本發(fā)明涉及樁體拔除施工領(lǐng)域，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合套管鉆頭拔樁施工裝置及方法。

背景技術(shù)：

頂管、盾構(gòu)等非開挖技術(shù)施工的地下管道、隧道，在城區(qū)內(nèi)施工時難免會遇到廢棄建筑物遺留的樁基工程。這些樁基工程成為隧道機(jī)械化施工的最大障礙，特別是其內(nèi)部的鋼筋結(jié)構(gòu)，對頂管機(jī)、盾構(gòu)機(jī)而言是災(zāi)難性的，會導(dǎo)致刀盤損壞、卡死甚至無法掘進(jìn)。因此，必須在掘進(jìn)前將其拔除，保證頂管機(jī)、盾構(gòu)機(jī)順利穿過。

目前常用的拔樁工藝由全旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)拔樁法、錘擊法、沉樁法，其中錘擊法和沉樁法存在清除不徹底的風(fēng)險，土體易有鋼筋或混凝土遺留，對頂管、盾構(gòu)掘進(jìn)造成不良影響；全旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)拔樁，該工藝施工設(shè)備龐大、控制系統(tǒng)復(fù)雜、施工成本高，同時由于設(shè)備龐大，對施工場地條件要求高，在某些特定地形條件下無法滿足大型設(shè)備施工作業(yè)要求，限制了全旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)拔樁的應(yīng)用范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種成本低、風(fēng)險低、操作簡便、適用范圍廣的旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合套管鉆頭拔樁施工裝置及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合套管鉆頭拔樁施工裝置，包括旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、套管鉆頭以及由多根套管組成的套管組，所述套管組中的至少一根套管與所述旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)可拆卸連接，所述套管鉆頭與最底端的套管可拆卸連接。

作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述套管鉆頭的鉆進(jìn)端周向安裝有兩個以上的鉆具。

所述套管鉆頭的另一端設(shè)有鉆頭連接法蘭，所述套管組下端部設(shè)有套管連接法蘭，所述套管連接法蘭和所述鉆頭連接法蘭連接。

所述鉆桿的底部設(shè)有鉆桿連接法蘭，所述套管組上端部也設(shè)有套管連接法蘭所述鉆桿連接法蘭與所述套管組上端部的套管連接法蘭連接。

作為一個總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合套管鉆頭拔樁施工方法，包括以下步驟：

S1、基槽開挖、樁位復(fù)核：測量放樣確定需拔除樁體的位置，開挖基槽，對暴露的樁體位置進(jìn)行復(fù)核；

S2、平臺搭設(shè)、旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位：搭設(shè)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)施工平臺，調(diào)整旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)位置保證旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的鉆桿和樁體的樁基中心重合，安裝套管和套管鉆頭，確保樁基中心、套管中心、鉆桿中心重合，并向基槽內(nèi)灌入泥漿；

S3、套管鉆進(jìn)、樁土分離：套管開始鉆進(jìn)，套管鉆進(jìn)完成后，將套管與鉆桿拆除，在套管與鉆桿之間連接另一套管，繼續(xù)鉆進(jìn)，根據(jù)實(shí)際需要在套管與鉆桿之間連接另一套管繼續(xù)鉆進(jìn)，直至樁體和周邊土體分離成自由狀態(tài)，分節(jié)拆除套管，鉆進(jìn)為泥漿正循環(huán)鉆進(jìn)；

S4、樁體提升、分段拔出：當(dāng)樁體和周邊土體分離后，采用繩狀物套住樁體，提升樁體至機(jī)架頂部，剝離樁體周邊混凝土暴露樁體主筋，另一繩狀物套牢樁體，切斷兩繩狀物之間的主筋將樁體截斷，將截斷的樁體吊至存放位置，依次重復(fù)上述步驟，直至樁體全部拔除結(jié)束；

S5、砂漿回灌、泥漿外運(yùn)：樁體拔除完成后，將砂漿回灌封孔，泥漿運(yùn)至指定位置。

作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述步驟S1中，基槽的寬度為D1，樁體的直徑為D2，D1≥D2+3m。

