CN107268626A - 高压喷气、射水型振动沉管清障法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压喷气、射水型振动沉管清障法，属于建筑施工技术领域。主要步骤为：确定障碍物的位置和尺寸，进行土方开挖并安装第一重护筒；利用吊车吊着振动锤，把第二重护筒振入土体中，在下沉过程中，利用高压射水装置喷射高压水流、高压喷气装置喷射高压气流，将障碍物周围的土体与所述障碍物剥离；待所述第二重护筒振动到位后，所述第二重护筒底部的活动翻板在起拔时自动翻下，作为障碍物的底部承托装置，然后起拔障碍物；在所述障碍物全部拔出后，回填孔洞至自然地面后，进行所述第一重护筒的起拔工作。本发明提供的清障法具有占用施工空间少、应用范围广、施工成本低、施工效率高、环境影响小等诸多优点。

Description

高压喷气、射水型振动沉管清障法

技术领域

本发明涉及一种高压喷气、射水型振动沉管清障法，属于建筑施工技术领域。

背景技术

近年来，随着国内经济快速发展，大中型城市的城建再开发、旧城区改造、地铁隧道、桥梁改建扩建等工程不断增加，在施工中经常会遇到地下残留的旧桩基础等障碍物需要清除，这些地下障碍物已经成为地下工程施工的棘手问题。

关于地下障碍物的清除，由于障碍物的大小、深度不同，其清除的方法也有所不同。目前常用的方法有：(1)放坡开挖清障法，对于埋置深度较浅的，如埋深在4m以内的障碍物，若周边环境允许，一般均采用放坡开挖清除；(2)全回转全套管清障法，针对单个的埋置较深的狭长地下障碍物，利用全回转钻机用套管套住桩体进行切削作业，套管强大的回转扭矩可把桩体扭断，用冲抓斗取出。

然而，放坡开挖清障法常会对周边造成较大影响，并且适用范围受到极大限制，不适用于工程中埋深较大的障碍物；全回转全套管清障法，清障的费用昂贵，而且施工的周期也较长，不能满足现代施工要求的经济效益和社会效益。因此，针对埋深较大的细长型障碍物，亟需一种新的清障方法。

发明内容

针对现有技术中放坡开挖清障法和全回转全套管清障法存在的不足，本发明提供了一种高压喷气、射水型振动沉管清障法，待确定障碍物的位置和尺寸，进行土方开挖并安装第一重护筒，然后利用吊车吊着振动锤，把第二重护筒振入土体中，在下沉过程中，利用高压射水装置喷射高压水流、高压喷气装置喷射高压气流，将障碍物周围的土体与所述障碍物剥离，待所述第二重护筒振动到位后，所述第二重护筒底部的活动翻板在起拔时自动翻下，作为障碍物的底部承托装置，然后起拔障碍物。本发明提供的清障法具有占用施工空间少、应用范围广、施工成本低、施工效率高、环境影响小等诸多优点。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种高压喷气、射水型振动沉管清障法，包括如下步骤：

S1.确定障碍物的位置和尺寸，进行土方开挖并安装第一重护筒，所述第一重护筒的底部低于所述障碍物顶部；

S2.利用吊车吊着振动锤，所述振动锤夹住第二重护筒顶部，把第二重护筒振入土体中，在下沉过程中，利用固定在所述第二重护筒上的高压射水装置喷射高压水流、高压喷气装置喷射高压气流，将障碍物周围的土体与所述障碍物剥离；

S3.待所述第二重护筒振动到位后，停止喷射水流、气流，起拔所述障碍物，所述第二重护筒底部的活动翻板在起拔时自动翻下，作为障碍物的底部承托装置；

S4.在所述障碍物全部拔出后，立即进行孔洞的回填工作，回填至自然地面后，进行所述第一重护筒的起拔工作。

优选为，所述第一重护筒的底部与所述障碍物顶部的垂直高度不小于300mm。

优选为，所述步骤S3中，对所述障碍物采用分段起拔、逐段切断。

优选为，所述第二重护筒包括：

型钢，所述型钢长度大于所述障碍物底部埋深，所述型钢靠近底部端头处设置有高压水流喷嘴和高压气流喷嘴，与所述高压水流喷嘴相连的高压水管以及与所述高压气流喷嘴相连的高压气管固定在所述型钢上；

U型钢板，所述U型钢板的开口端焊接在所述型钢底部侧壁上，所述U型钢板和型钢围合成套管段，所述套管段的截面尺寸大于所述障碍物的横断面尺寸，所述套管段的底部端头通过铰链连接有活动翻板，所述活动翻板的活动范围满足0°<β≤90°，其中β为所述活动翻板与所述套管段内壁之间的夹角。

