝绳24的顶部从吊车11的钩头上拿下来，挂在搭扣26上，
把第二根钢丝绳24的顶部从另外一个搭扣26上拿下来，挂在吊车11的钩头上，开动吊车11，把被拔桩28的最上节吊出放在场地上；
⑧把已经扣紧了被拔桩28最下节的第一根钢丝绳24的顶部从搭扣26上拿下来，挂在吊车11的钩头上，开动吊车11，把被拔桩28的最下节吊出放在场地上；
⑨用吊车11把振动锤14吊起来，在振动锤夹钳15夹住上节套管17后，利用吊车11把上节套管17、下节套管19一起拔出移至下一根被拔桩28的桩头处。
采用本发明专利降低了桩与桩周围土之间的阻力，不仅能把地下已有二节或二节以上桩拔除，而且使得大规模拔桩成为可能。
附图说明
图1为II型拔桩机结构示意图(图中各示一根冲气管和冲水管)。
图2为上节套管、下节套管连接处放大示意图。
图3为水气混合同轴喷射装置横剖面图。
图4为下节套管底部示意图。
图5为保护环示意图。
附图标记：1-进水口；2-水箱；3-出水口；4-进水管；5-电动机；6-高压泵；7-储水箱；8-放气口；9-排污口；10-空压机；11-吊车；12-冲气管；13-冲水管；14-振动锤；15-振动锤夹钳；16-保护套；17-上节套管；18-加劲钢板；19-下节套管；20-表面孔；21-保护环；22-铁丝；23-钢丝绳套索；24-钢丝绳；25-铁丝孔；26-搭扣；27-桩接头；28-被拔桩；29-水气混合同轴喷射装置；30-储水箱四通接头；31-空压机四通接头；32-喷口；33-高压水气流。
具体实施方式
如被拔桩28为边长25cm的正方形管桩，桩长18m，由二节组成，每节长9m，则具体实施方式如下：
1、实施例1——II型拔桩机具体实施方式
II型拔桩机由高压泵***、高压机***、套管***和吊车***四部分组成。
①高压泵***：其中水箱2上部有进水口1，下部的出水口3通过进水管4与高压泵6相连接，100TSWA高压泵6的一端与电动机5相连接，另一端与储水箱7相连接，放气口8与排污口9分别在储水箱7的上部与下部，储水箱7的一侧面上装有储水四通接头30。
②空压机***：其中空压机四通接头31安装在OGFD22空压机10的一侧面上。
③吊车***的吊车11为125吨。
④用壁厚10mm的螺旋管接成大于被拔桩28长的套管，套管表面、套管接合部位切割几个边长为12cm的表面孔20，其中上节套管17的直径50cm、长度12m，下节套管19的直径45cm、长度6m，在上节套管17和下节套管19的接合部位焊上四块加劲钢板18，并在接合部位钻一排圆形分布、直径3cm的铁丝孔25，在上节套管17顶部的两侧各焊有一个卸扣26；在上节套管17和下节套管19的外部排列由橡胶制成、直径5cm、壁厚5mm的四根冲气管12和四根冲水管13，其中各以一根冲气管12和一根冲水管13为一组，在外面覆以槽钢四个保护套16，四个保护套16在上节套管17和下节套管19的外部成十字交叉形对称分布，每个保护套16顶部的冲气管12、冲水管13通过空心螺栓分别与保护套16外部的冲气管12、冲水管13相连接，再通过空压机四通接头31、储水箱四通接头30分别与OGFD22空压机10、100TSWA高压泵6的储水箱7相接通；
紧挨着保护套16的最底部，在下节套管19的外部焊上四个水气混合同轴喷射装置29，每个水气混合同轴喷射装置29为中空的长方体，由长10cm、宽8cm、高5cm、厚度2mm的钢板焊成，顶面通过空心螺栓分别与保护套16内的冲气管12、冲水管13连接起来，内侧面上的三个直径1cm的高压水气流喷口32则与下节套管19上直径1cm的三个小孔对接；
在下节套管19的最底部焊上保护环21，并在下节套管19与保护环21之间焊上四块加劲钢板18；
