[实用新型]一种孔压反力钢管桩拔桩装置与清土装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程领域中的基坑与桩基工程领域。

背景技术

钢管桩的拔出是岩土工程领域的基坑与桩基工程领域中的关键技术之一，钢管桩的拔出施工可实现钢管桩的回收再利用，对节约工程成本、减少建筑材料的消耗具备十分重要的工程价值。目前常用的钢管桩拔出方法主要包括静力拔桩法与振动拔桩法，该两种方法拔桩成本高且伴随拔桩带土，对周边环境有一定的影响。另外，目前的钢管桩的竖向抗拔承载力试验主要采用静载荷试验方法或平衡法进行拔桩，试验成本高。对于大型钢管桩及海洋工程中使用的钢管桩，试验成本更是十分昂贵。对于利用钢管桩护壁的工程桩施工往往在钢管桩拔出时伴随有缩径、断桩等问题，且桩土间的相互作用力较低，单桩承载力较低，未能充分挖掘地基土潜力，对于其它形式的灌注桩也存在上述问题。目前，降水管井的施工通常先钻孔，向钻孔内放置降水井管，在井管外侧回填中粗砂、碎石、粘土等管井滤料，然后通过繁琐的洗井工艺清出管井滤料中的泥浆。该施工工艺效率低、速度慢、成本高，且往往需要排放泥浆，对周边环境有一定污染。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供第一种孔压反力钢管桩拔桩方法，该孔压反力钢管桩拔桩方法能充分调动桩内土体在拔桩过程中提供反力作用，且可解决拔桩带土问题，对周边环境影响小，所用机械小，拔桩成本低。

该第一种孔压反力钢管桩拔桩方法包括以下步骤：

a)定位待拔钢管桩，并完成钢管桩上的密封桩塞的安装；

b)利用钢管桩的侧壁、密封桩塞、钢管桩内或钢管桩底部的土体，在钢管桩内形成流体储存腔；

c)向流体储存腔内注入气体、液体中的一种或两种组合；

d)通过向流体储存腔内持续注入气体或液体，增加流体储存腔内气体或液体的压强；

e)使钢管桩内土体的孔隙水压力或孔隙气压力增加；

f)利用注入流体储存腔内的气体或液体，将钢管桩内土体的孔隙水压力或孔隙气压力传递至位于钢管桩上的密封桩塞或钢管桩上；

g)利用作用于密封桩塞或钢管桩上的气体或液体压力作为拔桩力或作为拔桩力的一部分进行钢管桩拔出施工。

在上述的孔压反力钢管桩拔桩方法中，在上述的步骤g)中，可在钢管桩顶部安装振动锤，通过振动锤的振动减小拔桩阻力。

在上述的孔压反力钢管桩拔桩方法中，在上述的步骤g)中，可在钢管桩上施加上拔作用力协助拔桩施工。

在上述的孔压反力钢管桩拔桩方法中，在上述的步骤g)中，可在拔桩的同时，利用钢管桩外围地基土提供反力协助拔桩施工，同时减小钢管桩外侧拔桩带土。

在上述的孔压反力钢管桩拔桩方法中，在上述的步骤f)中，可将流体储存腔内的气体或液体的压强提高至可在钢管桩侧壁与土体之间形成薄层气膜或水膜，减小钢管桩的拔桩力及拔桩带土影响。

本发明的第二个目的在于提供第二种孔压反力钢管桩拔桩方法，该拔桩方法可以测量钢管桩的极限抗拔承载力，较传统的抗拔桩承载力试验方法，试验成本得到大幅度降低。

该第二种孔压反力钢管桩拔桩方法包括以下步骤：

a)定位待拔钢管桩，并完成钢管桩上的密封桩塞的安装；

b)利用钢管桩的侧壁、密封桩塞、钢管桩内或钢管桩底部的土体，在钢管桩内形成流体储存腔；

c)向流体储存腔内注入气体、液体中的一种或两种组合；

d)通过向流体储存腔内持续注入气体或液体，增加流体储存腔内气体或液体的压强；

e)使钢管桩内或钢管桩底部的土体的孔隙水压力或孔隙气压力增加；

f)利用注入流体储存腔内的气体或液体，将钢管桩内或钢管桩底部的土体的孔隙水压力或孔隙气压力传递至位于钢管桩上的密封桩塞或钢管桩上；

g)利用作用于密封桩塞或钢管桩上的气体或液体压力作为拔桩力或作为拔桩力的一部分进行拔桩，同时测量流体储存腔内的气体或液体的压强，并测量钢管桩的上拔位移量；

h)重复步骤g)，直至钢管桩达到上拔破坏；

i)记录整理步骤g)中记录的数据，根据压强换算拔桩力；

j)根据拔桩力与钢管桩上拔位移量的关系，计算单桩抗拔极限承载力。

在上述的第二种孔压反力钢管桩拔桩方法中，在上述步骤j)中，可结合抗拔桩极限平衡方程，根据拔桩过程中的气体或液体压强计算钢管桩在拔桩过程中的径向变形，对单桩极限抗拔承载力进行修正。