一种有限空间内的拔桩方法及拔桩机与流程

1.本技术涉及土建技术领域，尤其涉及一种有限空间内的拔桩方法及拔桩机。


背景技术：

2.水下钢管桩主要作为施工栈桥中的临时设施进行使用，钢管桩使用量大，使用范围广。如果单纯作为施工栈桥使用，在桥侧建立，待项目完成后可以直接拔出，上部操作空间不受限制。然而实际工程很多水上项目中钢管桩作为一种临时设施应用于桥梁箱梁的生产过程中，在钢管桩是架设贝雷梁，上面搭设脚手架，形成满堂支架，在满堂支架上铺装模板，再进行箱梁浇筑，待桥梁建成后，满堂支架和贝雷梁依次拆除，就只剩钢管桩在水中，这时的钢管桩位于桥梁正下方，在拔除时施工空间受限，大型施工机械无法进入桥下，这就使得有限空间的拔桩显得尤为困难。
3.目前，国内外对于有限施工空间的水下钢管桩拔桩方法。如借助浮船、震锤、牵引卷扬机和拔桩反力支架等构件进行拔桩施工，主要是通过震锤的震动使得桩周围的土松散，从而减小桩和土的侧摩阻力，利用反力支架改变卷扬机传递来的力的方向，卷扬机在装置中主要提供拔桩的动力。存在拔桩设备复杂，拔桩设备施工成本高的问题。
4.申请内容
5.本技术提供一种有限空间内的拔桩方法及拔桩机，能够使得有限空间钢管桩拔桩施工简便，拔桩成本低、效率高。
6.第一方面，本技术的实施例提供了一种有限空间内的拔桩方法，包括以下步骤：提供拔桩机，拔桩机包括拔桩用支撑基础、拔桩用上支顶装置和顶升组件。将拔桩用支撑基础设置在桩体的外周面，将拔桩用上支顶装置固定在桩体，将顶升组件安装在拔桩用支撑基础，并支顶拔桩用上支顶装置。令顶升组件顶升，使得拔桩用上支顶装置上升并带动桩体拔升。将拔桩用上支顶装置向下移动一定距离，然后再次将拔桩用上支顶装置固定在桩体，令顶升组件顶升，重复此步骤，直至桩体完全拔出。
7.在其中一些实施例中，拔桩用支撑基础包括支撑体和环形箍部件，支撑体为轴线呈竖直延伸的中空结构，支撑体由环绕竖直线均匀布置的多个支撑单元构成，环形箍部件紧箍在支撑体。将拔桩用支撑基础设置在桩体的外周面，包括：将各支撑单元环绕桩体布置构成支撑体，然后将环形箍部件紧箍在支撑体的外周壁，实现将拔桩用支撑基础设置在桩体的外周面。
8.在其中一些实施例中，支撑体自上至下逐渐扩张。将拔桩用上支顶装置固定在桩体之前，将沙土填充在支撑体的内周壁与桩体的外周壁之间。
9.在其中一些实施例中，将各支撑单元环绕桩体布置之前，在桩体的外周面铺设沙土，将各支撑单元环绕桩体布置之时，将各支撑单元支撑在沙土，使得构成支撑体之时，沙土填充在支撑体的内周壁与桩体的外周壁之间。
10.在其中一些实施例中，将拔桩用上支顶装置固定在桩体之后，在位于拔桩用上支顶装置的上方的桩体固定止挡部件。
11.第二方面，本技术的实施例提供了一种拔桩机，包括拔桩用支撑基础、拔桩用上支顶装置和顶升组件。拔桩用支撑基础用于设置在桩体的外周面。拔桩用上支顶装置用于固定在桩体。顶升组件安装在拔桩用支撑基础，并支顶拔桩用上支顶装置，使得顶升组件顶升，拔桩用上支顶装置上升并带动桩体拔升。
12.在其中一些实施例中，拔桩用支撑基础包括支撑体和环形箍部件，支撑体为轴线呈竖直延伸的中空结构，支撑体由环绕竖直线均匀布置的多个支撑单元构成，环形箍部件紧箍在支撑体的外周壁。
13.在其中一些实施例中，支撑体自上至下逐渐扩张。
14.在其中一些实施例中，拔桩用上支顶装置包括承垫环体和缩紧圆台，承垫环体为轴线呈竖直延伸的中空结构，缩紧圆台位于承垫环体，缩紧圆台为轴线呈竖直延伸且自下至上逐渐收缩的中空结构，缩紧圆台的轴线与承垫环体的轴线重合，缩紧圆台由环绕竖直线设置的多个缩紧单元构成，相邻的缩紧单元之间均具有缩缝，缩缝的宽度自下至上逐渐变大。
15.在其中一些实施例中，拔桩用上支顶装置还包括环箍，环箍紧箍在缩紧圆台的外周壁。
16.根据本技术的实施例提供的一种有限空间内的拔桩方法，包括以下步骤：提供拔桩机，拔桩机包括拔桩用支撑基础、拔桩用上支顶装置和顶升组件。将拔桩用支撑基础设置在桩体的外周面，将拔桩用上支顶装置固定在桩体，将顶升组件安装在拔桩用支撑基础，并支顶拔桩用上支顶装置。令顶升组件顶升，使得拔桩用上支顶装置上升并带动桩体拔升。将拔桩用上支顶装置向下移动一定距离，然后再次将拔桩用上支顶装置固定在桩体，令顶升组件顶升，重复此步骤，直至桩体完全拔出。本技术的拔桩方法操作简单，施工效率高，并且所需空间极小，同时各部件可重复利用，大幅度降低了施工成本，减少了施工废料，本技术的拔桩方法解决了有限空间钢管桩拔桩施工复杂，拔桩成本高、效率低的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本技术实施例中拔桩用支撑基础的结构示意图；
