本發(fā)明涉及建筑施工、樁基工程技術(shù)，尤其涉及樁基的破除和施工環(huán)境控制問題，具體說是一種無聲破樁裝置及破樁方法。

背景技術(shù)：

樁基礎(chǔ)是各類工程建(構(gòu))筑物最常用的基礎(chǔ)型式，具有承載力高、穩(wěn)定性好、場地適應性強等優(yōu)點。樁基打入地下起到了支撐上部結(jié)構(gòu)的重要作用，上部結(jié)構(gòu)則立于樁基礎(chǔ)頂面標高之上。隨著高層、超高層建筑的興建和城市地下空間的開發(fā)，樁基的設(shè)計標高往往在地面以下幾米甚至十幾米處。而建設(shè)工程在施工時，樁基往往預先打入地面以下，然后進行基坑開挖，當開挖到樁基設(shè)計標高時，便需要將多余的、高出設(shè)計標高的樁基破掉。傳統(tǒng)的破樁技術(shù)是采用專用破樁機，破樁機在振動沖擊下將樁體混凝土破碎，然后截斷混凝土內(nèi)部的鋼筋，將高出設(shè)計標高的樁體移走。這種破樁方法往往產(chǎn)生極大的振動噪聲和建筑碎渣，而且效率低下，污染環(huán)境。

無聲破碎劑(簡稱：sca)是國外70年代研制出來的一種新型靜態(tài)破碎試劑，80年代以來，我國國家建材局建筑材料科學研究院以及一些企業(yè)相繼研發(fā)成功，現(xiàn)已商業(yè)化生產(chǎn)應用。sca用水調(diào)成漿體，灌注在巖石或混凝土的鉆孔中，在常溫作用下會產(chǎn)生強大的膨脹力，從而使混凝土及巖石產(chǎn)生龜裂破碎，具有絕對安全、無污染、無振動的優(yōu)點。雖然無聲破碎劑已經(jīng)廣泛用于拆除混凝土建筑和開采切割大理石、花崗巖等領(lǐng)域，但至今還未有一種專門的采用無聲破碎劑進行無聲破樁的裝置及其應用案例。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對基坑開挖后樁基的破樁問題，本發(fā)明提供一種無聲破樁裝置及破樁方法，通過引入無聲破碎劑以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種無聲破樁裝置，包括豎向注液管、橫向環(huán)形導管、內(nèi)導管和轉(zhuǎn)向器，橫向環(huán)形導管的內(nèi)側(cè)均勻分布有兩個以上橫向出液口，豎向注液管的下端出液口通過插接閥與橫向環(huán)形導管的進液口連通，橫向環(huán)形導管的橫向出液口通過轉(zhuǎn)向器和插接閥與內(nèi)導管的進液口連通，在橫向環(huán)形導管和內(nèi)導管的管壁上、沿軸向和長度方向均均勻設(shè)置有單向噴液孔，單向噴液孔只允許無聲破碎劑液體從管道內(nèi)腔向外流出，不允許其他液體流入管道內(nèi)腔；所述內(nèi)導管借助轉(zhuǎn)向器實現(xiàn)相對橫向環(huán)形導管的上下自由轉(zhuǎn)動。

具體的，所述轉(zhuǎn)向器包括導液軟管和成對的復位彈簧，所述導液軟管的兩端接頭分別與橫向環(huán)形導管的橫向出液口和對應的插接閥入口連通，成對的復位彈簧設(shè)置在導液軟管的上下側(cè)：自然狀態(tài)時，導液軟管位置水平，兩根復位彈簧受力平衡；導液軟管向下彎曲時，上方復位彈簧的張力大于下方復位彈簧的張力；導液軟管向上彎曲時，下方復位彈簧的張力大于上方復位彈簧的張力。由于轉(zhuǎn)向器的存在，在對鉆孔進行混凝土注漿施工時，內(nèi)導管可以向下轉(zhuǎn)動，避免影響樁體施工；在鉆孔完成混凝土注漿時，內(nèi)導管可以恢復水平，便于后期能夠準確在預定位置注入無聲破碎劑；使用導液軟管，能夠確保無聲破碎劑能夠在腔體內(nèi)流通，也便于內(nèi)導管恢復水平位置。

