CN110258562B - 一种废弃桩无障碍清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废弃桩无障碍清理装置，包括内部开有圆柱状腔体的壳体，在壳体上表面设有上套管，且在壳体上壁开有与上套管连通的上通孔，在壳体下壁开有与上通孔对应的下通孔，在壳体的空腔中部固定有圆形的支撑板，支撑板中部开有供废桩通过的贯穿孔，且沿支撑板的径向在其上表面上开有多个排渣孔，在空腔的上壁设有和上通孔同轴的上环座，沿上环座的径向在其底面上设有多个上刮刀，支撑板和空腔的下壁之间的壳体的侧面上均匀分布有多个外排孔，壳体下方还设有下套管。通过使用本装置对废桩外壁上的附着土进行清理，有效地降低了起重重量，同时减轻了工人的劳动强度，提高了起重效率。

Description

一种废弃桩无障碍清理装置

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种废弃桩无障碍清理装置。

背景技术

近年来，我国地铁隧道建设进入了快速发展阶段，地铁隧道建设开始全面开工。与此同时，我国的隧道施工技术也在不断进步，隧道建设水平实现了跨越式发展，很多隧道施工方法层出不穷。在城市建设的地铁轨道一般位于城市繁华地区的地下位置，由于这些地区交通比较繁忙，建筑物也很多，因此在施工过程中很容易发生底层移动和地面沉陷现象，这不仅会影响到城市交通，还会影响到临近的建筑物、地下管线以及其它公共基础设施，隧道施工过程中如何不影响交通和这些设施成为了隧道设计、施工以及建设人员需要关心的首要话题。盾构法作为暗挖法施工中一种全机械化的施工方法，其主要是使用盾构机械在地里面推进，盾构的外壳与管片支撑着四周的围岩，预防隧道内发生坍塌事故。与此同时，开挖的前方使用切削设施对土体进行开挖，挖出来的土使用机械运到隧道洞的外面，依靠千斤顶加压顶进，并且拼装预制混凝土的管片，进而形成为隧道结构的机械化的施工方法。在目前我国的地铁隧道施工中盾构法施工方法被广泛的推广使用，这种方法有着很多优势：(1)在隧道施工中盾构掩护下的开挖与衬砌作业，其安全性非常大；(2)该施工方法不会对交通造成任何影响；(3)这种施工方法就算是恶劣的气候条件也不会耽误施工；(4)该种施工方法噪音与振动较小；(5)该种施工方法不会对建筑物与地下管线产生大的影响。

但是隧道开挖的路线上时常会遇到以往基础工程中存在的废旧基桩，使得盾构机的掘进受阻，因此，需要对建筑废桩进行拔除工序。目前，废旧基桩的外拔工法较多，且由于废旧基桩在土壤层中所处时间长而导致基桩与周围土壤层之间的吸附粘结力增大，因此，在外拔时通常会在废旧基桩周围开槽挖土以消除桩与土壤之间的摩阻力，然后再启用起重设备对废旧桩基进行吊升；然而在绝大部分的外拔工法中，起吊时的废旧基桩外壁上均会附着一定厚度的土壤，且废旧基桩的长度一般在10～50米范围内，附着在废旧基桩外壁上的土壤在一定程度上增加吊升重量，该部分增加的重量不仅增加了起重设备的负荷，还容易引起与废旧基桩连接的钢绳断裂，进而引发严重的安全事故；且在废旧基桩起升过程中，通常由人工直接使用铁锨对废旧基桩外壁上的附着土进行手动铲除，不仅增加了工人的劳动强度，还会导致起重效率低下。