19.图2为本技术实施例中支撑单元的结构示意图；
20.图3为本技术实施例中拔桩机的结构示意图；
21.图4为本技术实施例中拔桩用上支顶装置的结构示意图；
22.图5为本技术实施例中缩紧单元的结构示意图。
23.具部实施方式
24.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具部实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
25.参阅图1
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5，本技术的实施例提供了一种有限空间内的拔桩方法。拔桩可以为拔钢
管桩。拔桩方法包括以下步骤：
26.第一步、提供拔桩机1，拔桩机1包括拔桩用支撑基础10、拔桩用上支顶装置20和顶升组件30。
27.其中，拔桩用支撑基础10用于设置在桩体2的外周面(也就是桩体2周围的地基)上。拔桩用支撑基础10可以包括支撑体11和环形箍部件12。
28.支撑体11可以用于对桩体2进行水平方向的限位以及为拔桩操作提供支撑。支撑体11可以为轴线呈竖直延伸的中空结构。支撑体11可以自上至下逐渐扩张，此时，支撑体11可以具体为中空台状结构，使得桩体2贯穿支撑体11的中空部，支撑体11的上部抵触在桩体2的外周壁上，支撑体11的下部支撑在桩体2的外周面上，支撑体11的中空部可以填充沙土作为支撑。
29.支撑体11可以具有支撑底110，支撑底110可以为轴线呈竖直延伸的中空结构，可以具体为中空台状结构。支撑底110的内周壁和外周壁可以均为自上至下逐渐扩张的斜面。支撑底110的内周壁和外周壁的任一径向截面可以均为圆形或椭圆形。
30.支撑体11可以还具有支撑台111，支撑台111可以位于支撑底110的上部。支撑台111可以为轴线呈竖直延伸的中空结构，可以具体为中空筒状结构。支撑台111的内周壁和外周壁可以均为竖直面。支撑台111的内周壁和外周壁的任一径向截面可以均为圆形。支撑台111的轴线可以与支撑底110的轴线重合。支撑台111的内径可以大于或等于支撑底110的上端的内径，如支撑台111的内径可以大于支撑底110的上端的内径。
31.支撑体11可以由环绕竖直线均匀布置的多个支撑单元112构成。各支撑单元112可以为钢筋混凝土预制件。
32.环形箍部件12用于阻止支撑体11的下部外扩。环形箍部件12可以紧箍在支撑体11的外周壁上。环形箍部件12可以紧箍在支撑体11的下部。支撑体11上可以具有环形箍槽，环形箍槽由各支撑单元112上的沟槽拼接而成。环形箍部件12可以位于环形箍槽中。环形箍部件12可以为钢丝绳。上述设置令各支撑单元112构成稳定的、可承受竖向作用力的结构。
33.拔桩用上支顶装置20用于固定在桩体2上。拔桩用上支顶装置20包括承垫环体21和缩紧圆台22。
34.承垫环体21用于提供支撑。承垫环体21为轴线呈竖直延伸的中空结构。
35.缩紧圆台22用于夹紧桩体2。缩紧圆台22位于承垫环体21上，可以位于承垫环体21的顶部。缩紧圆台22可以为轴线呈竖直延伸且自下至上逐渐收缩的中空结构，可以具体为中空台状结构。缩紧圆台22的内周壁和外周壁可以均为自下至上逐渐收缩的斜面。缩紧圆台22的内周壁和外周壁的任一径向截面可以均位于圆形上。缩紧圆台22上部的内径和外径可以对应小于下部的内径和外径。缩紧圆台22的轴线可以与承垫环体21的轴线重合。
36.缩紧圆台22可以由环绕竖直线设置的多个缩紧单元220构成。各缩紧单元220可以为钢构件。相邻的缩紧单元220之间均具有缩缝221，缩缝221的宽度自下至上逐渐变大。此时，缩紧圆台22的上部开口可扩缩，记为扩口。扩口的内侧面在竖直方向上和水平方向上可以均为弧形。各缩紧单元220的下部可以紧密结合，使得各缩紧单元220的下端构成缩紧圆台22的下缘，缩紧圆台22只有上部开口可扩缩。上述设置使得在缩紧圆台22未套入桩体2时，缩紧单元220紧密结合，缩紧圆台22无缩缝221，扩口的直径小于桩体2直径。在缩紧圆台22套入桩体2的状态下，缩缝221始终存在，使得缩紧圆台22的上部开口可扩缩。
