一种孔压反力钢管桩拔桩方法及其拔桩装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及岩土工程领域中的基坑围护与粧基工程领域。
【背景技术】
[0002]钢管粧的拔出是岩土工程领域的基坑围护与粧基工程领域中的关键技术之一，钢管粧的拔出施工可实现钢管粧的回收再利用，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。目前常用的钢管粧拔出方法主要包括静力拔粧法与振动拔粧法，该两种方法拔粧成本高且伴随拔粧带土，对周边环境有一定的影响。另外，目前的钢管粧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粧，试验成本高。对于大型钢管粧及海洋工程中使用的钢管粧，试验成本更是十分昂贵。
【发明内容】
[0003]本发明的第一个目的在于提供第一种孔压反力钢管粧拔粧方法，该孔压反力钢管粧拔粧方法能充分调动粧内土体在拔粧过程中提供反力作用，且可解决拔粧带土问题，对周边环境影响小，所用机械小，拔粧成本低。
[0004]该第一种孔压反力钢管粧拔粧方法包括以下步骤:
[0005]a)定位待拔钢管粧，并完成钢管粧上的密封粧塞的安装；
[0006]b)利用钢管粧的侧壁、密封粧塞、钢管粧内土体，在钢管粧内形成流体储存腔；
[0007]c)向流体储存腔内注入气体、液体中的一种或两种组合；
[0008]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；
[0009]e)使钢管粧内土体的孔隙水压力或孔隙气压力增加；
[0010]f)利用注入流体储存腔内的气体或液体，将钢管粧内土体的孔隙水压力或孔隙气压力传递至位于钢管粧上的密封粧塞；
[0011]g)利用作用于密封粧塞上的气体或液体压力作为拔粧力或作为拔粧力的一部分进行钢管粧拔出施工。
[0012]在上述的孔压反力钢管粧拔粧方法中，在上述的步骤g)中，可在钢管粧顶部安装振动锤，通过振动锤的振动减小拔粧阻力。
[0013]在上述的孔压反力钢管粧拔粧方法中，在上述的步骤g)中，可在钢管粧上施加上拔作用力协助拔粧施工。
[0014]在上述的孔压反力钢管粧拔粧方法中，在上述的步骤g)中，可在拔粧的同时，利用钢管粧外围地面提供反力协助拔粧施工，同时减小钢管粧外侧拔粧带土。
[0015]在上述的孔压反力钢管粧拔粧方法中，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粧侧壁与土体之间形成薄层气膜或水膜，减小钢管粧的拔粧力及拔粧带土影响。
[0016]本发明的第二个目的在于提供一种孔压反力钢管粧拔粧方法所用的拔粧装置，该拔粧装置可快速顺利实施孔压反力钢管粧拔粧方法，且可解决拔粧带土问题，对周边环境影响小，所用机械小，拔粧成本低。
[0017]该拔粧装置包括密封粧塞、钢管粧、钢管粧内土体、流体储存腔、流体输送管道、流体注入器六部分，其中密封粧塞为与钢管粧的侧壁牢固连接且可封堵钢管粧内空腔的结构，钢管粧为位于岩土体中带有中空管状结构的构件，流体储存腔为由密封粧塞、钢管粧的侧壁、钢管粧内土体围合而成的空间，流体输送管道为将气体或液体注入流体储存腔的管状结构，流体注入器为将流体加压后通过流体输送管道注入流体储存腔的器具。
[0018]在上述的拔粧装置中，上述的流体注入器可以是空气压缩机、水泵、油泵中的一种或几种组合。
[0019]在上述的拔粧装置中，可增加能够提供上拔力的机械设备辅助拔粧。