发明内容

本发明目的在于提供一种废弃桩无障碍清理装置，在废旧基桩起升过程中及时对其外壁上的附着土进行清理，以实现降低起重重量的目的，加快废旧基桩的外拔效率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种废弃桩无障碍清理装置，包括设置于全自动全回转钻机下套管上方且内部开有圆柱状腔体的壳体，在壳体上表面设有上套管，且在壳体上壁开有与上套管连通的上通孔，在壳体下壁开有与上通孔对应的下通孔，在壳体的空腔中部固定有平行于壳体上下表面的圆形的支撑板，支撑板中部开有供废桩通过的贯穿孔，且沿支撑板上环绕贯穿孔均匀开设有多个排渣孔，在空腔的上壁设有和上通孔同轴的上环座，沿上环座的径向在其底面上设有多个上刮刀，且相邻的两个上刮刀之间留有间隔，在空腔的下壁设有和下通孔同轴的下环座，沿下环座的径向在其上表面设有多个下刮刀，支撑板和空腔的下壁之间的壳体的侧面上均匀分布有多个外排孔。现有技术中废旧基桩的外拔工法较多，全套管全回转钻机是在拔桩过程中使用最为广泛的机械，其拔桩过程如下：根据废桩位置利用全套管全回转钻机的钢套管将废桩与与其周围的土体进行分离，此时废桩被钢套管包围在其内部，再通过吊车对废桩施加向上的拉力进而将废桩拔起；但是这种方法拔起的废桩其表面附着有一层厚厚的土，而且由于废桩的长度一般在10～50米的范围内，附着在废桩外壁上的土壤在一定程度上增加吊升重量，该部分增加的重量不仅增加了起重设备的负荷，还容易引起与废旧基桩连接的钢绳断裂，现有技术中也有采用人工站在钻机的套管口处使用铁锹对废桩外壁上的附着土进行手动铲除的方法，这样不但相当危险容易引发安全事故而且增加了工人的劳动强度，且由于受到人的清理速度的限制，所以一个完整的废桩需要分多次进行吊升，这就导致了起重效率的低下；针对上述问题，发明人设计了本清理装置，本装置中下套管即为全套管全回转钻机其本身的套管，本装置在使用时先通过全套管圈回转钻机将下套管压入地下，将废桩与其周围的土体进行分离，使废桩被下套管包围在其内部，再将壳体和上套管安装在下套管上端的套管口处，利用全套管全回转钻机驱动上套管转动，壳体在上套管的转动下跟着一起转动，由于壳体内部通过上环座和下环座分别固定有上刮刀和下刮刀，此时上刮刀和下刮刀也均开始做旋转运动，此时通过吊车对废桩进行竖直提升，废桩表面附着的土壤便会被下刮刀和上刮刀刮落，由于废桩的深度较深，所以附着在其上的土壤具有一定的粘度，为了防止刮落的土壤在掉入下套管内再次附着到废桩上，所以上刮刀和下刮刀中相邻的两个叶片之间都留有了一定的间隔，以供附着的土壤通过并进入到壳体内，壳体内的支撑板上又开设了排渣孔，上刮刀刮落下来的土壤通过排查孔落到支撑板下方，在支撑板和壳体空腔的下壁之间的壳体的侧面上均匀设置了多个外排孔，下刮刀刮落下来的土壤和从排渣孔掉下来的土壤均通过外排孔，排出到壳体外，同时本装置在使用时还可以在壳体外设置土壤收集装置，对外排孔排出的土壤和土渣进行集中收集并处理，有效的防止了在后续清理土壤过程中扬尘的产生，有利于环境的保护和绿色施工；且通过使用本装置对废桩外壁上的附着土进行清理，有效地降低了起重重量，同时减轻了工人的劳动强度，提高了起重效率。

进一步的，在上环座和壳体的内侧壁之间设有和上环座同轴的环形的上挡板，上挡板的上表面固定于壳体的上内侧壁，其下表面为与上环座下表面相切的弧面，弧面的弯曲方向朝下。由于壳体的空腔呈圆柱形，在上刮刀对废桩表面的附着土进行清理的过程中，总有很多土通过叶片之间的间隔被甩到空腔的转角处，进而增加了本装置的重量，同时由于土在空腔内的分布是随机的，所以就很容易造成壳体质量的不均匀，这就很容易使得本装置在旋转过程中产生偏心，这严重影响其稳定性和使用寿命，针对这一情况，发明人又在在上环座和壳体的内侧壁之间设置了和上环座同轴的环形的上挡板，且为了防止刮下的泥土聚集在上挡板和上环座的连接处，所以发明人将上挡板的下表面设置为与上环座下表面相切的弧面，且弧面的弯曲方向朝下，不但防止了泥土附着在壳体的转角处，同时通过弧面对挂下的泥土进行导向，使上刮刀刮下的泥土更容易通过排渣孔和外排孔排出。

