一种水利工程施工用小型桩基振动减阻型高效拔桩设备的制作方法

1.本发明涉及水利工程技术领域，更具体地说，本发明具体为一种水利工程施工用小型桩基振动减阻型高效拔桩设备。


背景技术：

2.为防止地基塌陷，在水利工程中的开挖作业中，通常在施工场地周围打入大量柱桩，而在修建水利工程的过程中，为了保证新建项目工程的顺利推行，必须要将影响该项目工程建设的旧桩进行的拔除，从而避免给后面的施工带来潜在的安全隐患，而在旧桩清除的过程中通常都是利用拔桩机进行拔除，传统的拔桩方式是先将柱桩周围的填充物用挖掘机挖掉一部分，然后再用起重设备将柱桩从地基中拔出。
3.拔桩机主要用于市政建设、管道铺设、隧道工程和水利工程中，各种类型钢材的回收再利用，降低钢材或木桩的一次性使用率，减少建筑建筑费用。液压拔桩机利用其夹桩器夹住桩头，液压缸强制顶压夹桩器，使之向上顶升一段距离，将桩逐段拔出，适用在粘土、砂土或含少量砾石的土层中拔工字钢或型钢桩，也有采用机械方法拔桩的，即由电动机驱动卷扬机，利用钢丝绳滑轮组的拉力将桩强制拉出地面，使用方便，成本低，但拔桩力不大、设备笨重、拔桩效率低，只适用于软土地层施工，利用双动汽锤拔桩，系将锤体倒置，固定于桩头，并悬挂于索具下，先将土中桩头晃动，减低桩和土壤间紧密度，然后开动汽锤，向上锤击振动，收紧索具，将桩逐渐拔出，可在各种土层中拔混凝土桩及其他桩。现有的拔桩机设备在固定桩头时主要通过夹持机构对桩头进行夹持通过液压驱动或吊机等大型工程设进行桩柱的起吊拔出，设备占地面积较大，不利于水利工程的施工，在狭窄场地内无法进行施展，一些小型柱桩只能通过人工进行拔出，费时费力。
4.另外，在拔桩作业中传统夹头结构只能对桩头的两侧进行抵压夹持，夹持强度较低易出现打滑脱落的现象，且夹头结构的大小难以调节，无法适配不同大小桩头结构，适配性较低，在实施拔桩作业中，动力夹头带动桩柱脱离土层，而桩柱本身并不运动，但由于桩柱的表面摩擦作用与土层的导致摩擦阻力较大，而且仅靠夹头的起拔牵引施加拔桩效果的方式难以有效施加起拔，降低了拔桩效率，影响了机械起拔速度，较大摩擦易损毁设备，存在一定缺陷。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种水利工程施工用小型桩基振动减阻型高效拔桩设备，采用桩头保持机构和振动夹板结构，利用桩头保持机构和振动夹板对沉桩桩头进行环抱式夹持结构，利用桩头保持机构在桩头外周形成环形结构并通过与夹持螺杆的螺纹啮合调节振动夹板之间间距对桩头进行夹持，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种水利工程施工用小型桩基振动减阻型高效拔桩设备，包括支撑立架、拔桩驱动机构和驱动机构，所述拔桩驱动机构通过螺
杆固定安装于支撑立架的顶面，所述驱动机构固定安装于支撑立架的一侧，所述拔桩驱动机构的表面固定安装有控制面板，所述拔桩驱动机构和支撑立架的表面活动安装有驱动螺杆，所述驱动螺杆的底部转动套接有运动拔桩基台，所述运动拔桩基台的底端固定安装有桩头保持机构，所述桩头保持机构的表面可拆卸安装有振动夹板；
7.所述拔桩驱动机构的内部转动安装有螺套齿轮和传动花键杆，所述螺套齿轮和传动花键杆的周侧相互啮合，所述螺套齿轮的表面开设有与驱动螺杆相适配的螺纹套孔，所述螺套齿轮通过螺纹套孔螺纹套接于驱动螺杆的外侧，所述驱动机构包括驱动电机和链轮传动机构，所述驱动电机的输出轴与链轮传动机构的输入端传动连接，所述链轮传动机构的输出端与传动花键杆的表面传动连接；
