水中桥梁临时工程用钢管桩拔除方法
【专利摘要】本发明公开了一种水中桥梁临时工程用钢管桩拔除方法，先通过计算选用振动锤型号和吊装设备，并准备运输驳船，配套进场至作业区域；然后钢管桩桩顶抄平；之后吊装设备到达作业区域，根据吊臂长及作业半径抛锚就位，同时振动锤和运输驳船也靠钢管桩附近就位；启动振动锤，使钢管桩下沉，再振动拔桩，钢管桩上升后吊装设备直接拔桩，直至钢管桩脱离泥面；最后钢管桩落于运输驳船上，振动锤松桩，完成拔桩。另外，长度超过45m的钢管桩宜采用分两节拔除的方法，先将钢管桩拔出一部分；然后将钢管桩在水面以上的部分割断；最后将钢管桩的余下部分拔出。本发明可操作性强，劳动强度低，便于使用，安全环保，能够加快施工进度，降低施工成本。
【专利说明】水中桥梁临时工程用钢管粧拔除方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在跨海(江、河)桥梁临时工程用钢管桩拔除方法，具体的说，是涉及栈桥、临时码头、钻孔平台等基桩用钢管桩拔除施工方法。
【背景技术】
[0002]施工栈桥作为陆地与海上施工平台的连接通道，码头主要是承担水上物资运输船只靠泊、卸货设施，钻孔平台作为钻孔灌注桩施工阶段海上作业场所，上述临时工程可以减少水上船舶施工带来的组织管理难度和施工风险，同时大大提高了生产效率，取得了良好经济效益和社会效益。
[0003]以上临时工程基础根据不同地质条件、冲刷深度，基桩一般均采用钢管桩，使用打桩船或起重船配合振动锤插打，通过钢管桩之间横联设计，上面搭设工字钢或贝雷桁架结构及桥面系，使得钢管桩稳固于茫茫大海中，为海上施工作业创造良好的条件。在以往的桥梁施工中，大部分施工单位都采取在施工完成后，进行水下切割的方法来处理临时工程的钢管桩，这种方法既对施工海域环境造成了一定的影响，又浪费了施工材料，同时水下切割的潜水费用也非常高。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的是现有跨海(江、河)桥梁临时工程钢管桩拆除操作不便、费用高的技术问题，提供一种水中桥梁临时工程用钢管桩拔除方法，可操作性强、安全程度高、施工效率快，优势明显。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现:
[0006]一种水中桥梁临时工程用钢管桩拔除方法，所述钢管桩的长度小于等于45m，包括如下步骤:
[0007](I)通过计算选用振动锤型号和吊装设备，并准备运输驳船，配套进场至作业区域；
[0008](2)钢管桩桩顶抄平，使钢管桩桩顶平面与钢管桩轴线处于垂直位置；
[0009](3)吊装设备到达作业区域，根据吊臂长及作业半径抛锚就位，同时振动锤和运输驳船也靠钢管桩附近就位；
[0010](4)启动振动锤，使钢管桩下沉5?1cm,振动拔桩,钢管桩上升15?20m后，吊装设备直接拔桩，直至钢管桩脱离泥面；
[0011](5)钢管桩落于运输驳船上，振动锤松桩，完成拔桩。
[0012]一种水中桥梁临时工程用钢管桩拔除方法，所述钢管桩的长度大于45m，包括如下步骤:
[0013](一)将钢管桩拔出2O?25m;
[0014]( 二 )将钢管桩在水面以上的部分割断；
[0015](三)将钢管桩的余下部分拔出；
[0016]所述步骤(一)和步骤(三)的具体施工步骤如下:
[0017](I)通过计算选用振动锤型号和吊装设备，并准备运输驳船，配套进场至作业区域；
[0018](2)钢管桩桩顶抄平，使钢管桩桩顶平面与钢管桩轴线处于垂直位置；
[0019](3)吊装设备到达作业区域，根据吊臂长及作业半径抛锚就位，同时振动锤和运输驳船也靠钢管桩附近就位；
[0020](4)启动振动锤，使钢管桩下沉5?1cm,振动拔桩,钢管桩上升15?20m后，吊装设备直接拔桩，直至钢管桩脱离泥面；
[0021](5)钢管桩落于运输驳船上，振动锤松桩，完成拔桩。
[0022]其中，所述钢管桩的直径为0360mm?01 OOOmm.