进一步的，在上刮刀和支撑板之间设有与上环座同轴的环形的导料台，导料台的上表面为圆锥面，圆锥面的顶部顶持于上刮刀的下端，其下表面固定于支撑板上。为了进一步增加上刮刀的稳定性同时防止刮下的土在支撑板上聚集，发明人又在上刮刀和支撑板之间设置了导料台，且将导料台的上表面设置成圆锥面，通过导料台的上表面对上刮刀的下端进行顶持，另外通过该圆锥面对刮下的附着土进行导向，进而保证了泥土排出的顺畅性，有效的提高了本装置在使用过程中的稳定性。

进一步的，壳体的下内侧壁上设有和下环座同轴的环形的导料板，导料板的上表面呈斜向下的圆锥面，导料板的最大厚度等于下环座的厚度，且导料板的内表面贴合于下环座的外表面上。在试验过程中，发明人发现当上刮刀开始和下刮刀开始刮废桩下端的附着土时，由于废桩一般下埋的深度较深，所以其下部的附着土中的含水量较大，所以当上刮刀刮下的土经过排渣孔落入空腔内侧底面上时就很容易聚集，故而发明人又在壳体的下内侧壁上设置了和下环座同轴的环形的导料板，且导料板的上表面呈斜向下的圆锥面，在壳体转动的过程中在离心力和自身重力的作用下，泥土便很容易通过外排孔被排出壳体外。

进一步的，壳体和下套管之间设有的底座，底座中部开有供废桩通过的孔，底座上表面设有环形凹槽，壳体的下表面设有至少一个和该环形凹槽相匹配的滑块，滑块嵌入该环形凹槽内，底座与下套管固定连接。由于下套管伸入地下，而有些地方的地下环境复杂，在拔桩过程中下套管出现倾斜，导致下套管和壳体不同轴，进而影响拔桩的效果，为克服这一问题，发明人想到将壳体和下套管进行连接，所以本装置在原有的基础上设置了底座，并在底座中部开设了供废桩通过的孔，但是由于要保证在壳体转动的过程中下套管不转动，但是又要对下套管的径向偏移进行限位，所以发明人又在底座的上表面开设了环形的滑槽，同时在壳体的下表面设置了至少一个和滑槽相匹配的滑块，具体在实施时可设置多个，并将底座和下套管进行固定，所以当壳体在上套管的带动下转动时，滑块在滑槽内滑动，而不会使下套管转动，当下套管有倾斜的趋势时，通过滑块的转动对其进行校正，有效的保证了在废桩的提升过程中下套管的稳定性，有利于拔桩的顺利进行。

进一步的，下刮刀与废桩之间的距离大于上刮刀与废桩之间的距离。由于废桩表面的附着土首先与下刮刀相接触，所以若上刮刀和下刮刀距离废桩的距离一样的话就容易造成，大部分的附着土被下刮刀刮去，而上刮刀却几乎处于空转，这就造成了下刮刀的负荷过大而上刮刀性能过剩，为解决这一问题，发明人调整了上刮刀及下刮刀和废桩之间的距离，具体的说是下刮刀与废桩之间的距离大于上刮刀与废桩之间的距离，也就是通过下刮刀先将位于外层的附着土清理掉，再通过上刮刀对剩下的附着土进行清理，将刮除附着土的步骤分为两步，分别由下刮刀和上刮刀承担，避免了某一个旋转叶片的超负荷，有效的提高了本装置的使用寿命。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、通过使用本装置对废桩外壁上的附着土进行清理，有效地降低了起重重量，同时减轻了工人的劳动强度，提高了起重效率；