8.所述桩头保持机构包括第一弧型夹板、第二弧型夹板和第三弧型夹板，所述第一弧型夹板和第二弧型夹板的外侧固定安装有伸展导销，所述第二弧型夹板和第三弧型夹板的内侧开设有伸展导轨，所述伸展导销的另一端滑动安装于伸展导轨的内部，所述第一弧型夹板、第二弧型夹板和第三弧型夹板的表面开设有夹持螺孔；
9.所述振动夹板包括振动夹板和夹持螺杆，所述夹持螺杆的一端贯穿夹持螺孔的内部并与振动夹板的一侧活动连接，所述振动夹板包括弧形夹持板、偏振机盒和偏振电机，所述偏振电机固定安装于偏振机盒的内部，所述偏振机盒的一侧与弧形夹持板的外侧固定连接。
10.优选地，所述支撑立架包括支撑台和支撑立脚，所述支撑立脚的顶端与所述支撑台的底面螺纹连接，所述支撑立脚为伸缩杆结构，所述支撑立脚的底端设有平面支脚结构。
11.优选地，所述传动花键杆的内部固定套接有传动轴，所述传动轴的另一端贯穿至链轮传动机构的内部并固定套接有位于链轮传动机构内部的传动链轮，所述驱动电机的输出轴固定套接有位于链轮传动机构的内部的驱动链轮，所述传动链轮与驱动链轮的外侧套接有传动链条，所述传动链轮的直径大于驱动链轮的直径，所述螺套齿轮的直径大于传动花键杆的直径。
12.优选地，所述第一弧型夹板、第二弧型夹板和第三弧型夹板的外侧固定焊接有固定耳，所述固定耳的表面开设有螺纹孔并设有相适配的螺杆，所述螺杆的顶部与运动拔桩基台的顶面螺纹连接，所述第一弧型夹板、第二弧型夹板和第三弧型夹板为弧形结构，所述第一弧型夹板、第二弧型夹板和第三弧型夹板的弧度角大于120
°
。
13.优选地，所述第一弧型夹板外侧的伸展导销滑动安装于第二弧型夹板内侧的伸展导轨中，所述第二弧型夹板外侧的伸展导销滑动安装于第三弧型夹板内侧的伸展导轨中，所述第一弧型夹板、第二弧型夹板和第三弧型夹板的直径依次增大。
14.优选地，所述驱动螺杆的直径大于6cm，所述驱动螺杆的外侧设有与螺纹套孔相适配的螺牙，所述螺牙的截面厚度为0.8
‑
1.2cm，所述驱动螺杆的外侧与螺纹套孔的内侧做表面硬化处理。
15.优选地，所述偏振电机由电机和偏振块构成，所述偏振块固定套接于所述电机的输出轴端，所述偏振机盒与弧形夹持板的外侧焊接固定，所述偏振块为精钢材质构件。
16.优选地，所述弧形夹持板为弧形弯板结构，所述弧形夹持板的内侧固定安装有防滑胶板，所述防滑胶板为橡胶材质构件，所述防滑胶板的内侧开设有防凸棱。
17.本发明的技术效果和优点：
18.1、上述方案中，该拔桩设备采用桩头保持机构和振动夹板结构，利用桩头保持机构和振动夹板对沉桩桩头进行环抱式夹持结构，利用桩头保持机构在桩头外周形成环形结构并通过与夹持螺杆的螺纹啮合调节振动夹板之间间距对桩头进行夹持，可适配不同形状大小桩头，提高该拔桩设备的实用性；
19.2、上述方案中，该拔桩设备通过振动器产生的振动，利用振动夹板内部的偏振电机引起桩和土体共振，土体结构破坏，在高频振动中桩身与土体间摩擦力减小，同时进行螺杆驱动起拔，将桩逐渐拔出，且高频振动时刻有效防止桩基与土层的黏附，防止土层质量对拔桩造成的干扰，拔桩更加省力，提高该设备的拔桩效率。
20.3、上述方案中，该拔桩设备采用螺杆式提升结构，通过驱动机构的驱动转动带动运动拔桩基台和桩头保持机构进行提升，且通过振动夹板的配合可轻易拔出小型基桩结构，使设备小型化对场地及桩头大小无任何限制，降低使用场景的局限，进一步提高该拔桩设备的实用性。
附图说明
21.图1为本发明的整体结构示意图；
22.图2为本发明的拔桩驱动机构结构示意图；
23.图3为本发明的桩头保持机构和振动夹板结构示意图；
24.图4为本发明的拔桩驱动机构传动结构示意图；
25.图5为本发明的桩头保持机构结构示意图；
26.图6为本发明的桩头保持机构收纳结构示意图；