选择DZ135振动锤14，把DZ135振动锤夹钳15夹在上节套管17的顶部；
把钢丝绳24放入上节套管17、下节套管19中，钢丝绳24的顶部挂在上节套管17顶部的搭扣26上，钢丝绳24的底部位于上节套管17和下节套管19的接合部位，用于伸入表面孔20把钢丝绳24盘成圆形钢丝绳套索23，并用铁丝22穿过铁丝孔25把钢丝绳套索23紧贴在上节套管17的内壁上。
⑤高压泵***与套管***的连接方式为：储水箱四通接头30有四个冲水管13接头，每个接头接一根冲水管13，分别通过四个空心螺栓与位于四个保护套16顶部的四根冲水管13相连接，从而与四个保护套16内的四根冲水管13连接起来。
空压机***与套管***的连接方式为：空压机四通接头31有四个冲气管12接头，每个接头接一根冲气管12，分别通过四个空心螺栓与位于四个保护套16顶部的四根冲气管12相连接，从而与四个保护套16内的四根冲气管12连接起来。
吊车***与套管***的连接方式为：把振动锤夹钳15夹在上节套管17顶部，然后用吊车11把振动锤14吊起来。
2、实施例2——利用II型拔桩机进行拔桩的施工方法，其施工步骤如下：
①破碎承台，将需拔除的被拔桩28的桩头露出来；
②把钢丝绳24防入上节套管和下节套管中，钢丝顶部挂在搭扣26上，下部位于上，下套管接合部位；
③用125吨的吊车11吊挂DZ135振动锤14，使套管***被吊挂至被拔桩28的桩头处，调整吊车11，确保上节套管17、下节套管19垂直，并使上节套管17、下节套管19中心线与被拔桩28中心线在同一条直线上；
④开动DZ135振动锤14，使振动锤14的激振力大于下沉上节套管17、下节套管18时遇到的阻力，同时下放吊车11，保证上节套管17、下节套管19的下沉与吊车11下放同步，在下沉上节套管17、下节套管19的过程中，始终保证上节套管17、下节套管19的垂直，在上节套管17、下节套管19的接合部位接近地面时，停止DZ135振动锤14，操作人员的手通过上节套管17、下节套管19接合部位上的边长为12cm的表面孔20伸入套管内，把已经放入套管中的钢丝绳24盘成圆形的钢丝绳套索23，把铁丝22的一头穿过直径为3cm的铁丝孔25、钢丝绳套索23后，再从另外一个直径为3cm的铁丝孔25穿出，然后与套管外的铁丝22另一头缠起来，用几根铁丝22重复操作，使钢丝绳套索23紧贴套管内壁；
⑤打开DZ135振动锤14，使上节套管17、下节套管19继续下沉，在保护环21最底部下沉至离被拔桩28桩底1/3时开始打开OGFD22空压机10和100TSWA高压泵6，则四个水气混合同轴喷射装置29通过十二个喷口32向下节套管19内部喷出十二股高压水气流33，此时进行一边下沉、一边喷出十二股1.5MPa高压水气流33的作业，直至下沉至被拔桩28桩底的位置，下沉时阻力较大，则提升上节套管17、下节套管19，3-4m再下沉，重复进行直至下沉时阻力很小，同时也减少了拔桩时的阻力；
⑥停止DZ135振动锤14，松开DZ135振动锤夹钳15，用125吨的吊车11把振动锤14吊起并放在地面上，然后把挂在上节套管17的搭扣26上的钢丝绳24顶部拿下来，挂在吊车11的钩头上，开动125吨吊车11，缓慢地提升钢丝绳24，这时钢丝绳24有二次跳动，第一次为钢丝绳套索23挣断了绑在其上的铁丝22，第二次为钢丝绳套索23套上了被拔桩28下节的收紧过程，待钢丝绳套索23扣紧了被拔桩28下节后，缓慢地将被拔桩28拉出，待被拔桩28的上节露出上节套管17顶时，用第二根钢丝绳套索23套在已经出露的被拔桩28的上节，并把第二根钢丝绳24顶部挂在上节套管17顶端另一侧的搭扣26上；
