專利名稱：一種拔樁施工方法
技術領域：
本發明屬于土木、水利工程施工技術領域，尤其涉及一種拔樁施工方法。
背景技術：
隨著經濟社會的發展，舊建筑或其它土木工程進行拆除擴建或新建的工程 越來越多，于是在新開發的基地中，舊建筑留在地下許多的工程樁成了施工的 障礙，必須予以拆除，才能實施新建工程。樁被打入地下較長時間后，樁周圍 土受到高強度的擠壓，不僅使樁周圍土的強度高于原來土的強度，而且樁和樁 周圍的土已經連為一體，此時樁與樁周圍土之間的阻力已不是當初設計時的阻 力，它不僅超過了樁本身混凝土的抗壓強度，大于樁本身的抗拉強度，用已有 施工機械及施工方法無法拔除多節樁。有的采用直接把鋼索套在被拔樁上，利 用千斤頂或吊車拔出的方法，這種方法適用于拔除埋藏淺且較細小的樁，對于 較大的埋藏也較粗的樁則不適用；也有的采用專用的液壓拔樁機，此類設備多 為進口，價格昂貴、施工成本高、對施工場地、能源要求都很高，且對樁頭強 度要求很高， 一般的拔樁工程難以適用這種拔樁方法；國內也有各種類型的射 水成孔器裝置，但利用這些設備進行拔樁施工沒有先例。

發明內容
本發明為了解決現有技術中的不足，提供一種施工成本較低、操作簡便、 安全性高的拔樁施工方法。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是 一種拔樁施工方法，其 包括以下歩驟，
① 、確定管樁的位置，在施工現場合適位置高揚程水泵水源，并安裝射水 成孔器裝置；
② 、開啟射水成孔器裝置，成孔器套在管樁外壁、順著管樁向下進行高壓 射水造孔作業，使管樁周圍土體在高壓水擊打下破碎、形成泥漿后，沿管樁外 壁自下面翻溢上來，成孔器周圍土體在翻溢泥漿的作用下保持穩定，營造管樁 與其周圍土體之間充滿泥漿水的空腔(即井孔)，實現管樁在井孔泥漿中的直立；③ 、測定成孔器的造孔深度，達到預定造孔深度后成孔器停止工作或減小 成孔器射水壓力及流量；
④ 、利用繩索拴緊管樁體頂部，并與吊車掛鉤掛接；
⑤ 、開啟吊車，將管樁及套附在管樁外壁、 一定深度的成孔器一并豎直自 井孔吊出或拔出。
所述射水成孔器裝置包括底盤架、立架、供水系統、滑輪組、成孔器和巻 揚機，底盤架下部設有行走輪和驅動電機可以微調成孔器與樁中軸線的對應， 在底盤架下部配有一定重量的配重，立架、供水系統和巻揚機布置在底盤架上， 滑輪組設在立架頂部，巻揚機上纏繞的繩索穿過滑輪組與成孔器連接，供水系 統包括水泵、電機和水管，水管從立架底部到立架頂部然后在立架頂部與吊裝 成孔器的繩索豎直向下，水管的出水口設置在成孔器內，巻揚機帶動成孔器上 下往復運動造孔時，水泵抽取儲水池內或河中的水通過水管向成孔器提供高壓 射水，使管樁周圍土體破碎并溶解于水形成泥漿溢出。
所述成孔器下層環繞設有豎直向下的若干噴嘴和傾斜向缺口的兩個斜沖噴 嘴，在成孔器工作時，成孔器噴嘴設出高壓水流擊打樁體周圍的土層，進行造 孔。
所述巻揚機為雙吊點手控巻揚機，離合器選用手動摩擦式，同時配有常閉 帶式手剎制動器，實現成孔器在重力作用下快速沖砸，在巻揚機的兩個巻筒之 間設置同步器，兩個巻筒上分別設置繩索與成孔器連接，同步器使成孔器在工 作時成孔器兩邊的繩索升降同步，避免成孔器歪斜。