27.图7为本发明的图6的a处结构示意图；
28.图8为本发明的振动夹板结构示意图。
29.附图标记为：
30.1、支撑立架；2、拔桩驱动机构；3、运动拔桩基台；4、控制面板；5、驱动螺杆；6、驱动机构；7、桩头保持机构；8、振动夹板；21、螺套齿轮；22、传动花键杆；23、螺纹套孔；61、驱动电机；62、链轮传动机构；71、第一弧型夹板；72、第二弧型夹板；73、第三弧型夹板；74、伸展导轨；75、夹持螺孔；76、伸展导销；81、振动夹板；82、夹持螺杆；811、弧形夹持板；812、偏振机盒；813、防滑胶板；814、偏振电机。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.如附图1至附图8本发明的实施例提供一种水利工程施工用小型桩基振动减阻型高效拔桩设备，包括支撑立架1、拔桩驱动机构2和驱动机构6，拔桩驱动机构2通过螺杆固定安装于支撑立架1的顶面，驱动机构6固定安装于支撑立架1的一侧，拔桩驱动机构2的表面固定安装有控制面板4，拔桩驱动机构2和支撑立架1的表面活动安装有驱动螺杆5，驱动螺杆5的底部转动套接有运动拔桩基台3，运动拔桩基台3的底端固定安装有桩头保持机构7，
桩头保持机构7的表面可拆卸安装有振动夹板8；
33.在该实施例中，拔桩驱动机构2的内部转动安装有螺套齿轮21和传动花键杆22，螺套齿轮21和传动花键杆22的周侧相互啮合，螺套齿轮21的表面开设有与驱动螺杆5相适配的螺纹套孔23，螺套齿轮21通过螺纹套孔23螺纹套接于驱动螺杆5的外侧，驱动机构6包括驱动电机61和链轮传动机构62，驱动电机61的输出轴与链轮传动机构62的输入端传动连接，链轮传动机构62的输出端与传动花键杆22的表面传动连接；
34.进一步的，传动花键杆22的内部固定套接有传动轴，传动轴的另一端贯穿至链轮传动机构62的内部并固定套接有位于链轮传动机构62内部的传动链轮，驱动电机61的输出轴固定套接有位于链轮传动机构62的内部的驱动链轮，传动链轮与驱动链轮的外侧套接有传动链条，传动链轮的直径大于驱动链轮的直径，螺套齿轮21的直径大于传动花键杆22的直径，利用拔桩驱动机构2进行系统驱动，通过传动链轮与驱动链轮以及螺套齿轮21和传动花键杆22的齿径比从而实现减速运动增大拔桩力矩，保护电机结构。
35.在该实施例中，桩头保持机构7包括第一弧型夹板71、第二弧型夹板72和第三弧型夹板73，第一弧型夹板71和第二弧型夹板72的外侧固定安装有伸展导销76，第二弧型夹板72和第三弧型夹板73的内侧开设有伸展导轨74，伸展导销76的另一端滑动安装于伸展导轨74的内部，第一弧型夹板71、第二弧型夹板72和第三弧型夹板73的表面开设有夹持螺孔75；
36.进一步的，第一弧型夹板71、第二弧型夹板72和第三弧型夹板73的外侧固定焊接有固定耳，固定耳的表面开设有螺纹孔并设有相适配的螺杆，螺杆的顶部与运动拔桩基台3的顶面螺纹连接，第一弧型夹板71、第二弧型夹板72和第三弧型夹板73为弧形结构，第一弧型夹板71、第二弧型夹板72和第三弧型夹板73的弧度角大于120
°
；第一弧型夹板71外侧的伸展导销76滑动安装于第二弧型夹板72内侧的伸展导轨74中，第二弧型夹板72外侧的伸展导销76滑动安装于第三弧型夹板73内侧的伸展导轨74中，第一弧型夹板71、第二弧型夹板72和第三弧型夹板73的直径依次增大。
37.具体的，通过伸展导轨74和伸展导销76的导向作用，滑动第二弧型夹板72和第三弧型夹板73使得第一弧型夹板71、第二弧型夹板72和第三弧型夹板73展开形成环形结构套接于桩头的外周，利用桩头保持机构7和振动夹板8对沉桩桩头进行环抱式夹持结构，利用桩头保持机构7在桩头外周形成环形结构可适配不同形状桩头结构。
