劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护的工字型劲芯拔出方法与流程

本发明涉及基础工程领域，具体涉及劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护的工字型劲芯拔出方法，尤其是一种与劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构配套的工字钢拔出方法。

背景技术：

工程实践中，为了保证地下结构施工及基坑周边环境安全，常采用基坑支护结构对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护。基坑开挖时卸荷使得支护结构在基坑内外两侧的土压力形成压力差，进而引起支护结构的侧向变形。因此限制侧向位移量对基坑开挖及周边环境具有重要的意义。

在专利一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构的施工方法(申请号：

201911192167.1)，特别是地下水丰富的情况需要采用止水帷幕桩，为了充分利用止水帷幕桩的强度，在其中置入型钢劲芯，如工字钢。工字钢的顶端与冠梁交接的翼缘和腹板处用胶粘贴有泡沫，使工字钢与冠梁连接易于脱离。地下结构施工结束后将工字钢拔出，重复利用节约社会资源降低成本，并且避免工字钢留在地下造成空间污染。

技术实现要素：

为将工字钢拔出，本发明内容的目的在于提供一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构的施工方法(申请号：201911192167.1)配套的劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护的工字型劲芯(工字钢)拔出方法，即一种与劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构配套的工字钢拔出方法，实现工字钢回收的前提下保证了工字钢原有形状。设备结构设计新颖，方便移动且实用性强，适用于不同规格的工字钢。

为了实现上述目的，本发明提供如下方案：

一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护的工字型劲芯(工字钢)拔出方法，采用工字钢(工字型劲芯)拔出设备进行拔出，所述工字钢拔出设备包括底座、拔桩液压杆、传力臂和夹持装置，底座上固定连接拔桩液压杆，传力臂一端与拔桩液压杆的活塞杆滑动连接(用于调节传力臂长度，进一步调整夹具装置的位置)，另一端与左右对称分布的夹持装置分别通过螺栓连接；所述夹持装置包括夹具板、弹簧和弹簧垫板，所述夹具板一端设有凹槽，凹槽的内部对称设有竖向钢弹片(钢弹片接触工字钢的翼缘板来确保夹具板的相对位置)，夹具板另一端上部设有弹簧垫板，螺栓穿过夹具板、弹簧垫板和弹簧，弹簧上端顶住螺母(与螺栓配合)，弹簧下端抵在弹簧垫板上，调整螺母，使夹具板保持水平；

所述的拔出方法包括如下步骤:

s1：将拔桩液压杆高度降至最低，调整传力臂的伸出长度，使钢弹片与工字刚芯翼缘板接触，且工字钢的翼缘板的外侧抵在凹槽底部，将传力臂与活塞杆固定；

s2：拔桩液压杆升高时，带动传力臂上升，传力臂偏心顶住夹具板(非中间顶)，使夹具板受偏心力，从而增大夹具板倾斜角度，使夹具板卡住工字钢的翼缘板，升高拔桩液压杆将工字钢向上拔出；

s3：当拔桩液压杆升至最大顶升高度后，收缩拔桩液压杆高度至最低，重复上述步骤直至工字钢被拔出。

s4：重复以上步骤，直至所有工字钢被拔出。

所述夹具板为螺栓预留的孔洞直径大于螺栓直径，孔洞的上下沿呈喇叭状，保证当夹具板倾斜螺栓跟着倾斜时不会受到孔洞横向约束发生变形。

为了防止夹具板倾斜(升高液压杆时，夹具板受偏心力发生扭转，发生倾斜)卡住的工字钢翼缘不会碰到钢弹片，钢弹片的轴向宽度小于板厚。

夹具板可更换，方便适用不同型号的工字形劲芯。

所述传力臂上留有滑动槽，方便前后移动调整传力臂伸出的长短，当传力臂伸出的长短确定后，用螺栓将传力臂与拔桩液压杆的活塞杆固定，松动螺栓后可顺滑动槽前后移动传力臂来调整传力臂的伸出长度。

所述滑动槽是空心槽。

所述底座为门字形底座，所述拔桩液压杆安装在门字形底座横梁的对称轴中心处，通过导线与外部控制器相连接，所述门字形底座下部远离液压杆的两角处均安装有第一固定装置，门字形底座下部正对拔桩液压杆处装有第二固定装置，用以将拔桩液压杆产生的反作用力直接传递到桩顶处。

为了方便工字钢拔出设备能够移动，门字形底座下部安装有四个万向轮。拔桩时，两个第一固定装置和第二固定装置配合工作，在保证底座水平的基础上使万向轮脱离地面，仅固定装置承担荷载。

所述第一固定装置和第二固定装置均包括伸缩外壳、伸缩轴和支撑座。施工时通过旋转伸缩轴来调整底座的高度，在保持水平底座的情况下，使万向轮离开地面，仅第二固定装置和两个第一固定装置承担荷载。

门字形底座上对称安装有水平仪。

传力臂上部左右两棱处采用倒角工艺，使上部左右两棱圆滑，避免夹具板倾斜后与上棱接触处出现应力集中的现象。

本发明劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护的工字型劲芯拔出方法不仅适用于与劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构配套的工字钢拔出方法，还适用于劲芯桩中工字钢的拔出，劲芯桩包括工字钢和工字钢灌浆，所述工字钢顶端高于工字钢灌浆，也适用于劲芯帷幕桩中工字钢的拔出，劲芯止水帷幕桩包括工字钢和止水帷幕，工字钢顶端高于止水帷幕的情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过底座下三个固定装置的设置，可以快速的调整，使该装置整体处于一个水平的状态，从而避免了拔桩液压杆工作时的地面复杂引起装置稳定性较差的问题，有效提高了该装置工作时的稳定性及安全性。