所述成孔器下沿周圍鋼板開設有缺口，正上方于立架頂部設有一定幅度的 旋轉裝置，在地下土層較為復雜時或遇到枯枝雜葉，上下運動的同時也做旋轉 運動，提高造孔的速度。
所述旋轉裝置由液壓油缸、驅動電機和凸輪連桿機構組成，當成孔器遇到 工作層遇到粘土或障礙物時，這時可以啟動旋轉裝置，使成孔器器每分鐘往復 小幅度旋轉10 20次，同時成型器向下加壓，破碎粘土或障礙物，達到正常工 作的速度。
5本發明采用先造孔去除了樁與周圍土層之間的粘接力，然后再使用相應噸 位的吊車拔樁的方法，操作簡便、安全可靠、工作效率大大提高；成孔器工作 時刀刃在遇到堅硬土層或枯枝雜草等障礙物時，啟動旋轉裝置，使成孔器本體 上下運動的同時做旋轉運動，以克服障礙物的阻力，達到良好的成孔效果，提 高工作效率；成孔器本體軸向上開設有缺口既考慮到樁與樁之間距離過小、成 孔器無法通過的情況，提高成孔器適應性；成孔器設置沖砸和旋轉鋸齒使成孔 刀刃更加迅速剪切土層，提高造孔工作效率；旋轉裝置采用液壓驅動形式，結 構簡單、驅動靈活；同步器使成孔器在工作時成孔器兩邊的繩索升降同步，避 免成孔器歪斜；本施工方法主要應用在粉、軟土地層的江河堤防基礎抗沖防護、 河道整治工程的拔樁工程，也可應用在工民建工程中，適用范圍廣，具有極強 的推廣應用價值。


圖1是本發明當中各設備/構件的結構示意圖； 圖2是圖1的俯視圖； 圖3是圖1的左視圖。
具體實施例方式
如圖l、圖2和圖3所示，本發明當中的各設備/構件，包括底盤架30、立 架31、巻揚機32、水泵一電機33 (供水系統)和成孔器34，立架31、巻揚機 32和水泵一電機33設置在底盤架30上，立架31由槽鋼和斜撐悍接或螺栓連接 而成，立架31頂部設有滑輪35和滑輪36，巻揚機32與成孔器34通過纏繞在 滑輪35和滑輪36上的繩索37傳動連接，繩索37為鋼絲繩，大小型號根據實 際情況而定，水泵一電機33的出水口通過進水管3與成孔器34連接，立架31 上方的進水管3設有一段軟管38。成孔器34包括成孔器本體1，成孔器本體1 下端設有成孔刀刃4，進水管3設有兩根，均設置在成孔器本體1的內本體11 與外本體12之間，立架31上部前端設有旋轉裝置40，旋轉裝置40包括水平設 置的平衡桿15和平衡桿16，平衡桿15和平衡桿16的一端分別與兩根進水管3 通過軸承轉動連接，平衡桿15外側水平設有液壓油缸19，液壓油缸19的活塞20端部鉸接有連桿21，連桿21與平衡桿15同側的進水管3固定連接。成孔器 本體1上水平設有兩層環繞成孔器本體1橫截面的上層射流管5和下層射流管6， 上層射流管5和下層射流管6分別與進水管3連接，上層射流管5和下層射流 管6上分別沿圓周均勻設有若干個側向噴水嘴7和豎向噴水嘴10，上層射流管 5上的側向噴水嘴7的噴口向內側設置，下層射流管6上的豎向噴水嘴10的噴 口豎直向下設置。成孔器本體1在軸向方向上自下而上開設有缺口 8，缺口 8的 長度與成孔器本體1高度一致，缺口 8在寬度方向上的兩端面與成孔器本體1 中心連線的夾角P在60。 卯。之間設置。在巻揚機32的兩個巻筒39之間增加 了同步器，使成孔器34在工作時兩邊的繩索37升降同步，避免了成孔扭曲、 歪斜，成孔精度不小于l: 300。
施工時所采用的拔樁施工方法，包括以下步驟，