2、将刮除附着土的步骤分为两步，分别由下刮刀和上刮刀承担，避免了某一个旋转叶片的超负荷，有效的提高了本装置的使用寿命；

3、通过滑块的转动对下套管进行校正，有效的保证了在废桩的提升过程中下套管的稳定性，有利于拔桩的顺利进行。

4、本装置在使用时还可以在壳体外设置土壤收集装置，对外排孔排出的土壤和土渣进行集中收集并处理，有效的防止了在后续清理土壤过程中扬尘的产生，有利于环境的保护和绿色施工。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为支撑板的俯视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-废桩，2-上套管，3-壳体，4-上通孔，5-上环座，6-上挡板，7-上刮刀，8-导料台，9-支撑板，10-下刮刀，11-下套管，12-排渣孔，13-下环座，14-外排孔、15-导料板、16-滑块、17-下通孔、18-底座、19-紧固螺栓、20-贯穿孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1至图3所示，一种废弃桩无障碍清理装置，包括设置于全自动全回转钻机下套管11上方且内部开有圆柱状腔体的壳体3，在壳体3上表面设有上套管2，且在壳体3上壁开有与上套管2连通的上通孔4，在壳体3下壁开有与上通孔4对应的下通孔17，在壳体3的空腔中部固定有平行于壳体3上下表面的圆形的支撑板9，本实施例中采用焊接的方式将支撑板9的边缘焊接与壳体3内部空腔的侧表面上；支撑板9中部开有供废桩1通过的贯穿孔20，且沿支撑板9上环绕贯穿孔20均匀开设有多个排渣孔12，在空腔的上壁设有和上通孔4同轴的上环座5，沿上环座5的径向在其底面上设有多个上刮刀7，且相邻的两个上刮刀7之间留有间隔，在空腔的下壁设有和下通孔17同轴的下环座13，沿下环座13的径向在其上表面设有多个下刮刀10，支撑板9和空腔的下壁之间的壳体3的侧面上均匀分布有多个外排孔14。

本装置在使用时先通过全套管圈回转钻机将下套管11压入地下，将废桩1与其周围的土体进行分离，使废桩1被下套管11包围在其内部，再将壳体3和上套管2安装在下套管11上端的套管口处，利用全套管全回转钻机驱动上套管2转动，壳体3在上套管2的转动下跟着一起转动，由于壳体3内部通过上环座5和下环座13分别固定有上刮刀7和下刮刀10，此时上刮刀7和下刮刀10也均开始做旋转运动。避免了某一个旋转叶片的超负荷，本实施例中，下刮刀10与废桩1之间的距离大于上刮刀7与废桩1之间的距离，此时通过吊车对废桩1进行竖直提升，首先通过下刮刀10先将位于外层的附着土清理掉，再通过上刮刀7对剩下的附着土进行清理，这样一来就将刮除附着土的步骤分为两步，分别由下刮刀10和上刮刀7承担。

由于废桩1的深度较深，所以附着在其上的土壤具有一定的粘度，为了防止刮落的土壤在掉入下套管11内再次附着到废桩1上，所以上刮刀7和下刮刀10中相邻的两个叶片之间都留有了一定的间隔，以供附着的土壤通过并进入到壳体3内，壳体3内的支撑板9上又开设了排渣孔12，上刮刀7刮落下来的土壤通过排查孔落到支撑板9下方，在支撑板9和壳体3空腔的下壁之间的壳体3的侧面上均匀设置了多个外排孔14，下刮刀10刮落下来的土壤和从排渣孔12掉下来的土壤均通过外排孔14，排出到壳体3外。

实施例2

由于壳体3的空腔呈圆柱形，在上刮刀7对废桩1表面的附着土进行清理的过程中，总有很多土通过叶片之间的间隔被甩到空腔的转角处、支撑板9上以及壳体3的空腔底部；进而增加了本装置的重量，同时由于土在空腔内的分布时随机的，所以就很容易造成壳体3质量的不均匀，这就很容易使得本装置在旋转过程中产生偏心，这严重影响其稳定性和使用寿命。