2.本发明体积小重量轻，灵活便于移动，工作原理简单。第二固定装置可以将荷载直接传递到灌注桩的桩顶处，充分利用支护结构自身结构特点，周期性运动直至工字钢被拔出，自动化程度高，提高了工字钢的拔出效率。

3.本发明实现工字型劲芯回收的前提下还保证了工字型劲芯原有形状，保证了工字型劲芯的进一步的回收利用。

4.通过调整螺母位置来调整弹簧的压缩程度，保证在未施加荷载时夹具板保持水平，便于移动传力臂直接夹住劲芯翼缘，不用具体调整夹具板角度；保证收缩液压杆时夹具板不会翻转卡在翼缘上，并调整夹具板受力时的倾斜角度；升高液压杆时，夹具板受偏心力发生扭转倾斜角度越大，在翼缘板上卡得越紧。

5.本发明符合结构受力特点，结构紧凑简单、体积小、制造工艺简单、控制简单、成本低、可移动性好。在地下结构施工结束后将工字钢拔出，工字钢得到重复利用，节约社会资源，并且避免工字钢留在地下造成空间污染。

附图说明

图1为本发明装置的三维图。

图2为加持装置的结构示意图。

图3为夹具板的结构示意图。

图4为传力臂的结构示意图。

图5为固定装置的结构示意图。

图6劲芯帷幕桩俯视结构示意图。

图中各标号为：1.拔桩液压杆、2.传力臂、3.夹持装置、4.底座、5.第一固定装置、6.第二固定装置、7.水平仪、8.万向轮、9外部控制器、10.螺母、11.螺栓、12.弹簧、13.夹具板、14.凹槽、15弹簧垫板、16.伸缩轴、17支撑座、18.伸缩外壳、19.钢弹片、20.滑动槽、21.灌注桩、22工字钢。

具体实施方式

下面结合附图具体对本发明做进一步的详细说明。

如图1-6所示，一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构的施工方法(申请号：201911192167.1)配套的劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护的工字型劲芯(工字钢22)拔出方法，采用工字钢拔出设备进行拔出，所述工字钢拔出设备包括底座4、拔桩液压杆1、传力臂2和夹持装置3，底座4上固定连接拔桩液压杆1，传力臂2一端与拔桩液压杆1的活塞杆滑动连接，另一端与左右对称分布的夹持装置3分别通过螺栓11连接；所述夹持装置3包括夹具板13、弹簧12和弹簧垫板15，所述夹具板13一端设有凹槽14，凹槽14内部对称设有竖向钢弹片19，夹具板13的另一端上部连接有弹簧垫板15，螺栓11穿过夹具板13、弹簧垫板15和弹簧12，弹簧12上端顶住螺母10(与螺栓配合)，弹簧12下端抵在弹簧垫板15上，调整螺母10，使夹具板13保持水平；所述夹具板13为螺栓11预留的孔洞直径大于螺栓11的直径，孔洞的上下沿呈喇叭状，保证当夹具板13倾斜螺栓11跟着倾斜时不会受到孔洞横向约束发生变形。所述钢弹片19的轴向宽度小于夹具板13的厚度。所述传力臂2一端设有滑动槽20，方便前后移动调整传力臂2伸出的长短，滑动槽20是空心槽，当传力臂2伸出的长短确定后，螺栓11将传力臂2与拔桩液压杆1的活塞杆固定，松动螺栓11后可顺滑动槽20前后移动传力臂2来调整传力臂2的伸出长度。

所述底座4为门字形底座，所述拔桩液压杆1安装在门字形底座横梁的对称轴中心处，通过导线与外部控制器9相连接，所述门字形底座下部远离液压杆1的两角处均安装有第一固定装置5，门字形底座下部正对拔桩液压杆1处装有第二固定装置6。所述第一固定装置5和第二固定装置6均包括伸缩外壳18、伸缩轴16和支撑座17。门字形底座下部安装有四个万向轮，便于设备移动。施工时通过旋转伸缩轴16来调整底座4的高度，在保持水平底座4的情况下，使万向轮离开地面，仅两个第一固定装置5和第二固定装置装置6承担荷载。门字形底座上对称安装有水平仪7。

传力臂2上部的左右两棱处采用倒角工艺，使上部左右两棱圆滑，避免夹具板13倾斜后与上棱接触处出现应力集中的现象。

夹具板13可更换，方便适用不同型号的工字钢22。

所述的拔出方法包括如下步骤:

s1：将工字钢22配套的静力拔出装置放置在冠梁顶面上，顺冠梁方向推动拔出装置，推至第二固定装置6正对混凝土灌注桩21桩顶；

s2：扭转第一固定装置5和第二固定装置6的伸缩轴16，升高门字形底座，使万向轮离开地面，仅第二固定装置6和两个第一固定装置5承担荷载，同时观测门字形底座上对称安装的水平仪7，微调第一固定装置5和第二固定装置6的伸缩轴16，保证门字形底座水平；

s3：将拔桩液压杆1高度降至最低，调整传力臂2的伸出长度，使钢弹片19与工字钢22翼缘板接触，且工字钢22的翼缘板的外侧抵在凹槽底部，用螺栓11将传力臂2与活塞杆固定；

s4：当拔桩液压杆1升高时，带动传力臂2上升，传力臂2偏心顶住夹具板13(非中间顶)，使夹具板13受偏心力，从而增大夹具板13倾斜角度，使夹具板13卡住工字钢22的翼缘板，升高拔桩液压杆1将工字钢向上拔出；

s5：当拔桩液压杆1升至最大顶升高度后，收缩拔桩液压杆1高度至最低；

s6：重复步骤s3-s5直至工字钢22被拔出；

s7：重复以上步骤，直至所有工字钢22被拔出。