CN112982408B - 一种拔桩装置以及拔桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种拔桩装置以及拔桩施工方法，包括支撑在地面上的机架、位于所述机架底部在竖直方向滑移的拔桩机构以及设置于所述机架顶部的下桩机构，所述下桩机构包括转动设置于所述机架上的下桩架，所述下桩架在靠近所述机架的一端设置有第一固定架，所述下桩架内由靠近所述第一固定架一端至远离所述第一固定架一端转动设置有多组下桩轮，每组下桩轮包括周向转动设置的多个，所述下桩架在所述下桩轮之间形成供桩体滑移穿出的下桩腔，所述下桩轮周侧开设有供桩体抵接的嵌接弧槽，所述第一固定架包括两个相向水平滑移夹紧桩体的夹持爪。本申请具有方便桩体放倒移出，改变移出倾斜角度方便后续输送等特点。

Description

一种拔桩装置以及拔桩施工方法

技术领域

本申请涉及建筑施工技术领域，尤其是涉及一种拔桩装置以及拔桩施工方法。

背景技术

目前，城市化过程中，高层住宅建筑越来越多。但由于城市的土地资源有限，现在或将来都市重建时常常碰到需要将旧建筑物拆除，拔除已有地下工程桩如混凝土桩的情况。目前的拔桩技术及专用设备的基本原理是破坏桩基周围的地质对桩的挤压力，将桩周围的土壤变松，减小土壤对桩的摩擦力，然后采用相应的起重机械进行吊拔。主要方法有：1)振动沉拔桩机。振动沉拔桩机是建筑及基础工程中使用较多的拔桩施工设备。通过液压装置和偏心块产生周期性的激振力，从而破坏桩周围的土层。2)冲击成孔拔桩。冲击成孔拔桩法采用空心冲锤冲击钻进泥浆护壁工艺，用直径大于管桩外径的空心冲锤沿管桩冲击钻进，管桩起导向杆作用，在泥浆配合下冲掉桩周土，从而减小摩擦阻力，最后采用吊机将预应力管桩吊出。3)钢套管拔桩。利用钢套管拔桩是目前最常用的一种拔桩工艺。这种拔桩工艺是用打入或压入的方法打埋钢套管，通过钢套管的特殊结构消减桩的拔除摩阻力，最后采用起重设备起拔桩体。

现有专利授权公告号：CN101392532B公开了一种液压拔桩器装置，包括锚座组件、油缸、底部锥体、上护板和下护板五部分；锚座组件包括顶端盖板、楔块、锚座三部分。油缸与锚座底部通过双耳环球铰连接。底部锥体也通过双耳环与油缸另一端球铰连接。上护板结构主要包括上护板外壳、上护板连接角铁，角铁与锚座底部通过螺钉连接。下护板结构采用钣金件，下护板外壁用螺栓连接。下护板通过螺钉与底部锥体上表面连接。拔桩器以桩体为导向，油缸反复伸缩缸，推动底部锥体向下将桩周土体向外排除，消除桩周的摩擦力。当下降到桩底部时，上拔拔桩器将其与桩体一同拔出。

上述中的相关技术方案存在以下缺陷：插在地面内的桩体的长度较长，当拔桩装置将桩体从土内拔出后，长度较长的桩体需要运输走，此时需要将桩体由竖直状态放置呈水平状态然后运走，所以通常在拔桩的同时还需准备一台有较高施工行程的吊机进行辅助工作，比较麻烦。

发明内容

为了方便将拔出的桩体放倒，本申请提供一种拔桩装置以及拔桩施工方法。

第一方面，本申请提供一种拔桩装置，采用如下技术方案：

一种拔桩装置，包括支撑在地面上的机架、位于所述机架底部在竖直方向滑移的拔桩机构以及设置于所述机架顶部的下桩机构，所述下桩机构包括转动设置于所述机架上的下桩架，所述下桩架在靠近所述机架的一端设置有第一固定架，所述下桩架内由靠近所述第一固定架一端至远离所述第一固定架一端转动设置有多组下桩轮，每组下桩轮包括周向转动设置的多个，所述下桩架在所述下桩轮之间形成供桩体滑移穿出的下桩腔，所述下桩轮周侧开设有供桩体抵接的嵌接弧槽，所述第一固定架包括两个相向水平滑移夹紧桩体的夹持爪。