所述步驟S2中泥漿的比重為1.1～1.4，粘度為210s～212s，含砂率＜8%，泥漿數(shù)量為樁體的1.5倍～2.0倍。

所述步驟S3還包括檢查泥漿的比重、粘度、含砂率是否符合要求。

所述步驟S3中泥漿正循環(huán)鉆進(jìn)具體為：樁體和套管之間的土體被泥漿沖刷剝離，鉆渣被泥漿攜帶至漿池。

所述步驟S5砂漿回灌封孔的具體工藝為水下混凝土澆筑工藝。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合套管鉆頭拔樁施工裝置，包括旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、套管組和套管鉆頭，所述旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)設(shè)有鉆桿，所述鉆桿、套管組和套管鉆頭依次可拆卸連接，所述套管組至少包括一個套管，旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)可步履式行走，無需大噸位吊車起吊，旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)體積小、自重輕，設(shè)備簡單、小巧，施工工藝簡單，施工成本低。套管組中的至少一根套管與旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)可拆卸連接，套管鉆頭與最底端的套管可拆卸連接，可根據(jù)樁體的實(shí)際長度，及時增加套管組內(nèi)套管的數(shù)量，適用性強(qiáng)，在完成樁體拔出后，可一一拆卸鉆桿、套管組和套管鉆頭，便于套管組和套管鉆頭的拆卸。

本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合套管鉆頭拔樁施工方法采用泥漿正循環(huán)鉆進(jìn)，無需鉆進(jìn)平臺提供很大反力，對施工場地要求低，并且本發(fā)明的施工方法簡單，操作性強(qiáng)，套管組內(nèi)套管的數(shù)量可依據(jù)實(shí)際需要增加，適用范圍廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合套管鉆頭拔樁施工方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合套管鉆頭拔樁施工方法的示意圖。

圖3為本發(fā)明中套管鉆頭主視圖。

圖4為本發(fā)明中套管鉆頭的俯視圖。

圖5為本發(fā)明中套管鉆頭的立體機(jī)構(gòu)圖。

圖6為本發(fā)明中套管的主視圖。

圖7為本發(fā)明中套管的俯視圖。

圖8為本發(fā)明中鉆桿的主視圖。

圖9為本發(fā)明中鉆桿的仰視圖。

圖例說明：

1、平臺；2、旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)；21、鉆桿；211、鉆桿連接法蘭；4、套管組；41、套管；411、套管連接法蘭；5、套管鉆頭；51、鉆頭連接法蘭；52、刀排；53、鉆具；6、基槽；7、樁體；9、卡箍。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1至9所示，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合套管鉆頭拔樁施工裝置，包括旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)2、套管鉆頭5以及由多根套管41組成的套管組4，所述套管組4中的至少一根套管41與所述旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)2可拆卸連接，所述套管鉆頭5與最底端的套管41可拆卸連接。本裝置中的旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)2可步履式行走，無需大噸位吊車起吊，旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)2體積小、自重輕，設(shè)備簡單、小巧，施工工藝簡單，施工成本低。所述套管組4中的至少一根套管41與所述旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)2可拆卸連接，所述套管鉆頭5與最底端的套管41可拆卸連接，可根據(jù)樁體7的實(shí)際長度，及時增加套管組4內(nèi)套管41的數(shù)量，適用性強(qiáng)，在完成樁體7拔出后，可一一拆卸鉆桿21、套管組4和套管鉆頭5，便于套管組4和套管鉆頭5的拆卸。本實(shí)施例中，套管組4內(nèi)套管41的數(shù)量為4個。

套管鉆頭5的鉆進(jìn)端周向安裝有兩個以上的鉆具53。本實(shí)施例中，套管鉆頭5內(nèi)中空。

套管鉆頭5的鉆進(jìn)端周向安裝有兩個以上的刀排52，刀排52底部和側(cè)部設(shè)有兩個以上的鉆具53，本實(shí)施例中，四個刀排52均勻設(shè)置于套管鉆頭5的周向，每個刀排52底部均設(shè)有三個鉆具53，每個刀排52的側(cè)部均設(shè)有一個鉆具53。

套管鉆頭5的另一端設(shè)有鉆頭連接法蘭51，套管組4下端部設(shè)有套管連接法蘭411，套管連接法蘭411和鉆頭連接法蘭51連接。

鉆桿21的底部設(shè)有鉆桿連接法蘭211，套管組4上端部也設(shè)有套管連接法蘭411鉆桿連接法蘭211與套管組4上端部的套管連接法蘭411連接。

套管連接法蘭411設(shè)有套管41的兩端部，相鄰套管41之間通過套管連接法蘭411連接成一體。套管41之間可拆卸連接，便于在完成樁體7拔出后套管組4的拆卸。

本實(shí)施例中，樁體7位于基槽6底部，旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)2安裝于平臺1上，平臺1搭設(shè)于基槽6上方。

本實(shí)施例中，套管鉆頭5和套管41的外圓周上安裝有卡箍9，當(dāng)拆卸套管41和套管鉆頭5時，鉆機(jī)機(jī)架上兩塊中空閘板關(guān)閉，卡箍9卡在閘板上方，防止套管41和套管鉆頭5因?yàn)橹亓Χ鲁痢?/p>