⑦用吊车11下放钢丝绳24使被拔桩28放回原处，然后把第一根钢丝绳24的顶部从吊车11的钩头上拿下来，挂在搭扣26上，把第二根钢丝绳24的顶部从上节套管17顶端另一侧的搭扣26上拿下来，挂在吊车11的钩头上，开动吊车11，把被拔桩28的上节吊出放在场地上；
⑧把第一根钢丝绳24的顶部从搭扣26上拿下来，挂在吊车11的钩头上，开动吊车11，把被拔桩28的下节吊出放在场地上；
⑨用125吨吊车11把振动锤14吊起来，在振动锤夹钳15夹住上节套管17后，利用125吨吊车11把上节套管17、下节套管19一起拔出移至下一根被拔桩28的桩头处；
⑩用砂填满、压实被拔桩28拔出后留下的桩孔，以防坍方。
Claims (1)
1.一种用拔桩机进行拔桩的施工方法，其特征在于施工方法步骤如下：
①破碎承台，露出被拔桩(28)的桩头；
②把钢丝绳(24)放入上节套管(17)、下节套管(19)中，钢丝绳(24)的顶端挂在搭扣(26)上，末端位于上节套管(17)和下节套管(19)的接合部位；
③用吊车(11)吊挂振动锤(14)，把套管***吊挂至被拔桩(28)桩头上，调整吊车(11)，使上节套管(17)、下节套管(19)中心线与被拔桩(28)中心线在同一条直线上；
④开动振动锤(14)，使振动锤(14)激振上节套管(17)和下节套管(19)下沉；当上节套管(17)和下节套管(19)的接合部位下沉到接近地面时，停止振动锤(14)，把已经放入上节套管(17)、下节套管(19)中的钢丝绳(24)末端盘成圆形的钢丝绳套索(23)，并用铁丝(22)穿过铁丝孔(25)，把钢丝绳套索(23)固定紧贴在上节套管(17)的内壁；
⑤打开振动锤(14)，使上节套管(17)、下节套管(19)继续下沉，当保护环(21)最底部下沉至离被拔桩(28)桩底1/3时开始打开空压机(10)和高压泵(6)，则四个水气混合同轴喷射装置(29)通过十二个喷口(32)向下节套管(19)内喷出十二股高压水气流(33)，此时进行一边下沉、一边喷高压水气流(33)的作业，直至下沉至被拔桩(28)底的位置，如下沉时阻力较大，可提升上节套管(17)、下节套管(19)3-4m再下沉，重复进行直至下沉时阻力很小；
⑥停止振动锤(14)，松开振动锤夹钳(15)，用吊车(11)把振动锤(14)吊起并放在地面上，然后把挂在上节套管(17)顶部搭扣(26)上的钢丝绳(24)顶部拿下来，挂在吊车(11)的钩头上，开动吊车(11)，缓慢地提升钢丝绳(24)，待钢丝绳套索(23)扣紧了被拔桩(28)最下节后，缓慢地将被拔桩(28)拉出，待被拔桩(28)的最上节露出上节套管(17)顶时，用第二根钢丝绳套索(23)套在已经露出的被拔桩(28)的最上节，并把第二根钢丝绳(24)的顶部挂在上节套管(17)顶部的另外一个搭扣(26)上；
⑦用吊车(11)下放第一根钢丝绳(24)使被拔桩(28)放回原处，然后把第一根钢丝绳(24)的顶部从吊车(11)的钩头上拿下来，挂在搭扣(26)上，把第二根钢丝绳(24)的顶部从另外一个搭扣(26)上拿下来，挂在吊车(11)的钩头上，开动吊车(11)，把被拔桩(28)的最上节吊出放在场地上；
⑧把已经扣紧了被拔桩(28)最下节的第一根钢丝绳(24)的顶部从搭扣(26)上拿下来，挂在吊车(11)的钩头上，开动吊车(11)，把被拔桩(28)的最下节吊出放在场地上；
⑨用吊车(11)把振动锤(14)吊起来，在振动锤夹钳(15)夹住上节套管(17)后，利用吊车(11)把上节套管(17)、下节套管(19)一起拔出移至下一根被拔桩(28)的桩头处。
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