通过采用上述技术方案，将拔桩装置移动至桩体的上端，然后使得拔桩机构下移至套在桩体周侧，此时通过拔桩机构向上竖直将桩体逐渐拔起，在拔起的过程中拔桩机构逐渐升起，桩体直接穿入下桩架内，当桩体被拔起至与地面完全脱离后，此时夹持爪将桩体夹紧，拔桩机构松开桩体后下移，使得桩体和拔桩机构脱离，此时下桩架转动至呈水平状，桩体在下桩轮的作用下从下桩腔内向远离机架的一侧逐渐滑移出，从而完成拔桩。该方案中通过下桩架将拔起的桩体水平放倒，并不需要其他大型工程机械参与，整个过程非常方便。

优选的，所述下桩架在每组相邻所述下桩轮之间设置有第二固定架，所述第二固定架包括两个水平相向滑移夹紧桩体的固定爪。

通过采用上述技术方案，当桩体穿入下桩腔内并准备转动下桩架时，只有两个夹持爪对桩体进行固定，较为不牢固，该方案中通过设置第二固定架，使得第二固定架上的固定爪将桩体进行再次固定，从而使得桩体在下桩架内更加牢固，同时通过在每组下桩轮之间都设置第二固定架，使得不同高度的桩体都可固定在下桩腔内，以保证桩体拔出后可较为稳定安全的放倒。

优选的，所述机架两侧端竖直设置有位于所述下桩架两侧的支撑柱，所述支撑柱靠近所述下桩架的一侧端转动设置有缠绕钢丝绳的放线辊和收线辊，所述下桩架两侧端设置有供所述放线辊和所述收线辊上伸出钢丝绳一端固定的挂钩。

通过采用上述技术方案，当放倒桩体时，支撑柱上的放线辊和收线辊发生转动，使得放线辊和收线辊上的钢丝绳放出，钢丝绳的一端直接固定在下桩架侧端的挂钩上，此时钢丝绳拉动下桩架缓慢转动，从而实现下桩架的转动，使得桩体可直接放平，该方案使得下桩架的转动更加方便，同时通过放线辊和收线辊可控制下桩架转动的方向，从而方便根据施工现场进行操作，更加方便。

优选的，所述机架在所述下桩架转动的一侧端设置有下料轨道，所述下料轨道上端转动设置有主动轮，所述主动轮抵接于靠近所述下料轨道一端的所述下桩轮，所述下料轨道侧端设置有通过链条驱动所述主动轮转动的主动电机。

通过采用上述技术方案，当下桩架转动至呈水平状时，下桩架侧端的下桩轮直接抵接在下料轨道的主动轮上，此时主动电机工作，使得主动轮转动，从而带动下桩轮转动，转动的下桩轮使得插接在下桩腔内的桩体沿着下桩轮转动的方向移动，最后从下桩腔远离机架的一端直接滑出。该方案使得该拔桩装置在放倒桩体后可将桩体直接移动出，更加方便。

优选的，所述下料轨道下端在远离和靠近所述机架的一端均设置有调节架，所述调节架包括支撑在所述下料轨道下端的调节板、转动连接在所述调节板相互靠近一端面的调节支撑油缸，所述调节支撑油缸的活塞杆转动连接于所述下料轨道下端。

通过采用上述技术方案，通过调节板上的调节支撑油缸可调节下料轨道的倾斜角度，使得下桩架转动时可直接抵接在倾斜的下料轨道上，此时主动电机转动，带动下桩轮转动，从而使得桩体在下桩腔内倾斜向外滑移，此时可在下料轨道远离机架的一端直接设置运输车，使得桩体可直接移动至运输车上，更加方便。

优选的，所述拔桩机构包括转动设置在所述机架内的多组拔桩轮，所述拔桩轮周侧均匀设置有插入桩体侧端的齿钉，所述机架内设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过减速齿轮组传动连接于所述拔桩轮。