37.拔桩用上支顶装置20可以还包括环箍23，环箍23用于将各缩紧单元220的下端连接。环箍23可以紧箍在缩紧圆台22的外周壁上。环箍23可以紧箍在缩紧圆台22的下部。缩紧圆台22上可以具有环形槽，环形槽由各缩紧单元220上的沟槽拼接而成。环箍23可以位于环形槽中。环箍23可以为钢制环体。
38.顶升组件30用于顶升拔桩用上支顶装置20。顶升组件30安装在拔桩用支撑基础10上，并支顶拔桩用上支顶装置20，使得顶升组件30顶升，拔桩用上支顶装置20上升并带动桩体2拔升。顶升组件30可以位于支撑台111上。顶升组件30可以包括两个液压千斤顶。两个液压千斤顶可以在水平方向上对称设置。各液压千斤顶的缸杆可以竖直向上顶压承垫环体21的底部。
39.第二步、将拔桩用支撑基础10设置在桩体2的外周面上，将拔桩用上支顶装置20固定在桩体2上，将顶升组件30安装在拔桩用支撑基础10上，并支顶拔桩用上支顶装置20。
40.基于上述内容，将拔桩用支撑基础10设置在桩体2的外周面上，可以具体为：将各支撑单元112环绕桩体2布置构成支撑体11，然后将环形箍部件12紧箍在支撑体11的外周壁上，实现将拔桩用支撑基础10设置在桩体2的外周面上。
41.将拔桩用上支顶装置20固定在桩体2之前，可以将沙土填充在支撑体11的内周壁与桩体2的外周壁之间。具体地，将各支撑单元112环绕桩体2布置之前，可以在桩体2的外周面铺设沙土，将各支撑单元112环绕桩体2布置之时，可以将各支撑单元112支撑在沙土，使得构成支撑体11之时，沙土填充在支撑体11的内周壁与桩体2的外周壁之间。
42.拔桩用上支顶装置20与桩体2之间的轴向固定可根据需要解除。拔桩用上支顶装置20与桩体2之间的轴向固定为自锁紧式，当缩紧圆台22受到向上的顶压力时，与桩体2接触的扩口的内侧面受到向下的摩擦力，因缩缝221的存在，故扩口具有缩小趋势，此时，缩紧圆台22所受到的顶压力转化为缩紧单元220对桩体2的张紧力，实现拔桩用上支顶装置20与桩体2之间的轴向固定。当缩紧圆台22受到向下的力时，与桩体2接触的扩口的内侧面受到向上的摩擦力，扩口具有扩大趋势，拔桩用上支顶装置20与桩体2之间的轴向固定解除。
43.将拔桩用上支顶装置20固定在桩体2之后，可以在位于拔桩用上支顶装置20的上方的桩体2固定止挡部件。因桩体2的首段拔桩所需牵引力最大，故在首次对桩体2拔桩时，可以在桩体2上焊接止挡部件，止挡部件可以为圆环形钢板，用于为拔桩用上支顶装置20提供除摩擦力之前的支点，保证足够牵引力。
44.第三步、令顶升组件30顶升，使得拔桩用上支顶装置20上升并带动桩体2拔升。
45.也就是说，利用顶升组件30扩大拔桩用支撑基础10与拔桩用上支顶装置20之间的距离，实现桩体2一段长度的拔升。其中，顶升组件30中的两个液压千斤顶可以同步工作，实现桩体2一段长度的拔升。
46.第四步、将拔桩用上支顶装置20向下移动一定距离，然后再次将拔桩用上支顶装置20固定在桩体2，令顶升组件30顶升，重复此步骤，直至桩体2完全拔出。
47.将拔桩用上支顶装置20向下移动一定距离之前，先解除拔桩用上支顶装置20与桩体2之间的轴向固定，将拔桩用上支顶装置20向下移动一段距离之后，再次将拔桩用上支顶装置20与桩体2之间轴向固定。其中，向下移动拔桩用上支顶装置20时，拔桩用上支顶装置20与桩体2之间的轴向固定自动解除。再次令顶升组件30顶升时，拔桩用上支顶装置20与桩体2之间的轴向固定自动完成。
48.综上所述，本技术的拔桩方法通过在桩体2周围的地基设置拔桩用支撑基础10，在桩体2上安装可进行活移和锁定的拔桩用上支顶装置20，拔桩用支撑基础10和拔桩用上支顶装置20作为液压千斤顶的着力部件，通过增大拔桩用支撑基础10与拔桩用上支顶装置20之间的距离来实现一段桩体2的拔出，方法极为简单，所需空间极小，施工效率高，成本低。另外，本技术的方法中，拔桩用支撑基础10及拔桩用上支顶装置20可重复利用，大幅度降低施工成本，减少施工废料。
49.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具部情况理解上述术语的具部含义。
50.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。