在基础工程改造、设备升级或场地清理中,拔除旧桩是一项常见且技术性较强的任务。不同桩型(如方桩与管桩)在拔除工艺、设备选型和方案设计上存在显著差异。本文将系统分析拔除方桩与拔除管桩的区别,并介绍典型的拔桩方案及管桩拔除设备。
一、拔除方桩与拔除管桩的核心区别
- 桩身截面与受力特性
- 方桩:多为预制钢筋混凝土方桩,截面呈方形,表面粗糙,与土壤摩擦力较大。拔除时需克服较大的侧摩阻力,且桩身抗拉能力相对较弱,易在拔力过大时断裂。
- 管桩:通常为预应力高强混凝土管桩(PHC管桩),空心圆形截面,表面光滑,侧摩阻力较小。但由于其预应力特性,桩身抗拉强度较高,但管壁较薄,局部抗压/抗剪能力弱,需防止夹具夹碎桩壁。
- 拔除难度与工艺
- 方桩:因摩擦力大,常需先进行桩周土体扰动(如高压水冲、振动液化)以降低阻力。拔除时需严格控制拔力,避免桩身拉断。
- 管桩:摩擦力小,拔除相对容易,但需专用夹具(如液压抱压式或内胀式)均匀受力,防止管壁破裂。对于深长管桩,有时需分段切割后拔除。
- 拔除设备差异
- 方桩:常用振动锤(配合夹具)或静力拔桩机,夹具多为夹板式,需适应方形截面。
- 管桩:多采用液压拔桩机(如抱压式),配合内胀式夹具或专用吊具;也可用振动锤但需带管桩专用夹具。
- 拔除后处理
- 管桩:空心结构可再利用(如作为排水管),但需检查桩身完整性;部分可截断回收预应力钢筋。
二、拔桩方案设计要点
拔桩方案需根据桩型、地质条件、周边环境及拔除目的综合制定,主要步骤如下:
- 现场调查与检测
- 选择拔桩方法
- 振动拔桩法:利用振动锤产生高频振动,液化桩周土体,减小摩阻力,同时配合起重机拔桩。适用于方桩和管桩,但管桩需防振裂。
- 静力拔桩法:通过液压装置提供静拔力,无振动、噪音小,适合城市环境。需大吨位拔桩机,对方桩易拉断,对管桩需专用夹具。
- 冲水辅助法:高压水冲松桩周土,降低摩擦,常与振动或静力法结合。
- 分段切割法:对于无法整体拔出的深桩,采用金刚石锯切割后分段吊出。
- 设备选型与参数计算
- 计算所需拔力:根据桩侧摩阻力(经验值或现场试验)和桩自重,一般拔力需大于摩阻力总和。
- 选择拔桩机吨位:通常取计算拔力的1.5~2倍安全系数。
- 施工步骤
- 桩头处理:清除桩顶浮浆,凿出主筋(方桩)或安装专用夹具(管桩)。
- 分级拔桩:缓慢施加拔力,观察桩身状态,如有异常立即停止。
- 安全与环保措施
三、管桩拔除设备详解
管桩拔除对设备要求较高,常用设备包括:
- 液压拔桩机
- 核心设备,由液压泵站、油缸、拔桩架组成。通过抱压式或内胀式夹具夹持管桩,提供连续静拔力。
- 特点:无振动、噪音低,适合城市及精密环境;拔力可达100~500吨。
- 专用夹具
- 抱压式夹具:通过液压油缸从外壁抱紧管桩,接触面大,不易夹碎管壁,适用于大直径管桩。
- 内胀式夹具:伸入管桩内腔,通过胀楔或液压扩张撑紧内壁,适用于小直径或桩顶完整的管桩。
- 振动锤(配管桩夹具)
- 利用振动锤的激振力使桩周土液化,同时用夹具夹持管桩拔起。
- 需选择高频振动锤(如液压振动锤),避免损坏管桩预应力结构。
- 起重机
- 配合拔桩机,用于吊装、扶持桩身,起重量根据桩长和拔桩机重量选定。
- 辅助设备
- 监测仪器:压力表、位移计,实时监控拔力与桩身位移。
四、
拔除方桩和管桩在截面特性、摩擦阻力、拔除工艺及设备选择上均有明显区别。方桩摩阻力大、易拉断,常需振动辅助和较大拔力;管桩摩阻力小、抗拉强度高,但需专用夹具防止管壁损坏。制定拔桩方案时,应综合考虑桩型、地质、环境及设备条件,选择合适的拔除方法与管桩设备,确保安全、高效、环保地完成拔桩作业。