通过采用上述技术方案，驱动电机工作，通过减速齿轮将较大的扭矩直接传递至拔桩轮上，此时齿钉直接插在桩体的侧端，随着拔桩轮的转动，桩体被逐渐从地面内抽出，该方案中拔桩机构结构简单，体积较小，拔桩时操作较为精准。

优选的，所述机架内竖直设置有多组拔桩油缸，所述拔桩油缸上端的活塞杆上设置有升降平台，所述驱动电机和所述拔桩轮位于所述升降平台上端。

通过采用上述技术方案，通过拔桩油缸驱动升降平台在竖直方向升降，使得拔桩轮将桩体提升之后，拔桩油缸驱动升降平台下降，使得拔桩轮和桩体脱离，此时转动下桩架便可将使得拔桩机构不会对转动的桩体产生影响。

优选的，所述下桩架内设置有多组支撑板，所述支撑板上开设有供所述下桩轮两端转轴插入并转动的腰型孔，所述腰型孔的长度方向指向所述下桩架的中轴线，所述支撑板在所述腰型孔内嵌设有压簧，所述压簧抵接于所述下桩轮两端转轴远离所述下桩架中轴线的一侧端。

通过采用上述技术方案，桩体自身表面为凹凸不平的，当桩体进入下桩腔内时，桩体的侧端可能部分将会无法与下桩轮进行接触，从而造成导向以及后续将桩体从下桩架上移出出现问题，该方案中下桩轮两端的转轴在腰型孔内滑移，压簧抵接在下桩轮转轴的一侧端，使得下桩轮可在压簧的作用下抵紧在桩体侧端，从而保证桩体可顺利穿入下桩腔内，同时该下桩架可适应不同粗细的桩体，更加方便。

优选的，所述下桩轮周侧端以及所述夹持爪相互靠近的一端设置有防滑胶纹。

通过采用上述技术方案，在下桩轮和夹持爪上设置防滑胶纹，使得夹持爪在夹持桩体时更加牢固，而下桩轮上的防滑胶纹也会使得桩体在下桩轮的作用下滑移出下桩腔时更加顺畅，减小出现下桩轮空转的情况。

第二方面，本申请提供一种拔桩施工方法，采用如下技术方案：

一种应用所述拔桩装置的拔桩施工方法，步骤一，通过所述拔桩机构将桩体从地面拔出；步骤二，夹持爪向下桩腔中部移动将桩体夹持住，拔桩机构竖直下移动，使得拔桩机构和桩体脱离，然后转动拔桩架至水平状态；步骤三，转动下桩轮，使得抵接在下桩轮上的桩体在下桩腔内向远离机架的一侧移动出。

通过采用上述技术方案，通过该拔桩的施工方法，使得拔桩过程更加方便更加快速。

综上所述，本申请的有益技术效果为：

1.拔桩机构下移至套在桩体周侧，然后通过拔桩机构向上竖直将桩体逐渐拔起，在拔起的过程中拔桩机构逐渐升起，桩体直接穿入下桩架内，当桩体被拔起至与地面完全脱离后，此时第一固定架上的夹持爪将桩体夹紧，拔桩机构松开桩体后下移，使得桩体和拔桩机构脱离，此时下桩架转动至呈水平状，桩体在下桩轮的作用下从下桩腔内向远离机架的一侧逐渐滑移出，从而完成拔桩，通过下桩架将拔起的桩体水平放倒，并不需要其他大型工程机械参与，整个过程非常方便；

2.第二固定架上的固定爪将桩体进行再次固定，从而使得桩体在下桩架内更加牢固，同时通过在每组下桩轮之间都设置第二固定架，使得不同高度的桩体都可固定在下桩腔内，以保证桩体拔出后可较为稳定安全的放倒；

3.调节板上的调节支撑油缸可调节下料轨道的倾斜角度，使得下桩架转动时可直接抵接在倾斜的下料轨道上，此时主动电机转动，带动下桩轮转动，从而使得桩体在下桩腔内倾斜向外滑移，此时可在下料轨道远离机架的一端直接设置运输车，使得桩体可直接移动至运输车上，更加方便。

