[发明专利]一种地铁施工用无涌水无涌泥的拔桩装置及其施工方法

说明书

技术领城

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种地铁施工用无涌水无涌泥的拔桩装置及其施工方法。

背景技术

为解决城市交通拥堵，地下轨道交通(地铁)是个好方法。但修建地铁要通过某些已有建筑和十字路口立交桥的地下，这些建筑与立交桥的桩基多为预制桩、沉管灌注桩或钻孔灌注桩，桩长十几至三十米。地铁施工的盾构机碰到这些桩基，采用的成本最低方法便是拔除旧桩，拔除旧桩的方法有：

①全回转钻机套管拔桩法：施工效果好。该设备是早年上海地铁施工出现大塌方，花三千万元火速从日本进口，现在，国产化后设备价格仍有五百万元，因此，拔桩成本高昂，工效很低，30m桩长的旧预制桩需1-2天拔1根。

②桩周注水拔桩法：施工价格低。但大量往桩周注水不仅破坏场地土的物理性质，而且，为盾构施工埋下旧桩洞积水，盾构机进入成片拔桩区，立即出现涌水、涌泥、地面塌陷和周边建筑物沉降、开裂等恶性事故，沿海软土地区的上海、杭州、福州、广州等城市都发生过因拔旧桩留下的桩洞涌水而出现地面沉降。

发明内容

本发明的目的是采用振动锤振沉内外钢管于土层中，拔内钢管及管内桩土出桩孔，振落桩土，向孔内回填水泥土浆胶结杂填土的充填物，具有高效、低成本、不涌水特点。

本发明的技术方案是：一种地铁施工用无涌水无涌泥的拔桩装置，其特征是装置包括振动锤、夹具、内外钢管、注水、注气系统、泥浆搅拌机、泥浆泵、降水井和水泥土浆胶结杂填土的充填物；振动锤为中低频电振动锤或高频液压振动锤，注水、注气系统包括水泵、空压机、输水管、输气管、环状或竖向的喷气管和喷水管。

本发明一种地铁施工用无涌水无涌泥的拔桩装置的施工方法包括：

①用吊车吊或桩机挂振动锤，通过夹具与内外钢管相连，将内外钢管振入土层中，并超过桩长；

②振沉内外钢管遇到老粘土或铁板砂，启动空压机和水泵，压缩空气通过输气管，从钢管下端环状或竖向的喷气管喷出，压力水通过输水管，从钢管下端环状或竖向的喷水管喷出以减少沉管的摩阻力，地下有承压水，设降水井抽水降压，或内外钢管间注水平衡水压防涌砂；

③提抜内钢管于桩孔外，振动内钢管将桩土振落，把内钢管放回外钢管中；

④向管内填土至盾构底标高下2-4m，灌入掺有3-30％水泥含量的水泥土浆及杂填土；

⑤振动上拔内外钢管。

水泥土浆包裹杂填土的充填物固结后即达到不涌水、不涌泥、强度不高、盾构易施工的目的；内、外钢管间间隙为10-20mm，沉管时形成内、外钢管间土塞高度仅几十公分，提拔内钢管时，土塞摩阻力小，留下外钢管保护孔壁；遇到老粘土或铁板砂采用注气、注水，减小外钢管沉管阻力。

本发明与全回转钻机拔桩相比，具有设备成本降低50％，日完成桩数提高3-4倍，施工成本下降60-65％；与水冲法拔桩相比，日完成桩数提高1-2倍，不留施工隐患，本发明装置也适用于其他建设工程的拔桩项目。

附图说明

图1为本发明实施例侧视示意图。

图1：1振动锤，2夹具，3外钢管，4内钢管，5输水管，6输气管，7环状喷气管，8环状喷水管，9竖向喷气管，10竖向喷水管，11空压机，12水池，13水泵。

具体实施方式

如图1，本发明一个典型实施例施工步骤如下：

①用吊车吊连在一起的振动锤(1)、夹具(2)与内外钢管(3，4)，将内外钢管(3，4)振入土层中；

②当地下有老粘土层，启动空压机(11)和水池(12)中的水泵(13)，压缩空气通过输气管(6)，从环状喷气管(7)和竖向喷气管(9)喷出，压力水通过输水管(5)，从环状喷水管(8)和竖向喷水管(10)喷出，内外钢管(3，4)边振动边下沉至超过旧桩长1m；

③静拔内钢管(4)至桩孔外，将桩土振落后，内钢管(4)放入外钢管(3)中；

④向内钢管(4)中填土至离盾构底标高还有2m时，灌入由钻孔灌注桩施工外排的废弃泥浆，掺入8％水泥搅拌成的水泥土浆，同时投放杂填土至地面，再将内外钢管(3，4)振动拔出。