① 、對施工場地進行平整、夯實，這樣有利于拔樁作業的順利進行，又能 確保施工質量和安全，提高施工速度，更重要的是延長設備的使用壽命，拆除 樁頂部連接的板梁，沿樁體周圍開挖一定深度的環形槽；
② 、根據樁的位置，在施工現場合適位置開挖蓄水池并安裝射水成孔器裝 置；安裝射水成孔器裝置包括以下步驟
a. 鋪枕木、間距為一米，放出軸線方位，準確安放滑移管；
b. 安裝配重，可以增強底盤架30的穩定性，安放行走輪50和行走輪50的 驅動電機51，然后固定行走輪50卡板，使底盤架30與行走輪50為一體；
c. 安裝立架31，根據需要造孔的深度確定立架31的高度，立架31底部通 過螺栓連接固定在底盤架30上，安裝頂部滑輪組(滑輪35和滑輪36);
d. 安裝水泵一電機33和管路水管、壓力表、流量表；
e. 安裝雙吊點手控巻揚機32 (包括電機、減速器、制動器、同步器、巻筒 裝置)，安裝繩索37，注意繩索37的繞向和纏繞層數，將繩索37繞過立架31
頂部的滑輪35和滑輪36與成孔器34連接在一起，保證成孔器34的中軸 線與樁的中軸線重合一致，實現整機的安裝完畢；
◎、開啟射水成孔器裝置工作，成孔器34順著己開挖的環形槽向下進行造孔作業，造孔時，由水泵一電機33供給壓力水，通過進水管3、連接軟管38、 上層射流管5、下層射流管6通過豎向噴水嘴10 (側向噴水嘴7用于沉樁作業， 拔樁時關閉)到成孔器34，形成高壓水柱射流，破壞土層結構，在槽孔內水土 混合，由于不斷給水，不斷地破壞土層，使水土混合液溢出槽孔，成孔器34在 巻揚機操控下，上下往復運動，巻揚機32提起成孔器本體1一定高度，任成孔 器本體l自由下落，重力勢能轉化為沖擊力，巻揚機能實現成孔器34以10 30 次/min上下往復運動，幅度為0. 5米，成孔刀刃4大力向下剪切沖擊樁周圍的 土層，使土層泥漿從孔上部溢出，使樁與周圍的土層脫離，從而實現樁基與其 周圍土層分離，逐漸向下進尺，造成與成孔器34形狀相似的孔，溢出的水土混 合液回收后進行水土分離(一般用沉淀法)，含有泥漿的水又供給水泵—電機 33循環使用，利用槽孔內的泥槳護壁。當土層力學性能(土層強度增大)發生 變化時，遇到巖石或枯枝雜草等障礙物時，啟動旋轉裝置40的液壓油缸19，液 壓油缸19的活塞20伸長或縮短，帶動連桿21 ，連桿21帶動進水管3以平衡桿 15和16為參照往復旋轉，使成孔器本體1上下運動的同時做旋轉運動，使成 孔器器每分鐘旋轉10 20次，克服障礙物的阻力，達到良好的成孔效果，提高 了工作效率。
@、測定成孔器34的造孔深度，即樁基與土層分離的高度尺寸，達到預定 造孔深度后關閉巻揚機32、水泵一電機33，成孔器34停止工作；
、將成孔器34提起到地面上，利用預先準備的拔樁繩索一端拴緊樁體， 另一端與吊車掛鉤掛接，開啟吊車，將樁豎直拔出。
自此，完成一根樁基的拔樁作業，其它樁基的拔樁作業與此方法相同。
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權利要求