附图说明

图1为拔桩装置的结构示意图；

图2为拔桩机构和下桩机构的结构示意图；

图3为图2的A处放大图；

图4为图2的B处放大图；

图5为拔桩机构和下桩机构另一视角的结构示意图；

图6为下料轨道的结构示意图。

图中：1、机架；2、拔桩机构；3、下桩机构；4、下料轨道；5、导柱；6、拔桩油缸；7、升降平台；8、导槽；9、通孔；10、驱动电机；11、拔桩轮；12、减速齿轮箱；13、齿钉；14、下桩架；15、下桩腔；16、第一固定架；17、第一气缸；18、夹持爪；19、防滑胶纹；20、安装孔；21、支撑板；22、腰型孔；23、下桩轮；24、压簧；25、嵌接弧槽；26、第二固定架；27、第二气缸；28、固定爪；29、支撑柱；30、放线电机；31、收线电机；32、放线辊；33、收线辊；34、挂钩；35、调节架；36、调节板；37、调节支撑油缸；38、主动电机；39、主动轮。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

参见图1，一种拔桩装置，包括支撑在地面上的机架1、位于机架1底部的拔桩机构2、设置于机架1顶部的下桩机构3以及设置在机架1侧端的下料轨道4。

参见图2和图3，机架1中部开设有呈竖直状且上下相连通的腔室，机架1在腔室的内壁一体竖直设置有导柱5，机架1在腔室内侧壁通过螺栓固定有多个拔桩油缸6，拔桩油缸6的活塞杆竖直向上，拔桩油缸6的活塞杆上通过螺栓固定有一块升降平台7，升降平台7的侧端开设有供导柱5插入滑移的导槽8，使得拔桩油缸6的活塞杆顶出和回缩带动升降平台7在导柱5的作用下竖直升起和下降。

升降平台7中部开设有通孔9，拔桩机构2包括通过螺栓固定在升降平台7上端的四个驱动电机10以及传动连接在驱动电机10输出轴上的拔桩轮11，驱动电机10周向均匀的排布在通孔9周侧，驱动电机10上通过螺栓固定有减速齿轮箱12，减速齿轮箱12和驱动电机10的输出轴通过齿轮传动连接，减速齿轮箱12内的输出轴伸出后和拔桩轮11键连接，拔桩轮11周侧一体均匀设置有齿钉13，拔桩轮11周侧齿钉13位于通孔9的上侧。驱动电机10发动，扭矩经减速齿轮箱12传递变大后传递至拔桩轮11上，此时齿钉13插入穿入通孔9的桩体侧端，从而将桩体向上竖直缓慢拔出。

参见图2和图6，下桩机构3包括通过转轴转动连接在机架1上端的下桩架14，下桩架14的转动轴心呈水平状，下桩架14的中部开设有呈竖直状且上下两端连通的下桩腔15，下桩架14在靠近机架1的一端设置有第一固定架16，第一固定架16包括两个通过螺栓垂直固定在下桩架14侧端的第一气缸17以及通过螺栓固定在第一气缸17的活塞杆上的夹持爪18，第一气缸17的活塞杆垂直于下桩架14的侧壁穿入下桩腔15内，两夹持爪18呈弧形，使得穿入下桩腔15内的桩体可直接被夹持爪18夹持，夹持爪18远离第一气缸17的一端粘接有防滑胶纹19。

参见图2和图4，下桩架14沿自身长度方向开设有多组连通至下桩腔15内的安装孔20，每组安装孔20包括周向排布的四个，下桩架14在安装孔20内呈水平对称且相平行的两侧壁焊接有支撑板21，支撑板21上开设有腰型孔22，腰型孔22的长度方向垂直指向下桩腔15，同一安装孔20内的两块支撑板21之间转动连接有下桩轮23，下桩轮23两端的转轴转动插接在腰型孔22内，支撑板21在腰型孔22内前有压簧24，压簧24抵接在下桩轮23的转轴远离下桩腔15的一侧端，使得压簧24将下桩轮23向下桩腔15抵接。