[0023]其中，所述钢管桩在泥面以上至浪溅区部位涂刷有防腐涂层。
[0024]其中，所述步骤(4)之前在所述钢管桩桩顶和所述振动锤夹桩处含有加劲板。
[0025]本发明的有益效果是:
[0026](一 )可以节约大量钢材，利于材料周转，节省临时工程拆除时间；
[0027]( 二)减少跨海(江、河)大桥临时工程拆除的费用，提高效率；
[0028](三)减少对作业作业海域环境的影响，安全环保；
[0029]综上所述，本发明可操作性强，劳动强度低，便于使用，安全环保，能够加快施工进度，降低施工成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]附图是本发明所提供的水中桥梁临时工程用钢管桩拔除方法的施工状态示意图。
[0031]图中:1、钢管桩；2、振动锤；3、吊装设备；4、运输驳船。
【具体实施方式】
[0032]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0033]一、振动锤2的选择
[0034]国外振动锤2振动沉桩理论是:通过给钢管桩I以强制振动，传播给予钢管桩I接触的土层，以引起土壤物理性能的改变，即使钢管桩I周围的土松动产生“液化”，减少钢管桩I周围土体摩擦阻力，从而达到沉入或拔除钢管桩I的目的。所以振动锤2的选择原则为:振动锤2的拔桩力 > 钢管桩I桩体之间的摩擦力。
[0035]A、振动锤2拔桩力S(KN):根据桥位地质资料和钢管桩I的入土深度、入土的土层，由此可根据公式:P = UL τ +G
[0036]P-静摩擦力KN
[0037]U-钢管桩I周长m
[0038]L-有效入土桩长
[0039]τ -对应土层与桩壁的极限摩擦力kpa
[0040]G-钢管桩I的重量KN
[0041]按以往拔桩的经验，砂性土“液化”后，摩擦力相当于原来的5%?10%，粘性土层相当于原来的15%?20%，由以上可推算出最大拔桩力。
[0042]B、振动振幅A(cm):振动锤2拔除钢管桩I时，使钢管桩I发生振动的必要振幅要大于桩接触土的瞬间全部弹性压力，必要振幅对地基的硬度比为:A ^ N/125+0.3。其中N为相应土层的标贯击数。
[0043]C、振动锤2偏心力矩K (N.m)及必要重力QB (kN):确定必要振幅A，便可求出振动锤2偏心力矩。K彡A(QB+QC)。式中:QB为振动锤2重力，QC为钢管桩I重力。
[0044]二、吊装设备3的选择
[0045]吊装设备3的选择的原则是:起重力 > 振动锤2重力+夹桩器重力+油管组重力+钢管桩I重力+桩土摩擦阻力。
[0046]如美国进口 ICE44-50型振动锤2重力+夹桩器重力+油管组重力约为80KN，ICE-V360型振动锤2重力+夹桩器重力+油管组的重力约为180kN，就可以计算出码头、栈桥及钻孔平台钢管桩I的起重设备所需最大起重力。由于以上计算的最大拔桩力为钢管桩I在静态下的摩擦力，考虑到钢管桩I在拔出过程中的桩土需要乘以动摩擦系数。
[0047]三、钢管桩I拔除施工工艺
[0048]由于受到吊装设备3吊臂长度的限制，同时考虑钢管桩I拔出后的落驳效率，长度超过45m的钢管桩I宜采用分两节拔除的方法。根据钢管桩I的入土深度及吊装设备3的起重力，确定第一节需要拔出的高度(一般为20?25m)，并将钢管桩I在水面以上割断，第二节可利用吊装设备3直接拔桩，以提高拔桩效率。
[0049]如附图所示，钢管桩I拔出的具体施工步骤如下:
[0050]①、钢管桩I拔除施工准备
[0051]通过计算确定好振动锤2型号和吊装设备3，并准备运输驳船4，配套进场至作业区域。
[0052]②、钢管桩I桩顶抄平
[0053]钢管桩I桩顶未按要求抄平，导致振动锤2夹桩时不能夹平，振动拔桩过程中拔桩力与钢管桩I桩土摩擦力不在同一直线上，拔桩力增加，钢管桩I桩顶容易破裂，所以在拔桩前必须对钢管桩I桩顶进行抄平，使钢管桩I桩顶平面与钢管桩I轴线处于垂直位置，确保拔桩力与桩土摩擦力在同一直线上。
[0054]③、吊装设备3抛锚就位
[0055]吊装设备3到达作业区域，根据吊臂长及作业半径停泊在适当位置，进行抛锚就位，同时振动锤2和运输驳船4也应靠钢管桩I附近就位。
[0056]④、拔除钢管桩I
[0057]启动振动锤2,钢管桩I下沉5?1cm,振动拔桩,钢管桩I上升15?20m,吊装设备3直接拔桩，直至钢管桩I脱离泥面。
[0058]⑤、钢管桩I落驳
