专利名称：液压拔桩器装置的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑工程机械桩工机械技术领域，具体涉及适用于混凝土桩拔除的拔桩器装置。
背景技术：
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。液压振动拔桩机多为进口，价格昂贵，施工成本高， 对施工场地、能源要求高。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。冲击成孔拔桩法施工 操作简单，可以在硬质岩土层中发挥冲击进尺的优势，但不适合在一般土层中使用，进尺缓 慢，工期相对较长。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。采用的钢套管打入法拔桩工艺实用、简便，具有一定的推广价值。 但此种拔桩施工较复杂，效率低，施工成本较高。
随着城市建设的发展，拔桩设备的改进，拔桩工艺的完善，适用范围越来越广，新型拔桩 设备将形成新的施工工法。在已有的拔桩技术的基础上，提出新型液压拔桩施工工法及其设 备具有积极意义不破坏土体、增加了土体密实度、无泥浆污染、施工效率高、效果好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于混凝土桩的液压拔桩器装置，通过新型结构设计及其 创新来解决以往灌注桩拔除施工效率低、效果差、有泥浆污染等问题，实现简单、高效、无 污染的拔桩施工。
为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是
液压拔桩器装置的结构包括锚座组件、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。楔块有8个或8个以上，分别与锚座内部 斜面配合，楔块沿斜面上的滑槽上下滑动或被锚座和桩体夹紧而自锁。顶端盖板与锚座用活 动联接结构(例如螺钉)连接，盖板上的沉头孔安放螺钉，二者间隙配合，螺钉与楔块上方 螺纹孔连接，螺钉螺柱上套有受压弹簧。锚座下部有双耳环，中部四面均为与楔块配合的斜 面，上部主要是与顶端盖板连接并安装吊环螺钉。
油缸有8个或8个以上，与锚座底部通过双耳环球铰连接。底部锥体也通过双耳环球铰
连接与油缸另一端连接。油缸的技术参数需根据具体工况确定。
上护板结构包括上护板外壳、上护板连接角铁，角铁与锚座底部通过活动联接结构(例 如螺钉)连接。下护板结构采用钣金件，包括下护板外壁、下护板外壁，二者用螺栓连接。 下护板通过螺钉与底部锥体上表面连接。上下护板主要起防护作用，防止土体进入拔桩器中。
液压拔桩器装置以锚座组件为自锁反力机构，以油缸为动力输出机构，以底部锥体为执 行机构，以上下防护板为防护机构。
进一步，液压拔桩器装置以桩体为导向，当油缸伸缸时，油缸输出推力作用在锚座组件 上，锚座组件中的楔块被锚座和桩体夹紧而使整个锚座组件自锁无法动作。因此油缸的输出 力反作用于底部锥体，使其向地下动作，推进一个行程。底部锥体的锥体结构将桩周土体压 向四周，消除土体与桩之间的摩擦力，有利于桩体的拔除，同时使四周土体密实。当油缸縮 缸时，油缸输出拉力作用在锚座组件上，锚座组件中的楔块将解锁，整个锚座组件随同油缸 活塞杆向下动作。如此往复，液压拔桩器装置整体步进向下滑移。当下降到桩底部时，上拔 拔桩器将其与桩体一同拔出。
由于采用了上述方案，本发明具有以下特点本发明液压拔桩器装置的底部锥体结构使 土体压向四周，而不同于以往需要上排泥浆的方法，无泥浆污染，同时使周围土体密实。采 用液压油缸出力方式，输出力大，可以消除桩周过大的摩擦力，解决难以整体拔除的问题。 因此，本发明液压拔桩器装置在拔桩施工中具有效果好、无污染的特点。
图1是本发明的一种实施例的主要部分的结构示意图。
图2是本发明实施时的一种分解说明的示意图。
图3是本发明实施例的楔块的正面结构示意图。
图4是本发明实施例的楔块的侧面结构示意图。
图5是本发明实施例的楔块的立体结构示意图。
图6是本发明实施例的底部锥体的正面结构示意图。
图7是本发明实施例的底部锥体的俯视结构示意图。
图8是本发明实施例的底部锥体的立体结构示意图。
图中标号l为顶端盖板，2为楔块，3为锚座，4为上护板，5为油缸，6为下护板，7 为底部锥体。
具体实施例方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
图1所示是本发明的一种实施例的主要部分的结构示意图。如图所示，本发明的液压拔 桩器装置，结构包括锚座组件、油缸5、底部锥体7、上护板4和下护板6五部分。其中， 锚座组件包括顶端盖板l、楔块2、锚座3三部分。
具体的，锚座组件是拔桩器的关键部分。顶端盖板1与锚座3用螺钉连接，盖板上的沉 头孔安放螺钉，二者间隙配合，螺钉与楔块上方螺纹孔连接，螺钉螺柱上套有受压弹簧。楔 块2有8个，分别与锚座内部斜面配合，楔块沿斜面上的滑槽上下滑动或被锚座和桩体夹紧 而自锁。锚座3下部有8个双耳环，中部四面均为与楔块配合的斜面，上部主要是与顶端盖 板l连接并安装吊环螺钉。上护板4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。油缸5有8个，与锚座底部通过双耳环球铰连接。下护板6结构采用钣金件， 包括下护板外壁l、下护板外壁2， 二者用螺栓连接。下护板6通过螺钉与底部锥体上表面连 接。底部锥体7也通过双耳环球铰连接与油缸5另一端连接。