参见图4和图5，下桩轮23的周侧开设有供桩体侧端插接滑移的嵌接弧槽25，下桩轮23在嵌接弧槽25的内壁粘接有防滑胶纹19。

下桩架14沿自身长度方向相邻的两下桩轮23之间设置有第二固定架26，第二固定架26包括通过螺栓垂直固定在下桩架14侧端的第二气缸27以及通过螺栓固定在第二气缸27的活塞杆上的固定爪28，第二气缸27的活塞杆穿入下桩腔15内，固定爪28呈弧形，使得穿入下桩腔15内的桩体可被多组固定爪28夹持，固定爪28远离第二气缸27的一端粘接有防滑胶纹19。

机架1的两侧端一体设置有支撑柱29，两个支撑柱29位于下桩架14的两侧，支撑柱29顶部在远离下桩架14的一端通过螺栓固定有放线电机30和收线电机31，放线电机30和收线电机31的输出轴向下桩架14一侧水平穿过支撑柱29，支撑柱29顶部靠近下桩架14的一端在放线电机30和收线电机31的输出轴上同轴焊接有放线辊32和收线辊33，放线辊32和收线辊33上个缠绕有钢丝绳，下桩架14的两侧端各焊接有两个挂钩34，挂钩34位于放线辊32和收线辊33之间靠下侧，放线辊32上的钢丝绳直接系设在一挂钩34上，收线辊33上的钢丝绳系设在另一挂钩34上。

参见图1和图6，下料轨道4下端在靠近机架1和远离机架1的一端各设置有一调节架35，调节架35包括支撑在地面上的两块调节板36，调节板36的侧端通过转轴转动连接有调节支撑油缸37，调节支撑油缸37的活塞杆通过转轴转动连接在下料轨道4的下端，使得两组调节架35上的调节支撑油缸37可调节下料轨道4两端的起翘角度。

下料轨道4侧端通过螺栓固定有主动电机38，下料轨道4上端通过转轴均匀转动连接有多个主动轮39，主动轮39的转轴呈水平状且相互平行，主动轮39的一端同轴焊接有齿轮，所有的主动轮39通过链条缠绕在齿轮上传动连接，主动电机38的输出轴穿入下料轨道4内并同轴焊接在一主动轮39的转轴上，使得主动电机38工作，带动所有的主动轮39同向转动，主动轮39侧端的中部呈凸起状，使得下桩架14转动至抵接下料轨道4时，主动轮39的中部刚好可以与下桩轮23的嵌接弧槽25配合，从而带动下桩轮23转动。

应用本实施例中拔桩装置的拔桩施工方法为：

步骤一，将拔桩装置移动至桩体的上端，然后通过拔桩油缸6驱动升降平台7下移，使得桩体的顶部直接插接在拔桩轮11之间，并使得拔桩轮11周侧的齿钉13插接进桩体侧端，然后驱动电机10工作，使得扭矩通过减速齿轮箱12直接传递至拔桩轮11上，转动的拔桩轮11将桩体拔起，桩体竖直向上移动插接进下桩腔15内，同时拔桩油缸6将升降平台7上升，桩体的侧端抵接在下桩轮23的内侧端；

步骤二，拔桩油缸6驱动升降平台7下移，使得桩体和拔桩机构2脱离，第一气缸17和第二气缸27的活塞杆伸出，从而使得夹持爪18和固定爪28将桩体夹持住；

步骤三，收线电机31转动和放线电机32转动，使得收线辊33转动将钢丝绳收卷，而放线辊32配和转动将钢丝绳放出，使得下桩架14向一侧转动，当下桩架14转动至在重力作用下有转动趋势时，放线辊32和收线辊33同时缓慢放线，使得下桩架14缓慢转动，通过调节支撑油缸37支撑下料轨道4至与运送车平齐，并使得转动的下桩架14上的一排下桩轮23可以直接抵接在下料轨道4上的主动轮39上；