优选为，所述型钢为工字钢、H型钢或槽钢。

优选为，所述铰链为转角限制铰链，包括转轴和转筒，所述转筒设置在所述套管段底部的侧壁上，所述转轴对应设置在所述活动翻板的连接端的上表面。

优选为，在所述套管段的侧壁上设置有限位块，所述活动翻板的自由端向下翻转至水平位置时，支撑于所述限位块上。

优选为，所述套管段底部端头焊接有三角钢板。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

(1)本发明提供的清障法，第二重护筒采用通长型钢，在底部设置套管段，极大地减少了第二重护筒的用钢量，节约了成本：

(2)本发明提供的清障法，高压射水装置喷射高压水流、高压喷气装置喷射高压气流，使障碍物周围土体快速剥离形成泥浆，减少了第二重护筒下沉过程中的阻力，振动锤采用较小的作用力即可将第二重护筒快速下放，降低了振动噪音对周边环境的影响；

(3)本发明提供的清障法，第二重护筒下放过程中，利用固定在第二重护筒上的高压射水装置喷射高压水流、高压喷气装置喷射高压气流，将障碍物周围的土体和障碍物剥离，减少拔除时的阻力，提高施工效率；

(4)本发明提供的清障法，需要较少的施工空间，适应性强，使用设备均易于操作、安装，工序简单易于掌握，清障效果好，施工效率高。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的高压喷气、射水型振动沉管清障法流程框图；

图2至图5分别为本发明一实施例提供的高压喷气、射水型振动沉管清障法施工过程示意图；

图6为第二重护筒的结构示意图；

图7为图6中沿A-A断面的剖视图；

图8为图6中沿B-B断面的剖视图。

图中标号如下：

吊车100；吊钩110；钢丝绳120；振动锤130；第一重护筒200；障碍物300；

第二重护筒400；型钢410；U型钢板420；套管段430；高压射水装置440；高压水流喷嘴441；高压水管442；高压喷气装置450；高压气流喷嘴451；高压气管452；铰链460；转角限制铰链461、转轴461a、转筒461b；活动翻板470；限位块471。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的高压喷气、射水型振动沉管清障法作进一步详细说明。结合下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

下面将结合图1至图8对本发明的要点做进一步说明。高压喷气、射水型振动沉管清障法主要包括一下步骤：

S1.结合图1和图2所示，确定障碍物的位置和尺寸，进行土方开挖，利用吊车100吊装并安装第一重护筒200，利用吊车100的吊钩110悬挂钢丝绳120，钢丝绳120的另一端固定在第一重护筒200的吊耳上，使第一重护筒200底部低于障碍物300顶部。优选为，第一重护筒200底部与障碍物300顶部的垂直高度不小于300mm。第一重护筒200可选用横断面为圆形或长方形的钢管，设置第一重护筒200可防止侧方土体塌陷，在其保护下，使障碍物300顶部可见，方便后续施工。

S2.结合图1、图3、图6至图8所示，利用吊车100吊着振动锤130，振动锤130夹住第二重护筒400顶部，把第二重护筒400振入土体中，在下沉过程中，利用固定在第二重护筒400上的高压射水装置440喷射高压水流、高压喷气装置450喷射高压气流，将障碍物300周围的土体和障碍物300剥离开，减少第二重护筒400下沉时的阻力，同时还减少障碍物300拔除时的阻力。优选的实施方式为，第二重护筒400包括自上而下的通长型钢410，型钢410可为工字钢、H型钢、槽钢等结构形式，在型钢410自底部向上延伸的一段高度内，焊接U型钢板420，U型钢板420的开口端焊接在型钢410的两侧，U型钢板420与型钢410组成套管段430，当然，U型钢板420也可以为圆弧型钢板，或横断面为其它形状的钢板结构，只要适应于障碍物300的横断面尺寸即可。高压射水装置440包括设置在套管段430的高压水流喷嘴441和固定在型钢410上的高压水管442。高压喷气装置450包括设置在套管段430的高压气流喷嘴451和固定在型钢410上的高压气管452。从高压水流喷嘴441喷射的高压水流，冲刷障碍物300周围土体，形成泥浆，从高压气流喷嘴451喷射的高压气流，进一步搅动泥浆，加速剥离障碍物300周围土体。为了加速套管段430下放，套管段430底端焊接有三角钢板形成三角尖端，减少第二重护筒400下放阻力。

S3.结合图1、图4、图6至图8所示，待第二重护筒400振动到底后，停止射水、喷气，起拔障碍物300，同时第二重护筒400底部的活动翻板470在起拔时自动翻下作为障碍物300的底部承托装置。套管段430底部通过铰链460设置有活动翻板470，活动翻板470的活动范围满足0°<β≤90°，β为活动翻板470与套管段430内壁之间的夹角。