[0020]在上述的拔粧装置中，可在钢管粧上安装振动锤，以减小拔粧阻力。
[0021]在上述的拔粧装置中，上述的密封粧塞由挡板、盖板、软垫三部分组成。
[0022]在上述的拔粧装置中，可在钢管粧的侧壁开孔安装用于提高密封粧塞承载能力的加强栓。
[0023]在上述的拔粧装置中，可在挡板与盖板之间用连接螺栓连接。
[0024]本发明的第三个目的在于提供第二种孔压反力钢管粧拔粧方法，该拔粧方法可以测量钢管粧的极限抗拔承载力，较传统的抗拔粧承载力试验方法，试验成本得到大幅度降低。
[0025]该第二种孔压反力钢管粧拔粧方法包括以下步骤:
[0026]a)定位待拔钢管粧，并完成钢管粧上的密封粧塞的安装；
[0027]b)利用钢管粧的侧壁、密封粧塞、钢管粧内土体，在钢管粧内形成流体储存腔；
[0028]c)向流体储存腔内注入气体、液体中的一种或两种组合；
[0029]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；
[0030]e)使钢管粧内土体的孔隙水压力或孔隙气压力增加；
[0031]f)利用注入流体储存腔内的气体或液体，将钢管粧内土体的孔隙水压力或孔隙气压力传递至位于钢管粧上的密封粧塞；
[0032]g)利用作用于密封粧塞上的气体或液体压力作为拔粧力或作为拔粧力的一部分进行拔粧，同时测量流体储存腔内的气体或液体的压强，并测量钢管粧的上拔位移量；
[0033]h)重复步骤g)，直至钢管粧达到上拔破坏；
[0034]i)记录整理步骤g)中记录的数据，根据压强换算拔粧力；
[0035]j)根据拔粧力与钢管粧上拔位移量的关系，计算单粧抗拔极限承载力；
[0036]在上述的第二种孔压反力钢管粧拔粧方法中，在上述步骤j)中，可结合抗拔粧极限平衡方程，根据拔粧过程中的气体或液体压强计算钢管粧在拔粧过程中的径向变形，并对单粧极限抗拔承载力进行修正。
[0037]在上述的第二种孔压反力钢管粧拔粧方法中，在上述步骤j)中，可依据总的拔粧力减去钢管粧内侧摩阻力计算单粧抗拔极限承载力。
[0038]在在上述的第二种孔压反力钢管粧拔粧方法中，在上述步骤j)中，在计算钢管粧内侧土体摩阻力时，可忽略钢管粧内土体孔隙水压力或孔隙气压力的增加对侧摩阻力的影响。
[0039]本发明的第四个目的在于提供二种孔压反力钢管粧拔粧方法所用的拔粧装置，该拔粧装置可顺利实施第二种孔压反力钢管粧拔粧方法，且可测量单粧抗拔极限承载力，成本低，速度快。
[0040]该拔粧装置包括密封粧塞、钢管粧、钢管粧内土体、流体储存腔、流体输送管道、流体注入器、压强测量仪、粧顶位移测量仪八部分，其中密封粧塞为与钢管粧的侧壁牢固连接且可封堵钢管粧内空腔的结构，钢管粧为位于岩土体中带有中空管状结构的构件，流体储存腔为由密封粧塞、钢管粧的侧壁、钢管粧内土体围合而成的空间，流体输送管道为将气体或液体注入流体储存腔的管状结构，流体注入器为将流体加压后通过流体输送管道注入流体储存腔的器具，粧顶位移测量仪为测量在拔粧过程中钢管粧粧顶位移变化的仪器，压强测量仪为测量流体储存腔内流体压强的仪器。
[0041]本发明的孔压反力钢管粧拔粧方法及其拔粧装置，能充分调动钢管粧内土体的孔压作用反力提供拔粧反力，拔粧设备小，造价低，且可解决拔粧带土对周边环境影响的难题。
【附图说明】
[0042]图1为本发明的第一个实施例与第二个实施例所用的孔压反力钢管粧拔粧方法所用的拔粧装置结构构造示意图；
[0043]图2为本发明的第一个实施例与第二个实施例所用的孔压反力钢管粧拔粧方法所用钢管粧横截面示意图；