[0059]钢管桩I落于运输驳船4上，振动锤2松桩，完成拔桩。
[0060]注意事项
[0061]在拔桩过程中注意:钢管桩I桩顶腐蚀严重，降低了钢管桩I的抗拉强度，振动拔桩过程中钢管桩I桩顶容易破裂。所以在钢管桩I沉桩前要采取必要的防腐措施减少钢管桩I的腐蚀，或在钢管桩I拔除前对桩顶和振动锤2夹桩处采取焊接加劲板，增加桩顶的强度，
[0062]在振动拔桩过程中，拔桩力突然增加使桩顶受力突然增大，也容易导致钢管桩I桩顶破裂。所以在拔桩时，拔桩力必须逐渐增加，防止桩顶瞬间受力过大。拔桩时，由于桩身在土层中已有一定时间，桩周土体已趋稳定，所以振动锤2提升前应先让桩身振动5min左右，使桩周围的土壤发生“液化”后再开始振动提升，即拔桩时应遵守“先振后拔，边振边拔”的原则。如果在振动提升的过程中出现拔桩力突然增加，还可采取“再振再拔”的方法。施工如遇到特殊情况拔不动钢管桩时，应停止拔桩，分析原因，找出对策，再行拔桩。
[0063]振动锤2系统的安全和保护装置，在下列情况下会自动停机:夹桩器压力减少；液压油在油箱里处于最低水平面；液压油温度过高；液压油过滤器堵塞；柴油过滤器堵塞等。拔桩过程中应该经常对以上情况进行检查。
[0064]根据不同规格钢管桩I拔除施工实践表明，临时工程设计时应考虑到其拆除方便和可靠性。鉴于ICE44-50型振动锤只能够对01000mm以下规格钢管桩I进行拔除，而ICE-V360型振动锤虽然能够拔除01200mm以上规格钢管桩I，但目前国内数量很少，国内既有振动锤设备更无法应付。为此在今后桥梁建设临时工程设计施工尽量采用不超过01000mm以下规格钢管桩1，最好是直径在06OOmm~08OOmm范围内的钢管桩1，以方便其拆除工作的进行。
[0065]此外。根据拔除施工现场经验表明，钢管桩I插打时对其泥面以上至浪溅区部位采用油漆涂装意义重大；而未进行浪溅区部位防腐涂装的钢管桩1，在进行拔除施工时往往容易发生钢管桩I拔断，甚至在泥面以下部位无法拔除的事故；即使该钢管桩I能够完全拔除，其泥面以上至浪溅区部位往往腐蚀严重以致无法周转使用，这势必造成施工周转材料的极大浪费。
[0066]尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种水中桥梁临时工程用钢管桩拔除方法，其特征在于，所述钢管桩的长度小于等于45m，包括如下步骤: (1)通过计算选用振动锤型号和吊装设备，并准备运输驳船，配套进场至作业区域； (2)钢管桩桩顶抄平，使钢管桩桩顶平面与钢管桩轴线处于垂直位置； (3)吊装设备到达作业区域，根据吊臂长及作业半径抛锚就位，同时振动锤和运输驳船也靠钢管桩附近就位； (4)启动振动锤,使钢管桩下沉5?1cm,振动拔桩,钢管桩上升15?20m后，吊装设备直接拔桩，直至钢管桩脱离泥面； (5)钢管桩落于运输驳船上，振动锤松桩，完成拔桩。
2.一种水中桥梁临时工程用钢管桩拔除方法，其特征在于，所述钢管桩的长度大于45m,包括如下步骤: (一)将钢管桩拔出20?25m； (二)将钢管桩在水面以上的部分割断； (三)将钢管桩的余下部分拔出； 所述步骤(一)和步骤(三)的具体施工步骤如下: (1)通过计算选用振动锤型号和吊装设备，并准备运输驳船，配套进场至作业区域； (2)钢管桩桩顶抄平，使钢管桩桩顶平面与钢管桩轴线处于垂直位置； (3)吊装设备到达作业区域，根据吊臂长及作业半径抛锚就位，同时振动锤和运输驳船也靠钢管桩附近就位； (4)启动振动锤,使钢管桩下沉5?1cm,振动拔桩,钢管桩上升15?20m后，吊装设备直接拔桩，直至钢管桩脱离泥面； (5)钢管桩落于运输驳船上，振动锤松桩，完成拔桩。
3.根据权利要求1或2所述的一种水中桥梁临时工程用钢管桩拔除方法，其特征在于，所述钢管桩的直径为0360mm?01 OOOmm?
4.根据权利要求1或2所述的一种水中桥梁临时工程用钢管桩拔除方法，其特征在于，所述钢管桩在泥面以上至浪溅区部位涂刷有防腐涂层。
5.根据权利要求1或2所述的一种水中桥梁临时工程用钢管桩拔除方法，其特征在于，所述步骤(4)之前在所述钢管桩桩顶和所述振动锤夹桩处含有加劲板。
【文档编号】E02D9/02GK104196026SQ201410228716
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】王刚, 陈荣, 马晶晶, 王延忠, 于淼 申请人:天津二十冶建设有限公司