基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置及其施工方法与流程

本发明属于钢管桩施工，尤其涉及一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置及其施工方法。

背景技术：

1、在土木工程建设工程中，尤其是在水域建设工程中，通常会用到大量的临时钢管桩作为承重结构，如施工栈桥、施工平台等。当工程施工完成后，需将临时钢管桩予以拔除，避免对后续工程和环境造成影响，同时也可实现材料的回收利用。

2、钢管桩拔除最基本的力学原理是利用机械设备克服钢管桩外壁与周围土体之间的侧摩阻力，从而使钢管桩脱离土体。因此如何将钢管桩成功从土体拔除，有两种主要途径，一是增大机械设备提供的反力，二是减小钢管桩与土体间的侧摩阻力。

3、目前钢管桩拔除最常用的方法是利用起重机械、振动锤以及液压钳联合作业将钢管桩拔出，其原理采用的是第一种途径。该方法存在的最主要的问题有：

4、一、钢管桩设计承载力高，且由于施工过程中重型机械设备荷载作用以及土体自身的沉降密实，钢管桩与土体间的侧摩阻力会越来越大，因此在拔除钢管桩时比打入时更加困难，通常会用到比钢管桩打入时更大型号的机械设备，增加工程造价；

5、二、由于钢管桩拔除需提供巨大反力，拔除时易造成液压钳握持位置管壁撕裂或钢管桩焊缝位置断裂，导致拔桩失败，进而只能采取切割方式割除河床以上部分管桩，舍弃河床以下部分管桩，既浪费了大量钢材，又对河道环境产生一定影响，同时水下切割工作危险性高，工人施工安全性难以保证。

6、三、钢管桩拔除过程中容易对周边土体造成扰动，当钢管桩周边有其他既有建筑物时，容易对既有建筑物的安全产生影响。

7、针对现有技术存在的上述不足，本发明提出一种采用触变泥浆减小钢管桩与土体间侧摩阻力的方法来进行钢管桩的拔除。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置及其施工方法，采用触变泥浆减小钢管桩与土体间的侧摩阻力，极大的降低了拔除钢管桩所需提供的反力，从而可以采用小型机械设备进行钢管桩拔除，施工方便快捷。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置，其特征在于：包括钢管桩、注浆管道、触变泥浆，所述注浆管道分布在所述钢管桩内周并与所述钢管桩内壁固定连接，所述钢管桩下部埋入土体的部分均匀设有与所述注浆管道连接的出浆孔，且所述注浆管道通过所述出浆孔与所述钢管桩周围的土体连通，所述触变泥浆通过所述注浆管道、所述出浆孔注入所述钢管桩与周围土体之间，在所述钢管桩与周围土体间形成一圈触变泥浆套。

4、优选的，本发明的装置还包括用于触变泥浆制备及加压泵送的注浆设备、用于钢管桩拔除的起重设备以及振动锤。

5、优选的，所述注浆管道包括注浆主管、环形连通管，所述注浆主管沿所述钢管桩通长设置，所述注浆主管上端敞口，下端与封底板密封固接，以防泥浆从底部渗漏，所述环形连通管沿所述钢管桩竖向分布在所述钢管桩埋入土体部分的范围内，数量及间距可根据土层分布情况确定，所述环形连通管与所述注浆主管固定连接并相互连通。

6、优选的，所述环形连通管上设有与所述出浆孔位置相对应的出浆管，所述出浆管穿过所述出浆孔与所述钢管桩周围土体连通。

7、优选的，所述出浆管沿所述环形连通管环向均匀设置。

8、优选的，所述出浆孔在所述钢管桩下部埋入土体部分沿环向、竖向均匀分布。

9、优选的，所述注浆主管沿所述钢管桩环向均匀布置。

10、优选的，所述注浆主管的数量可根据桩径大小以及土层分布情况确定，设置三根及以上。

11、优选的，所述注浆主管、所述环形连通管分别与所述钢管桩焊接。

12、本发明还提供了一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置的施工方法，该方法包括如下步骤：

13、第一步，根据钢管桩的直径、打入深度、地质参数等确定拔桩所需设置的注浆主管、环形连通管、出浆管数量，将注浆主管下端与封底板焊接，并根据确定的参数在工厂预制带有注浆管道的钢管桩；