具體的，所述橫向環(huán)形導管內(nèi)側(cè)均勻分布有四個橫向出液口，四根內(nèi)導管成十字分布。

具體的，所述單向噴液孔為單向閥式結(jié)構(gòu)，采用膠帶纏繞封閉，并用扎絲圍裹密實。

具體的，所述豎向注液管采用直徑35mm的低壓流體輸送鋼管，壁厚2mm；所述橫向環(huán)形導管采用加筋pc軟管，直徑20mm，壁厚2mm；所述內(nèi)導管采用直徑20mm的低壓流體輸送鋼管，壁厚1mm。

具體的，所述豎向注液管接長搭接時采用絲扣連接，絲扣連接長度大于15mm。

一種采用上述無聲破樁裝置的破樁方法，包括如下步驟：

step1：安裝豎向注液管，將豎向注液管直接用鐵絲綁扎在鋼筋籠的主筋上，豎向注液管高出地面200mm以上；豎向注液管需要接長搭接時，上下兩根豎向注液管采用絲扣連接；

step2：安裝橫向環(huán)形導管，首先將轉(zhuǎn)向器連接在橫向環(huán)形導管上，然后將橫向環(huán)形導管安置在鋼筋籠的預期截斷標高位置，接著使用插接閥連通橫向環(huán)形導管和豎向注液管，檢查單向噴液孔有效后，將橫向環(huán)形導管整體用沙袋包裹后用鐵絲綁扎在鋼筋籠上；

step3：安裝內(nèi)導管，使用插接閥連通內(nèi)導管和橫向環(huán)形導管，檢查單向噴液孔的有效性；

step4：檢查，檢查轉(zhuǎn)向器的有效性和內(nèi)導管的可轉(zhuǎn)動性，并依次檢查豎向注液管和橫向環(huán)形導管的綁扎牢靠性；

step5：下放鋼筋籠，將無聲破樁裝置隨同鋼筋籠一起下放到鉆孔中，下放結(jié)束后封堵豎向注液管的上端入液口，避免施工時掉入雜物造成管道堵塞；

step6：注混凝土漿，向鉆孔內(nèi)注入混凝土漿，形成樁體；

step7：注入無聲破碎劑，根據(jù)施工進度，在基坑開挖到樁基截斷標高時，解除豎向注液管上端入液口的封堵，通過高壓泵向豎向注液管內(nèi)注入無聲破碎劑，通過單向噴液孔流入混凝土中；

step8：破樁，在混凝土脹裂失效后，將部分外圍鋼筋截斷，然后用機械外力將上段樁體整體破除。

有益效果：本發(fā)明提供的無聲破樁裝置及破樁方法，解決了長期存在的破樁施工高噪聲、低效率性問題；本發(fā)明方法通過預埋管道的形式將無聲破碎劑注入混凝土內(nèi)部，達到弱化混凝土強度的目的，整個操作過程高效環(huán)保且無需特殊破樁機械，安裝方法簡單，適于工程人員快速掌握及應用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的無聲破樁裝置及其安裝的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為沙袋包裹橫向環(huán)形導管示意圖；

圖3為內(nèi)導管布置示意圖；

圖4為內(nèi)導管動態(tài)轉(zhuǎn)動示意圖；

圖5為本發(fā)明的破樁方法實施流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。

如圖1所示為一種無聲破樁裝置，包括豎向注液管1、橫向環(huán)形導管2、內(nèi)導管3和轉(zhuǎn)向器6，橫向環(huán)形導管2的內(nèi)側(cè)均勻分布有四個橫向出液口，豎向注液管1的下端出液口通過插接閥5與橫向環(huán)形導管2的進液口連通，橫向環(huán)形導管2的橫向出液口通過轉(zhuǎn)向器6和插接閥5與內(nèi)導管3的進液口連通，在橫向環(huán)形導管2和內(nèi)導管3的管壁上、沿軸向和長度方向均均勻設(shè)置有單向噴液孔4；所述內(nèi)導管3借助轉(zhuǎn)向器6實現(xiàn)相對橫向環(huán)形導管2的上下自由轉(zhuǎn)動。