1、一種拔樁施工方法，其特征在于其包括以下步驟，①、確定管樁的位置，在施工現場合適位置高揚程水泵水源，并安裝射水成孔器裝置；②、開啟射水成孔器裝置，成孔器套在管樁外壁、順著管樁向下進行高壓射水造孔作業，使管樁周圍土體在高壓水擊打下破碎、形成泥漿后，沿管樁外壁自下面翻溢上來，成孔器周圍土體在翻溢泥漿的作用下保持穩定，營造管樁與其周圍土體之間充滿泥漿水的空腔，實現管樁在井孔泥漿中的直立；③、測定成孔器的造孔深度，達到預定造孔深度后成孔器停止工作或減小成孔器射水壓力及流量；④、利用繩索拴緊管樁體頂部，并與吊車掛鉤掛接；⑤、開啟吊車，將管樁及套附在管樁外壁、一定深度的成孔器一并豎直自井孔吊出或拔出。
2、 根據權利要求1所述的一種拔樁施工方法，其特征在于所述射水成孔 器裝置包括底盤架、立架、供水系統、滑輪組、成孔器和巻揚機，底盤架下部 設有行走輪和驅動電機可以微調成孔器與樁中軸線的對應，在底盤架下部配有 一定重量的配重，立架、供水系統和巻揚機布置在底盤架上，滑輪組設在立架 頂部，巻揚機上纏繞的繩索穿過滑輪組與成孔器連接，供水系統包括水泵、電 機和水管，水管從立架底部到立架頂部然后在立架頂部與吊裝成孔器的繩索豎 直向下，水管的出水口設置在成孔器內，巻揚機帶動成孔器上下往復運動造孔 時，水泵抽取儲水池內或河中的水通過水管向成孔器提供高壓射水，使管樁周 圍土體破碎并溶解于水形成泥漿溢出。
3、 根據權利要求2所述的一種拔樁施工方法，其特征在于所述成孔器下 層環繞設有豎直向下的若干噴嘴和傾斜向缺口的兩個斜沖噴嘴，在成孔器工作 時，成孔器噴嘴設出高壓水流擊打樁體周圍的土層，進行造孔。
4、 根據權利要求2或3所述的一種拔樁施工方法，其特征在于所述巻揚 機為雙吊點手控巻揚機，離合器選用手動摩擦式，同時配有常閉帶式手剎制動 器，實現成孔器在重力作用下快速沖砸，在巻揚機的兩個巻筒之間設置同步器，兩個巻筒上分別設置繩索與成孔器連接，同步器使成孔器在工作時成孔器兩邊 的繩索升降同步，避免成孔器歪斜。
5、 根據權利要求4所述的一種拔樁施工方法，其特征在于所述成孔器下 沿周圍鋼板開設有缺口，正上方于立架頂部設有一定幅度的旋轉裝置，在地下 土層較為復雜時或遇到枯枝雜葉，上下運動的同時也做旋轉運動，提高造孔的 速度。
6、 如權利要求5所述的一種拔樁施工方法，其特征在于所述旋轉裝置由 液壓油缸、驅動電機和凸輪連桿機構組成，當成孔器遇到工作層遇到粘土或障礙物時，這時可以啟動旋轉裝置，使成孔器器每分鐘往復小幅度旋轉10 20次， 同時成型器向下加壓，破碎粘土或障礙物，達到正常工作的速度。
全文摘要
本發明公開了一種拔樁施工方法，其利用射水成孔器將埋置于地下的管樁與其周圍土體在高壓射水擊打下隔離開來，從而使管樁與其周圍土體的粘結力大幅度降低或消除，進而使拔樁施工變得輕而易舉。本發明采用先造孔去除了樁與周圍土層之間的粘接力，然后再使用相應噸位的吊車拔樁的方法，操作簡便、安全可靠、工作效率高，適用于水中、旱地和各種直徑、深度條件下的軟土地層拔樁工程。
文檔編號E02D9/02GK101538857SQ20091006461
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月10日 優先權日2009年4月10日
發明者仵海英, 劉云生, 劉培勛, 吳林峰, 波 展, 武 崔, 成 李, 田志強, 白領群, 耿明全, 蘇茂榮 申請人:黃河水利委員會河南黃河河務局;黃河水利委員會黃河機械廠;鄭州黃河水電工程有限公司