作为举例，铰链460可以采用转角限制铰链461，转角限制铰链461包括转轴461a和转筒461b，其中转筒461b设置在套管段430底部内侧，转轴461a对应设置在活动翻板470与套管段430连接端的上方。转角限制铰链461限制转动角度的方式可分为两种，其一为在转筒461b上设置限位槽，在转轴461a上设置限位钉，转轴461a带动限位钉在限位槽内转动；其二为，活动翻板470的自由端向下翻转至水平位置时，连接端顶住套管段430的侧壁，使活动翻板470的自由端无法进一步向下翻转。

为了加强活动翻板470的稳定性，在套管段430的侧壁上设置有限位块471，活动翻板470的自由端向下翻转至水平位置时，支撑于限位块471上，阻止活动翻板470的自由端继续向下翻转。进一步举例，在设置有限位块471的情形下，转角限制铰链461可由其他铰链460代替，如普通合页。在第二重护筒400下放过程中，在泥土阻力作用下，活动翻板470的自由端向上翻转，不影响第二重护筒400沿障碍物300下放。在下放至底部后起拔时，在泥土压力和自重作用下，活动翻板470的自由端向下翻转至水平位置，作为障碍物300的底部托板。

在障碍物300为细长旧桩时，可对障碍物300采用分段起拔、逐段切断。

S4.如图5所示，在障碍物全部拔出后，立即进行孔洞的回填工作，回填至自然地面后，进行第一重护筒200的起拔工作。

综上所述，本发明提供的高压喷气、射水型振动沉管清障法具有如下优点或有益效果：

(1)第二重护筒400采用通长型钢410，仅在底部设置套管段430，极大地减少了第二重护筒400的用钢量，节约了成本：

(2)高压射水装置440喷射高压水流、高压喷气装置450喷射高压气流，使障碍物300周围土体快速剥离形成泥浆，减少了第二重护筒400下沉过程中的阻力，振动锤130采用较小的作用力即可将第二重护筒400快速下放，降低了振动噪音对周边环境的影响；

(3)第二重护筒400下放过程中，利用固定在第二重护筒400上的高压射水装置440喷射高压水流、高压喷气装置450喷射高压气流，将障碍物300周围的土体和障碍物300剥离，减少拔除时的阻力，提高施工效率；

(4)该清障法，需要较少的施工空间，适应性强，使用设备均易于操作、安装，工序简单易于掌握，清障效果好，施工效率高。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种高压喷气、射水型振动沉管清障法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.确定障碍物的位置和尺寸，进行土方开挖并安装第一重护筒，所述第一重护筒的底部低于所述障碍物顶部；

S2.利用吊车吊着振动锤，所述振动锤夹住第二重护筒顶部，把第二重护筒振入土体中，在下沉过程中，利用固定在所述第二重护筒上的高压射水装置喷射高压水流、高压喷气装置喷射高压气流，将障碍物周围的土体与所述障碍物剥离；

S3.待所述第二重护筒振动到位后，停止喷射水流、气流，起拔所述障碍物，所述第二重护筒底部的活动翻板在起拔时自动翻下，作为障碍物的底部承托装置；

S4.在所述障碍物全部拔出后，回填孔洞至自然地面后，进行所述第一重护筒的起拔工作。

2.如权利要求1所述的高压喷气、射水型振动沉管清障法，其特征在于，所述第一重护筒的底部与所述障碍物顶部的垂直高度不小于300mm。

3.如权利要求1所述的高压喷气、射水型振动沉管清障法，其特征在于，所述步骤S3中，对所述障碍物采用分段起拔、逐段切断。

4.如权利要求1所述的高压喷气、射水型振动沉管清障法，其特征在于，所述第二重护筒包括：

型钢，所述型钢长度大于所述障碍物底部埋深，所述型钢靠近底部端头处设置有高压水流喷嘴和高压气流喷嘴，与所述高压水流喷嘴相连的高压水管以及与所述高压气流喷嘴相连的高压气管固定在所述型钢上；

U型钢板，所述U型钢板的开口端焊接在所述型钢底部侧壁上，所述U型钢板和型钢围合成套管段，所述套管段的截面尺寸大于所述障碍物的横断面尺寸，所述套管段的底部端头通过铰链连接有活动翻板，所述活动翻板的活动范围满足0°<β≤90°，其中β为所述活动翻板与所述套管段内壁之间的夹角。

5.如权利要求4所述的高压喷气、射水型振动沉管清障法，其特征在于，所述型钢为工字钢、H型钢或槽钢。

6.如权利要求4所述的高压喷气、射水型振动沉管清障法，其特征在于，所述铰链为转角限制铰链，包括转轴和转筒，所述转筒设置在所述套管段底部的侧壁上，所述转轴对应设置在所述活动翻板的连接端的上表面。

7.如权利要求6所述的高压喷气、射水型振动沉管清障法，其特征在于，在所述套管段的侧壁上设置有限位块，所述活动翻板的自由端向下翻转至水平位置时，支撑于所述限位块上。

8.如权利要求1所述的高压喷气、射水型振动沉管清障法，其特征在于，所述套管段底部端头焊接有三角钢板。