所述轉(zhuǎn)向器6包括導液軟管11和成對的復位彈簧12，所述導液軟管11的兩端接頭分別與橫向環(huán)形導管2的橫向出液口和對應的插接閥5入口連通，成對的復位彈簧12設(shè)置在導液軟管11的上下側(cè)：自然狀態(tài)時，導液軟管11位置水平，兩根復位彈簧12受力平衡；導液軟管11向下彎曲時，上方復位彈簧12的張力大于下方復位彈簧12的張力；導液軟管11向上彎曲時，下方復位彈簧12的張力大于上方復位彈簧12的張力。

本案的實施過程中，整個無聲破樁裝置預先埋入樁基的設(shè)計截斷位置，隨鋼筋籠8一起下放到鉆孔中。所述豎向注液管1用鐵絲10綁扎在鋼筋籠8的主筋9上，豎向注液管1上端宜高出地面200mm，并預先對豎向注液管1的上端入液口進行封堵，以免在施工時掉入雜物造成管道堵塞。所述橫向環(huán)形導管2為加筋pc軟管，安置在豎向注液管1的底端，其上均勻開有單向噴液孔4，整個橫向環(huán)形導管2用沙袋7包裹后，用鐵絲10固定在鋼筋籠8的側(cè)壁。所述內(nèi)導管3通過插接閥5與橫向環(huán)形導管2連接，四根內(nèi)導管3形成“十”字形，其上均勻設(shè)有單向噴液孔4，每根內(nèi)導管3均借助轉(zhuǎn)向器6實現(xiàn)上下自由轉(zhuǎn)動。無聲破碎劑在一定壓力下從豎向注液管1注入時，液體先進入橫向環(huán)形導管2，通過橫向環(huán)形導管2的單向噴液孔4透過沙袋7滲入樁體外側(cè)混凝土中，同時部分液體沿內(nèi)導管3的單向噴液孔4注入樁體內(nèi)部混凝土中，共同弱化樁體混凝土強度。當樁基開挖到指定截斷標高時，先截斷部分外圍鋼筋，再借助機械外力即可將上段樁體整體截斷。具體實施步驟如下：

step1：安裝豎向注液管1，將豎向注液管1直接用鐵絲10綁扎在鋼筋籠8的主筋9上，豎向注液管1高出地面200mm以上；豎向注液管1需要接長搭接時，上下兩根豎向注液管1采用絲扣連接；

step2：安裝橫向環(huán)形導管2，首先將轉(zhuǎn)向器6連接在橫向環(huán)形導管2上，然后將橫向環(huán)形導管2安置在鋼筋籠8的預期截斷標高位置，接著使用插接閥5連通橫向環(huán)形導管2和豎向注液管1，檢查單向噴液孔4有效后，將橫向環(huán)形導管2整體用沙袋7包裹后用鐵絲10綁扎在鋼筋籠8上；

step3：安裝內(nèi)導管3，使用插接閥5連通內(nèi)導管3和橫向環(huán)形導管2，檢查單向噴液孔4的有效性；

step4：檢查，檢查轉(zhuǎn)向器6的有效性和內(nèi)導管3的可轉(zhuǎn)動性，并依次檢查豎向注液管1和橫向環(huán)形導管2的綁扎牢靠性；

step5：下放鋼筋籠8，將無聲破樁裝置隨同鋼筋籠8一起下放到鉆孔中，下放結(jié)束后封堵豎向注液管1的上端入液口；

step6：注混凝土漿，向鉆孔內(nèi)注入混凝土漿，形成樁體；

step7：注入無聲破碎劑，根據(jù)施工進度，在基坑開挖到樁基截斷標高時，解除豎向注液管1上端入液口的封堵，通過高壓泵向豎向注液管1內(nèi)注入無聲破碎劑，通過單向噴液孔4流入混凝土中；

step8：破樁，在混凝土脹裂失效后，將部分外圍鋼筋截斷，然后用機械外力將上段樁體整體破除。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。