[实用新型]一种土塞补偿管桩拔桩装置

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程领域中的基坑围护工程领域。

背景技术

基坑围护工程是岩土工程的重要组成部分之一，目前常用的围护桩(墙)形式主要有钻孔灌注桩加隔水的水泥土桩、地下连续墙、钢板桩、SMW工法桩四大类，其中的前两类为现场浇筑而形成的以钢筋混凝土为主的桩(墙)体，耗材、耗能多，造价较高，容易因现场施工质量控制问题产生安全隐患。钢板桩与SMW工法桩一般在施工完成后拔出其中的钢材，围护桩(墙)的主要材料可循环使用，因此相对耗材、耗能较小，属于较经济环保的围护桩(墙)形式，但是钢板桩之间的搭接位置无法满足较严格的隔水要求，当基坑挖深较深时，钢板桩往往漏水严重，加之钢板桩刚度较低，从而限制其推广应用，SMW工法桩为了解决挡土隔水问题，需在受力构件(即H型钢)之间施工水泥土桩局部挡土并隔水，但当基坑较深时，水泥土桩受力开裂可能导致隔水失效，加之水泥土不可回收，有一定的材料消耗，因此造价仍然较高。基坑围护是一类临时性的工程，在基坑回填后即完成工程的所有使用价值，因此采用可回收的预制构件(如抗弯抗、抗扭、剪性能好的钢管)进行围护可节材、节能，大幅度降低工程造价，且施工质量易控制，具备广阔的发展前景，本人此前提出了全回收的基坑围护系统，全回收的基坑围护系统的围护桩(墙)可采用H型钢、钢管、钢板等制作。但若因拔桩拖带沉降等问题的限制，使得围护桩(墙)只能采用横截面开口的H型钢等钢结构拼装而成，横截面开口的钢结构因存在横向刚度低易压曲的确定，在插入施工时只能采用振动法进行插入施工，在施工时产生的噪音与振动对周边环境有一定的影响，使其应用受到一定的限制，另外，插拔施工会产生一定量的拖带沉降。而刚度大、承载力高的横截面闭口的钢结构，如钢管等，虽然其横向刚度较大，可以采用静压的方式进行插入施工，但在拔出时在土体中留下较大的孔洞，拖带沉降与水平位移很大，是钢管桩在基坑围护中的应用的最大障碍。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种土塞补偿管桩拔出施工方法。该土塞补偿管桩拔出施工方法可消除拔桩后留在土体中的孔隙，基本消除拔桩拖带沉降，且可降低拔桩反力，大幅度降低了预制隔水桩基坑围护工程成本。

该土塞补偿管桩拔出施工方法包括如下步骤：

a)确定需要拔出的管桩位置与管桩内的土塞位置；

b)将待拔出的管桩与拔桩装置固定；

c)利用静力拔桩法、桩周应力解除拔桩法与振动拔桩法中的一种或几种组合进行管桩拔出施工，同时利用土塞强度降低法、静压法、振动法与锤击法中的一种或几种组合给土塞施加压力，使管桩内部土塞在拔桩过程中不伴随管桩的拔出而拔出；

d)拔出管桩，并解除拔桩装置与已拔出的管桩之间的连接；

e)重复步骤a)至步骤d)，进行下一根管桩拔出施工，直至施工完成。

在上述的土塞补偿管桩拔出施工方法中，在上述步骤c)中，可在拔桩施工过程中，通过将土塞压缩并充填管桩拔出留下的孔隙减小拔桩对周围环境的影响。

在上述的土塞补偿管桩拔出施工方法中，在上述步骤c)中，在拔桩施工前，利用搅拌法与旋喷法中的一种或两种组合，将待拔的管桩内部土塞强度大幅度降低或降低土塞与管桩内壁的摩擦力。

在上述的土塞补偿管桩拔出施工方法中，在上述步骤c)中，在给土塞施加压力前，在管桩中空部位的土塞上部铺填砂石料作为垫层。

本发明的第二个目的在于提供土塞补偿管桩拔出施工方法所用的一种土塞补偿管桩拔桩装置，该土塞补偿管桩拔桩装置可顺利完成土塞补偿管桩拔出施工，结构简单，造价低。

该土塞补偿管桩拔桩装置包括土塞阻挡装置、动力装置与管桩固定装置三部分，其中的土塞阻挡装置是位于管桩中空部位压在土塞上且能阻止土塞在管桩拔出过程中上移的结构，管桩固定装置为与管桩牢固连接的器具，动力装置是提供拔桩动力或提供拔桩动力兼给土塞阻挡装置提供控制力的器具。

在上述的土塞补偿管桩拔桩装置中，上述的土塞阻挡装置可以是放置于管桩中空部位的柱状或板状体、传力装置中的一种或两种组合。

在上述的土塞补偿管桩拔桩装置中，上述的动力装置可以是振动锤、吊车、滑轮组、千斤顶或油缸中的一种或几种组合。

本发明的一种土塞补偿管桩拔出施工方法及其所用的土塞补偿管桩拔桩装置，可顺利实现管桩的拔出施工，特别适用于横截面为闭曲线或部分横截面为闭曲线或横截面为小开口曲线的管桩拔出施工，本发明的最大贡献是解决了管桩拔出时在土体中留有孔洞而造成拖带沉降等难题，为管桩，特别是钢管桩在基坑围护中的应用扫除了最后一道障碍。