38.在该实施例中，振动夹板8包括振动夹板81和夹持螺杆82，夹持螺杆82的一端贯穿夹持螺孔75的内部并与振动夹板81的一侧活动连接，振动夹板81包括弧形夹持板811、偏振机盒812和偏振电机814，偏振电机814固定安装于偏振机盒812的内部，偏振机盒812的一侧与弧形夹持板811的外侧固定连接；弧形夹持板811为弧形弯板结构，弧形夹持板811的内侧固定安装有防滑胶板813，防滑胶板813为橡胶材质构件，防滑胶板813的内侧开设有防凸棱，利用夹持螺杆82的转动，将振动夹板81的一侧贴合于桩头的外周，使得各个振动夹板81包裹桩头的外周进行夹持，通过夹持螺杆82的转动可适配不同大小桩头结构。
39.在该实施例中，支撑立架1包括支撑台和支撑立脚，支撑立脚的顶端与支撑台的底面螺纹连接，支撑立脚为伸缩杆结构，支撑立脚的底端设有平面支脚结构，用于进行构件拔桩平台，使设备小型化对场地及桩头大小无任何限制，调节支撑立架1的高度即可拔出长度较大的基桩结构。
40.在该实施例中，驱动螺杆5的直径大于6cm，驱动螺杆5的外侧设有与螺纹套孔23相
适配的螺牙，螺牙的截面厚度为0.8
‑
1.2cm，驱动螺杆5的外侧与螺纹套孔23的内侧做表面硬化处理，提高驱动螺杆5的结构强度，提高使用寿命。
41.在该实施例中，偏振电机814由电机和偏振块构成，偏振块固定套接于电机的输出轴端，偏振机盒812与弧形夹持板811的外侧焊接固定，偏振块为精钢材质构件，在高频振动中桩身与土体间摩擦力减小，且高频振动时刻有效防止桩基与土层的黏附，防止土层质量对拔桩造成的干扰，使拔桩更加省力。
42.本发明的工作过程如下：
43.该拔桩设备在使用时，首先在桩基周围选择合适地块进行整平或铺垫支撑枕木，将支撑立架1的各个支脚进行固定，安装拔桩驱动机构2结构病调整驱动螺杆5的底端高度，使得驱动螺杆5的底端位于桩基的正上方；
44.打开桩头保持机构7，通过伸展导轨74和伸展导销76的导向作用，滑动第二弧型夹板72和第三弧型夹板73使得第一弧型夹板71、第二弧型夹板72和第三弧型夹板73展开形成环形结构套接于桩头的外周，通过夹持螺孔75拧入夹持螺杆82，并安装振动夹板81，将振动夹板81的一侧贴合于桩头的外周，安装多个振动夹板8并紧固，使得各个振动夹板81包裹桩头的外周进行夹持，连接偏振电机814的控制线路即可；
45.开启设备电源，通过振动夹板81内部的偏振电机814引起桩和土体共振，土体结构破坏，在高频振动中桩身与土体间摩擦力减小，同时进行螺杆驱动起拔，将桩逐渐拔出，且高频振动时刻有效防止桩基与土层的黏附，防止土层质量对拔桩造成的干扰，拔桩更加省力，在振动夹板81振动的过程中，通过驱动电机61合链轮传动机构62的传动驱动螺套齿轮21进行低速旋转，从而利用螺纹套孔23与驱动螺杆5的啮合，在转动的过程中驱动螺杆5带动运动拔桩基台3和桩头保持机构7进行提升，从而拔出桩基，在进行长桩基的拔桩过程中，仅需调节支撑立架1的高度即可，该拔桩设备通过振动夹板8的配合可轻易拔出小型基桩结构，使设备小型化对场地及桩头大小无任何限制，降低使用场景的局限。
46.最后应说明的几点是，首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
47.其次，本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
48.最后，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。