步骤四，夹持爪18和固定爪28松开桩体，主动电机38转动，使得主动轮39带动下桩轮23转动，桩体在下桩轮23的作用下从下桩腔15内向远离机架1的一侧逐渐滑移出至运输车上，从而完成拔桩。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种拔桩装置，其特征在于：包括支撑在地面上的机架(1)、位于所述机架(1)底部在竖直方向滑移的拔桩机构(2)以及设置于所述机架(1)顶部的下桩机构(3)，所述下桩机构(3)包括转动设置于所述机架(1)上的下桩架(14)，所述下桩架(14)在靠近所述机架(1)的一端设置有第一固定架(16)，所述下桩架(14)内由靠近所述第一固定架(16)一端至远离所述第一固定架(16)一端转动设置有多组下桩轮(23)，每组下桩轮(23)包括周向转动设置的多个，所述下桩架(14)在所述下桩轮(23)之间形成供桩体滑移穿出的下桩腔(15)，所述下桩轮(23)周侧开设有供桩体抵接的嵌接弧槽(25)，所述第一固定架(16)包括两个相向水平滑移夹紧桩体的夹持爪(18)，所述下桩架(14)在每组相邻所述下桩轮(23)之间设置有第二固定架(26)，所述第二固定架(26)包括两个水平相向滑移夹紧桩体的固定爪(28)，所述机架(1)在所述下桩架(14)转动的一侧端设置有下料轨道(4)，所述下料轨道(4)上端转动设置有主动轮(39)，所述主动轮(39)抵接于靠近所述下料轨道(4)一端的所述下桩轮(23)，所述下料轨道(4)侧端设置有通过链条驱动所述主动轮(39)转动的主动电机(38)。

2.根据权利要求1所述的拔桩装置，其特征在于：所述机架(1)两侧端竖直设置有位于所述下桩架(14)两侧的支撑柱(29)，所述支撑柱(29)靠近所述下桩架(14)的一侧端转动设置有缠绕钢丝绳的放线辊(32)和收线辊(33)，所述下桩架(14)两侧端设置有供所述放线辊(32)和所述收线辊(33)上伸出钢丝绳一端固定的挂钩(34)。

3.根据权利要求1所述的拔桩装置，其特征在于：所述下料轨道(4)下端在远离和靠近所述机架(1)的一端均设置有调节架(35)，所述调节架(35)包括支撑在所述下料轨道(4)下端的调节板(36)、转动连接在所述调节板(36)相互靠近一端面的调节支撑油缸(37)，所述调节支撑油缸(37)的活塞杆转动连接于所述下料轨道(4)下端。

4.根据权利要求1所述的拔桩装置，其特征在于：所述拔桩机构(2)包括转动设置在所述机架(1)内的多组拔桩轮(11)，所述拔桩轮(11)周侧均匀设置有插入桩体侧端的齿钉(13)，所述机架(1)内设置有驱动电机(10)，所述驱动电机(10)的输出轴通过减速齿轮组传动连接于所述拔桩轮(11)。

5.根据权利要求4所述的拔桩装置，其特征在于：所述机架(1)内竖直设置有多组拔桩油缸(6)，所述拔桩油缸(6)上端的活塞杆上设置有升降平台(7)，所述驱动电机(10)和所述拔桩轮(11)位于所述升降平台(7)上端。

6.根据权利要求1所述的拔桩装置，其特征在于：所述下桩架(14)内设置有多组支撑板(21)，所述支撑板(21)上开设有供所述下桩轮(23)两端转轴插入并转动的腰型孔(22)，所述腰型孔(22)的长度方向指向所述下桩架(14)的中轴线，所述支撑板(21)在所述腰型孔(22)内嵌设有压簧(24)，所述压簧(24)抵接于所述下桩轮(23)两端转轴远离所述下桩架(14)中轴线的一侧端。

7.根据权利要求1所述的拔桩装置，其特征在于：所述下桩轮(23)周侧端以及所述夹持爪(18)相互靠近的一端设置有防滑胶纹(19)。

8.一种应用权利要求1-7任意一项所述拔桩装置的拔桩施工方法，其特征在于：步骤一，通过所述拔桩机构(2)将桩体从地面拔出；步骤二，所述夹持爪(18)向下桩腔(15)中部移动将桩体夹持住，拔桩机构(2)竖直下移动，使得拔桩机构(2)和桩体脱离，然后转动拔桩架至水平状态；步骤三，转动下桩轮(23)，使得抵接在下桩轮(23)上的桩体在下桩腔(15)内向远离机架(1)的一侧移动出。

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