液压拔桩器装置以锚座组件为自锁反力机构，以油缸5为动力输出机构，以底部锥体7 为执行机构，以上下防护板为防护机构。具体的工作过程如下
液压拔桩器装置以桩体为导向，当油缸伸缸时，油缸输出推力作用在锚座组件上，锚座 组件中的楔块被锚座和桩体夹紧而使整个锚座组件自锁无法动作。因此油缸的输出力反作用 于底部锥体，使其向地下动作，推进一个行程。底部锥体的锥体结构将桩周土体压向四周， 消除土体与桩之间的摩擦力，利于桩体的拔除，同时使四周土体密实。当油缸縮缸时，油缸 输出拉力作用在锚座组件上，锚座组件中的楔块将解锁，整个锚座组件随同油缸活塞杆向下 动作。如此往复，步进向下滑移。当下降到桩底部时，上拔拔桩器将其与桩体一同拔出。
图2所示为本发明实施时的一种分解说明的示意图。如图所示，锚座组件作为整个拔桩 器的关键，其工作原理尤位重要。具体的工作过程叙述如下-
当锚座下部受到向上的推力时，锚座有向上移动的趋势。由于锚座与楔块之间通过斜面 相配合，锚座对楔块施力，力的方向垂直于斜面的，这个力的水平分力将使楔块压紧中间的 桩体，而竖直分力使楔块也具有向上滑动的趋势。保证楔块与桩体之间的摩擦力大于竖直分 力，可以使楔块被锚座和桩体卡紧而使整个锚座组件自锁。当锚座下部受到向下的拉力时， 锚座将向下运动，此时锚座对楔块没有力的作用，自锁力的消失而使楔块可以动作。由于和 锚座螺钉连接，顶端盖板随锚座一同向下运动。顶端盖板与楔块通过螺钉连接，螺钉螺柱上 套有受压弹簧，而使顶端盖板与楔块之间始终受压。因此，顶端盖板将通过弹簧压力带动楔 块一同向下移动。从而整个锚座组件实现向下的整体滑移。
图3所示为本发明实施时的一种分解说明的示意图。如图所示，楔块的具体尺寸需要根 据工况来确定。在某一地区，桩体在底部的最大摩阻力将达到200吨，那么要拔除桩体必须 克服最大摩阻力，油缸的总输出力要达到200吨，那么楔块的总自锁反力也应该达到200吨。 由于采用了8个楔块，则每个楔块的自锁反力最大应达到12.5吨，即楔块与桩体之间的静摩 擦力要达到12.5吨。要保持楔块自锁，楔块斜面的斜度一般在7度以内，这里取7度，那么 楔块与桩体之间的正压力将达到IOO吨。对于横截面边长为450mm的钢筋混凝土方桩，其受 压面积有限，可取楔块受压面宽度为200mm。由于混凝土有一定的抗压强度，楔块受压面压 强一般不能超过20MPa,因此取楔块受压面长度为480醒，则楔块与桩体表面之间的压强一般 不超过10MPa。在考虑到锚座体积的限制，楔块厚度可取120mm。
图4所示为本发明实施时的一种分解说明的示意图。如图所示，底部锥体作为拔桩器的 执行元件，将桩体周围的土体挤压到四周，从而消除桩体与土体之间的摩擦力使桩体易于拔 除。底部锥体角度为60° ，可行范围为45° -75° ，大角度利于土体的排除。外围边长980mm， 中空部分边长470mra。中空部分是放置截面边长450mm的桩体。上端的双耳环与油缸一端连 接，承受油缸的向下推力。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉 本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应 用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技 术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种液压拔桩器装置，其特征在于其结构包括锚座组件、油缸、底部锥体、上护板结构和下护板结构。
2、 如权利要求1所述的液压拔桩器装置，其特征在于所述锚座组件包括顶端盖板、 楔块、锚座三部分。
3、 如权利要求1所述的液压拔桩器装置，其特征在于至少8个油缸与锚座组件底部 通过双耳环球铰连接。
4、 如权利要求1所述的液压拔桩器装置，其特征在于所述底部锥体通过双耳环球铰 连接与油缸另一端连接。
5、 如权利要求1所述的液压拔桩器装置，其特征在于所述上护板结构上包括上护板 外壳、上护板连接角铁，角铁与锚座底部通过活动联接结构连接。
6、 如权利要求1所述的液压拔桩器装置，其特征在于所述下护板采用钣金件结构， 包括下护板外壁、下护板外壁，二者用活动联接结构连接；所述下护板通过活动联接结构与 底部锥体上表面连接。
7、 如权利要求2所述的液压拔桩器装置，其特征在于至少8个楔块分别与锚座组件 内部斜面配合，楔块沿斜面上的滑槽上下滑动或被锚座和桩体夹紧而自锁。
8、 如权利要求2所述的液压拔桩器装置，其特征在于顶端盖板与锚座组件用螺钉连 接，顶端盖板上的沉头孔安放螺钉，二者间隙配合，螺钉与楔块上方螺纹孔连接，螺钉螺柱 上套有受压弹簧。
9、 如权利要求2所述的液压拔桩器装置，其特征在于锚座组件下部设置双耳环，中 部四面均为与楔块配合的斜面，上部与顶端盖板连接并安装吊环螺钉。
10、 如权利要求2所述的液压拔桩器装置，其特征在于所述楔块斜面的斜度《7。；底部锥体角度为60。，可行范围45° -75° 。
全文摘要
本发明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。本发明可用于混凝土桩的拔除，解决了拔桩时桩周摩擦力大难以整体拔除的难点，具有高效、无污染的特点。
文档编号E02D9/02GK101392532SQ20081020170
公开日2009年3月25日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者乌建中, 乐韵斐, 訚耀保 申请人:同济大学