所以本实施例相较于实施例1的区别在于，在上环座5和壳体3的内侧壁之间设有和上环座5同轴的环形的上挡板6，上挡板6的上表面固定于壳体3的上内侧壁，其下表面为与上环座5下表面相切的弧面，弧面的弯曲方向朝下。在上刮刀7和支撑板9之间设有与上环座5同轴的环形的导料台8，导料台8的上表面为圆锥面，圆锥面的顶部顶持于上刮刀7的下端，其下表面固定于支撑板9上。壳体3的下内侧壁上设有和下环座13同轴的环形的导料板15，导料板15的上表面呈斜向下的圆锥面，导料板15的最大厚度等于下环座13的厚度，且导料板15的内表面贴合于下环座13的外表面上。

实施例3

本实施例相较于实施例2的区别在于，壳体3和下套管11之间设有的底座18，底座18中部开有供废桩1通过的孔，底座18上表面设有环形凹槽，壳体3的下表面设有4个和该环形凹槽相匹配的滑块16，同时4个滑块16均嵌入该环形凹槽内，底座18与下套管11固定连接。本实施例中，为方便底座18的安装和拆卸，采用紧固螺栓19对其与下套管11进行连接。

当壳体3在上套管2的带动下转动时，滑块16在滑槽内滑动而不会使下套管11转动，当下套管11有倾斜的趋势时，通过滑块16的转动对其进行校正，有效的保证了在废桩1提升过程中下套管11的稳定性，有利于拔桩的顺利进行。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种废弃桩无障碍清理装置，其特征在于，包括设置于全自动全回转钻机下套管(11)上方且内部开有圆柱状腔体的壳体(3)，在所述壳体(3)上表面设有上套管(2)，且在所述壳体(3)上壁开有与上套管(2)连通的上通孔(4)，在壳体(3)下壁开有与上通孔(4)对应的下通孔(17)，在所述壳体(3)的空腔中部固定有平行于壳体(3)上下表面的圆形的支撑板(9)，支撑板(9)中部开有供废桩(1)通过的贯穿孔(20)，且沿支撑板(9)上环绕贯穿孔(20)均匀开设有多个排渣孔(12)，在空腔的上壁设有和上通孔(4)同轴的上环座(5)，沿上环座(5)的径向在其底面上设有多个上刮刀(7)，且相邻的两个上刮刀(7)之间留有间隔，在空腔的下壁设有和下通孔(17)同轴的下环座(13)，沿下环座(13)的径向在其上表面设有多个下刮刀(10)，支撑板(9)和空腔的下壁之间的壳体(3)的侧面上均匀分布有多个外排孔(14)。

2.根据权利要求1所述的一种废弃桩无障碍清理装置，其特征在于，在所述上环座(5)和壳体(3)的内侧壁之间设有和上环座(5)同轴的环形的上挡板(6)，所述上挡板(6)的上表面固定于壳体(3)的上内侧壁，其下表面为与上环座(5)下表面相切的弧面，所述弧面的弯曲方向朝下。

3.根据权利要求1所述的一种废弃桩无障碍清理装置，其特征在于，在所述上刮刀(7)和支撑板(9)之间设有与上环座(5)同轴的环形的导料台(8)，所述导料台(8)的上表面为圆锥面，所述圆锥面的顶部顶持于上刮刀(7)的下端，其下表面固定于支撑板(9)上。

4.根据权利要求3所述的一种废弃桩无障碍清理装置，其特征在于，所述壳体(3)的下内侧壁上设有和下环座(13)同轴的环形的导料板(15)，所述导料板(15)的上表面呈斜向下的圆锥面，所述导料板(15)的最大厚度等于下环座(13)的厚度，且导料板(15)的内表面贴合于下环座(13)的外表面上。

5.根据权利要求1所述的一种废弃桩无障碍清理装置，其特征在于，所述壳体(3)和下套管(11)之间设有的底座(18)，所述底座(18)中部开有供废桩(1)通过的孔，所述底座(18)上表面设有环形凹槽，所述壳体(3)的下表面设有至少一个和该环形凹槽相匹配的滑块(16)，所述滑块(16)嵌入该环形凹槽内，所述底座(18)与下套管(11)固定连接。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种废弃桩无障碍清理装置，其特征在于，所述下刮刀(10)与废桩(1)之间的距离大于上刮刀(7)与废桩(1)之间的距离。

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