[发明专利]一种黄土地区气囊拔桩装置及拔桩施工方法

权利要求书

1.一种黄土地区气囊拔桩装置，包括桩体(1)、第一T形钢板套(2)、第二T形钢板套(3)和气囊(4)，其特征在于：所述桩体(1)插接在土地层(9)内，在第一T形钢板套(2)呈倒置插接在该桩体(1)底端周侧，且通过锚杆与土地层(9)固定连接，所述气囊(4)呈圆柱筒结构，且套接在第一T形钢板套(2)上方周侧，所述第二T形钢板套(3)的一端垂直穿过气囊(4)的中空筒插接在第一T形钢板套(2)内腔，并且第一T形钢板套(2)通过锁紧螺栓固定该第二T形钢板套(3)，且第二T形钢板套(3)另一端通过螺栓固定在该桩体(1)上部周侧；

在第二T形钢板套(3)底面两侧均对称水平滑动连接有施力块(20)，在第一T形钢板套(2)和第二T形钢板套(3)之间两侧均倾斜铰接有液压升降柱(7)，所述气囊(4)、施力块(20)和液压升降柱(7)均朝向该第二T形钢板套(3)垂直施加三角形推力；

所述桩体(1)两侧均水平固定设置有杠杆支座(10)，两个所述杠杆支座(10)上均设置有铰接支撑架(12)，两个铰接支撑架(12)上分别铰接有第一杠杆(14)和第二杠杆(15)，且第一杠杆(14)和第二杠杆(15)远离铰接支撑架(12)的一端倾斜穿过土地层(9)与桩体(1)底端相抵接，且第一杠杆(14)与桩体(1)的阻力点位于该第二杠杆(15)上方，所述第一杠杆(14)和第二杠杆(15)的另一端通过拉力驱动装置与杠杆支座(10)连接。

2.根据权利要求1所述的一种黄土地区气囊拔桩装置，其特征在于：所述杠杆支座(10)远离桩体(1)的一端顶面一体铸造有矩形框架(11)，在矩形框架(11)内腔垂直升降连接有升降板(17)，所述第一杠杆(14)的动力点F1连接有钢丝绳(13)，且钢丝绳(13)穿过矩形框架(11)与升降板(17)固定连接，在矩形框架(11)内腔顶面通过螺钉安装有液压千斤顶(16)，液压千斤顶(16)的升降端与该升降板(17)顶面固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种黄土地区气囊拔桩装置，其特征在于：第二T形钢板套(3)底面两侧均横向铣削加工有行程槽(18)，在两个行程槽(18)内均横向连接有定位杆(19)，且所述定位杆(19)横向贯穿该施力块(20)，所述施力块(20)朝向该气囊(4)的一侧呈倾斜坡面。

4.根据权利要求1所述的一种黄土地区气囊拔桩装置，其特征在于：两个所述杠杆支座(10)顶面均铣削加工有滑槽(21)，在滑槽(21)内横向设有丝杠(22)，且所述丝杠(22)的其中一端连接有驱动马达(23)，驱动马达(23)通过螺栓安装在滑槽(21)内，所述铰接支撑架(12)底端焊接有与丝杠(22)连接的滑块，其滑块在滑槽(21)内水平滑动。

5.根据权利要求2所述的一种黄土地区气囊拔桩装置，其特征在于：所述矩形框架(11)内腔两侧纵向开设有定位槽，所述升降板(17)两侧面一体铸造有与定位槽滑动连接的定位块(25)，在升降板(17)顶面两侧开设有与钢丝绳(13)连接的安装孔(24)，两个安装孔(24)之间攻有安装液压千斤顶(16)升降端的内螺纹孔(26)。

6.根据权利要求1所述的一种黄土地区气囊拔桩装置，其特征在于：第二T形钢板套(3)顶面焊接有与该桩体(1)套接的固定套(5)，固定套(5)通过螺栓与桩体(1)固定连接，所述固定套(5)周侧对称焊接有三角肋板(6)。

7.根据权利要求1所述的一种黄土地区气囊拔桩装置，其特征在于：在所述第一T形钢板套(2)和第二T形钢板套(3)相对一侧面均焊接有两个铰接耳板(8)，上下两个所述铰接耳板(8)均通过销轴与该液压升降柱(7)两端铰接。

8.根据权利要求1所述的一种黄土地区气囊拔桩装置，其特征在于：所述第一杠杆(14)与桩体(1)相抵的作用力E大于该第二杠杆(15)与桩体(1)相抵的作用力F。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种黄土地区气囊拔桩装置的拔桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将第一T形钢板套(2)套架在桩体(1)底端周侧，且通过锚杆固定第一T形钢板套(2)，在将气囊(4)套接在第一T形钢板套(2)上方周侧，将带有施力块(20)的第二T形钢板套(3)的一端垂直穿过气囊(4)的中空筒插接在第一T形钢板套(2)内腔；

S2：第一T形钢板套(2)通过锁紧螺栓固定该第二T形钢板套(3)，使第二T形钢板套(3)插接在第一T形钢板套(2)内，在通过另一组螺栓将固定套(5)与桩体(1)固定连接；

S3：将两根液压升降柱(7)铰接在上下两个铰接耳板(8)内，同时布置两个杠杆支座(10)通过锚杆安装在土地层(9)上，驱动马达(23)通过减速器驱动丝杠(22)带动铰接支撑架(12)处于所需的支点位置，将第一杠杆(14)和第二杠杆(15)穿过土地层(9)与桩体(1)交错相抵，第一杠杆(14)和第二杠杆(15)分别与铰接支撑架(12)铰接；

S4：将气囊(4)连接外部气源，同时液压升降柱(7)启动，气囊(4)垂直升起挤压施力块(20)，施力块(20)反向移动施力，液压升降柱(7)施加倾斜推力，气囊(4)、施力块(20)和液压升降柱(7)利用力的三角形法则对桩体(1)施加垂直的力；

S5：液压千斤顶(16)对升降板(17)垂直施力，使得升降板(17)拉动钢丝绳(13)下降，钢丝绳(13)对第一杠杆(14)和第二杠杆(15)施力动力F1，铰接支撑架(12)对第一杠杆(14)第二杠杆(15)形成支点O，桩体(1)对第一杠杆(14)第二杠杆(15)施加阻力F2，第一杠杆(14)第二杠杆(15)的L1和O之间为动力臂L1,O和F2之间为阻力臂；

S6：第一杠杆(14)和第二杠杆(15)同时对桩体(1)施加交叉作用力E和F，破坏土地层(9)的结构，使桩体(1)在利用杠杆原理和三角形施力法则过程中拔出。