本實(shí)施例中，平臺1采用40B工字鋼搭設(shè)而成，相鄰工字鋼的間距為1m，相鄰工字鋼之間設(shè)縱向連接件，保證平臺剛度。

本發(fā)明的一種旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合套管鉆頭拔樁施工方法，包括以下步驟：

步驟一：基槽開挖、樁位復(fù)核

A、測量放樣確定需拔除樁體7的位置，然后開挖基槽6，基槽6的寬度D1以樁體7的直徑D2兩側(cè)外放1.5m為宜，方便操作人員對準(zhǔn)樁體7的位置以及便于在套管41與鉆桿21之間接另一套管41及捆綁樁體7；B、基槽6低于樁體7頂部0.21m，深度21m～21.5m為宜，便于套管鉆頭5和鉆桿3連接；C、基槽6開挖完成后，對暴露出的樁體7位置進(jìn)行復(fù)核，確定樁體7拔除位置滿足掘進(jìn)需求方可進(jìn)行拔樁施工。

步驟二：平臺搭設(shè)、旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位

A、采用40B工字鋼搭設(shè)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)2施工平臺1；B、旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)2放置于平臺1上，調(diào)整旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)2位置保證鉆桿21和需拔樁體7的樁基中心重合；C、安裝套管41和套管鉆頭5，確保樁基中心、套管41中心、鉆桿21中心重合；D、在基槽6內(nèi)配置泥漿，泥漿比重1.21左右、粘度210s～212s、含砂率＜8%，泥漿數(shù)量為樁體的1.5倍～2.0倍，鉆進(jìn)時不定期檢測泥漿各項(xiàng)指標(biāo)，確保泥漿符合要求。

步驟三：套管鉆進(jìn)、樁土分離

A、套管鉆頭5底部帶有鉆具53，鉆具53根據(jù)樁體7所在的地質(zhì)條件而定，本實(shí)施例中的鉆具53為截齒鉆頭，套管41、鉆桿21連接完成后開始鉆進(jìn)；B、采用泥漿正循環(huán)鉆進(jìn)，樁體7和套管41之間的土體被泥漿沖刷剝離，鉆渣被泥漿攜帶至基槽6里的漿池中；C、第一節(jié)套管41鉆進(jìn)完成后，拆除鉆桿21和套管41之間的連接螺栓，在第一節(jié)套管41與鉆桿21之間連接另一套管41，繼續(xù)鉆進(jìn)；D、重復(fù)以上步驟，直至套管41鉆進(jìn)至樁體7底部標(biāo)高以下，樁體7和周邊土體分離，成自由狀態(tài)；E、分節(jié)拆除套管41。

步驟四：樁體提升、分段拔出

A、樁體7和周邊土體剝離后，成自由狀態(tài)矗立于孔內(nèi)，采用可自由伸縮的環(huán)狀鋼絲繩套住樁體7，利用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)2的主卷揚(yáng)機(jī)將樁體7提升至機(jī)架頂部；B、利用另一根鋼絲繩將樁體7套牢，懸掛于旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)2的機(jī)架，然后下落樁體7至鋼絲繩受力；C、人工使用風(fēng)鎬剝離樁體周邊混凝土，暴露樁體7主筋，采用氧割切斷在兩鋼絲繩之間的主筋，將樁體7截斷；D、利用汽車吊將截斷的樁體7吊至存放位置；E、重復(fù)“套、拔、斷、移”，直至樁體7全部拔除結(jié)束。

步驟五：砂漿回灌、泥漿外運(yùn)

A、樁體7拔除完成后，測量孔底標(biāo)高和設(shè)計高程比對，確定無誤后方可回灌；B、采用M1.5砂漿回灌封孔，回灌采用水下混凝土澆筑工藝；C、砂漿回灌置換出的泥漿收集在泥漿池，采用泥漿罐車運(yùn)至制定位置。

本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合套管鉆頭拔樁施工方法鉆進(jìn)采用泥漿正循環(huán)鉆進(jìn)，無需平臺1提供很大反力，對施工場地要求低，施工方法簡單，操作性強(qiáng)，套管組4內(nèi)套管41的數(shù)量可依據(jù)實(shí)際需要增加，適用范圍廣。

本實(shí)施例中，施工場所為南京洪武路污水主干管工程盾構(gòu)下穿外秦淮河北岸岸坡，堤岸支護(hù)采用2排φ800鋼筋混凝土灌注樁，排距1.4m，樁間距1.5m，樁長20m，樁底標(biāo)高低于管底標(biāo)高，盾構(gòu)施工前需拔除。需拔樁體7位于岸坡坡腳，且距離城墻較近，不具備大型設(shè)備施工條件。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。