14、第二步，利用起重设备及振动锤进行钢管桩打入以及其他后续工程施工；

15、第三步，待工程施工完毕后，利用注浆设备通过提前设置好的注浆管道将触变泥浆注入钢管桩周围土体中；

16、第四步，钢管桩周边形成触变泥浆套且泥浆压力稳定后，利用起重设备及振动锤进行钢管桩拔除，拔除过程中保持注浆设备持续稳定工作直至钢管桩拔出河床底。

17、有益效果

18、本发明的有益效果是：

19、1.本发明的装置通过减小钢管桩与周围土体间的侧摩阻力，极大的降低了拔除钢管桩所需提供的反力，从而可以采用小型机械设备轻松将钢管桩拔除，降低工程造价，经济性好。

20、2.本发明的装置操作简单，施工方便快捷，可以保证将钢管桩完整的拔除，避免了对环境的污染及资源的浪费。

21、3.由于触变泥浆的润滑减阻作用，钢管桩拔除过程中对土体扰动小，从而降低对周边既有建筑物的影响。

22、4.通用性强，可直接应用，也可作为其他方法的辅助措施。

技术特征：

1.一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置，其特征在于：包括钢管桩、注浆管道、触变泥浆，所述注浆管道分布在所述钢管桩内周并与所述钢管桩内壁固定连接，所述钢管桩下部埋入土体的部分均匀设有与所述注浆管道连接的出浆孔，所述注浆管道通过所述出浆孔与所述钢管桩周围土体连通，所述触变泥浆通过所述注浆管道、所述出浆孔注入所述钢管桩与周围土体之间，在所述钢管桩与周围土体间形成一圈触变泥浆套。

2.根据权利要求1所述的一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置，其特征在于：还包括用于触变泥浆制备及加压泵送的注浆设备、用于钢管桩拔除的起重设备以及振动锤。

3.根据权利要求1所述的一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置，其特征在于：所述注浆管道包括注浆主管、环形连通管，所述注浆主管沿所述钢管桩通长设置，所述注浆主管上端敞口，下端与封底板密封固接，所述环形连通管沿所述钢管桩竖向分布于所述钢管桩埋入土体部分的范围内，所述环形连通管与所述注浆主管固定连接并相互连通。

4.根据权利要求3所述的一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置，其特征在于：所述环形连通管上设有与所述出浆孔位置相对应的出浆管，所述出浆管穿过所述出浆孔与所述钢管桩周围土体连通。

5.根据权利要求3所述的一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置，其特征在于：所述出浆管沿所述环形连通管环向均匀设置。

6.根据权利要求3所述的一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置，其特征在于：所述注浆主管沿所述钢管桩环向均匀布置。

7.根据权利要求3所述的一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置，其特征在于：所述注浆主管、所述环形连通管分别与所述钢管桩焊接。

8.根据权利要求3所述的一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置，其特征在于：所述注浆主管的数量为三根及以上。

9.一种权利要求1-8任一项所述的基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置的施工方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

技术总结
本发明属于钢管桩施工技术领域，尤其涉及一种基于触变泥浆减阻的临时钢管桩拔除装置及其施工方法，包括钢管桩、注浆管道、触变泥浆、注浆设备、起重设备以及振动锤，所述钢管桩下部埋入土体部分沿环向、竖向均匀设置有出浆孔，所述注浆管道分布在所述钢管桩内周并与所述钢管桩内壁固定连接，所述注浆管道与所述出浆孔连通，并通过所述出浆孔与周围土体连通，所述触变泥浆通过所述注浆管道注入所述钢管桩与周围土体间，在所述钢管桩与周围土体间形成一圈触变泥浆套。本发明的有益效果是：采用触变泥浆减小钢管桩与土体间的侧摩阻力，极大的降低了拔除钢管桩所需提供的反力，从而可以采用小型机械设备进行钢管桩拔除，施工方便快捷。

技术研发人员：蔡送宝,刘晓敏,周俊龙,宋立伟,耿文宾,强伟亮,谢朋林,李晓磊,白万帅,薛铖
受保护的技术使用者：中国建筑第六工程局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24