一种工程中抗冻拔装置

1.本发明涉及土木工程技术领域，具体为一种工程中抗冻拔装置。


背景技术：

2.电力杆塔、桥梁、建筑等基础在冻融循环作用下会出现不同程度的冻拔(冻结期)与融沉(融化期)问题，轻则造成桩体冻拔歪斜，重则造成建筑结构上部损坏，造成巨大经济损失，且对公共安全造成巨大威胁。现通过提升桩端在永久冻土层锚固力提升桩的抗冻拔能力，对工程中抗冻拔具有重要意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种工程中抗冻拔装置，当桩身受到冻拔力时，由于固定齿插入永久冻土层的锚固作用及固定齿与水泥桩的咬合，实现了抗冻拔的作用，相较与现有的工程抗冻拔装置，本装置的优点是装置组合简单有效，实际施工便捷，固定齿的展开无需其他设备，只需要水泥桩自由下落的重力作用便可以实现固定齿与水泥桩之间的固定又可以实现固定齿与冻土之间的锚固。
4.为实现上述目的，本发明提供一种工程中抗冻拔装置，其由水泥桩和固定装置组成，所述固定装置由包括固定筒、固定齿、钢制桩头、橡胶垫和钢轴，所述固定齿通过钢轴固定在固定筒的矩形槽里，固定齿可绕钢轴转动，固定齿竖向部分具有一定倾斜角度，便于钢制桩头进入固定筒；固定筒下部设置有凹槽，可与钢制桩头的突出部分咬合进行固定，橡胶垫设置在凹槽内，橡胶垫将固定齿向固定筒中心方向顶起，使固定齿的凹槽与钢制桩头凸起进行咬合固定，使钢制桩头一旦进入凹槽中便不能脱离。
5.所述橡胶垫具有弹性。
6.其安装步骤如下：
7.1.使用钻机钻孔、清孔获得所需尺寸的钻孔；
8.2.将固定齿、钢轴、固定筒和橡胶垫这几个部分拼装好后，使用强度较低的绳子将三个固定齿拢在固定筒中心；
9.3.将步骤拼装好的部分以固定齿突出部分向下的姿态竖直放置于钻孔底部，放置稳定后，使用吊车将水泥桩下方的钢制桩头以向下的姿态伸入钻孔中，水泥桩缓慢下降，当水泥桩不再下降时，可认为水泥桩和固定齿已经咬合，且固定齿已经完全伸展，这时抗冻拔装安装完毕，若遇到土体强度大或者存在岩体的情况，可使用击锤配合施工，通过击打水泥桩顶面，帮助水泥桩向下移动，实现固定齿的伸展。
10.所述本装置安装时与钻机配合，使用钻机通过钻孔和清孔获得深至永久冻土层的钻孔。
11.将带有钢制桩头的水泥桩以钢制桩头竖直向下的姿态放入钻孔内，随着水泥桩的下放，钢制桩头进入固定筒，并挤压固定齿，使固定齿分离，绑定固定齿的绳子断裂；水泥桩继续下放，钢制桩头的凸起进入固定齿的凹槽内，此时固定齿伸展完毕；在钢制桩头进入固
定筒使固定齿分离的过程中，固定齿的突出部分会插入永久冻土层，固定齿完全伸展，并且由于橡胶垫的存在，产生将固定齿向内推的作用,使固定齿的凹槽与钢制桩头的凸起紧密接触，实现咬合，咬合后水泥桩与固定齿完成固定无法分离。
12.有益效果：组合简单有效，实际施工便捷，固定齿的展开无需其他设备，只需要水泥桩自由下落的重力作用便可以实现固定齿与水泥桩之间的固定又可以实现固定齿与冻土之间的锚固。
附图说明
13.图1为本发明的结构示意图；
14.图2为本发明水平方向加载装置结构示意图；
15.图3为本发明滚珠槽口结构示意图；
16.图4为本发明滚珠槽口侧视图；
17.图5为本发明的滚珠槽口仰视图。
具体实施方式
18.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。
19.请参阅图1-3，本发明提供一种工程中抗冻拔装置，其由水泥桩1和固定装置11组成，所述固定装置11由包括固定筒2、固定齿3、钢制桩头4、橡胶垫5和钢轴6，所述固定齿3通过钢轴6固定在固定筒2的矩形槽里，固定齿3可绕钢轴6转动，固定齿3竖向部分具有一定倾斜角度，便于钢制桩头4进入固定筒2；固定筒2下部设置有凹槽12，可与钢制桩头4的突出部分咬合进行固定，橡胶垫5设置在凹槽12内，橡胶垫5将固定齿3向固定筒2中心方向顶起，使固定齿3的凹槽12与钢制桩头4凸起进行咬合固定，使钢制桩头4一旦进入凹槽12中便不能脱离。
20.所述橡胶垫5具有弹性。
21.其安装步骤如下：
22.1使用钻机钻孔、清孔获得所需尺寸的钻孔；
23.2将固定齿3、钢轴6、固定筒2和橡胶垫5这几个部分拼装好后，使用强度较低的绳子将三个固定齿3拢在固定筒2中心；
24.3将步骤2拼装好的部分以固定齿3突出部分向下的姿态竖直放置于钻孔底部，放置稳定后，使用吊车将水泥桩1下方的钢制桩头4以向下的姿态伸入钻孔中，水泥桩1缓慢下降，当水泥桩1不再下降时，可认为水泥桩1和固定齿3已经咬合，且固定齿3已经完全伸展，这时抗冻拔装安装完毕，若遇到土体强度大或者存在岩体的情况，可使用击锤配合施工，通过击打水泥桩1顶面，帮助水泥桩1向下移动，实现固定齿3的伸展。
25.所述本装置安装时与钻机配合，使用钻机通过钻孔和清孔获得深至永久冻土层的钻孔。
26.将带有钢制桩头4的水泥桩1以钢制桩头4竖直向下的姿态放入钻孔内，随着水泥
桩1的下放，钢制桩头4进入固定筒，并挤压固定齿3，使固定齿3分离，绑定固定齿3的绳子断裂；水泥桩1继续下放，钢制桩头4的凸起进入固定齿3的凹槽内，此时固定齿3伸展完毕；在钢制桩头4进入固定筒2使固定齿3分离的过程中，固定齿3的突出部分会插入永久冻土层，固定齿3完全伸展，并且由于橡胶垫5的存在，产生将固定齿3向内推的作用,使固定齿3的凹槽12与钢制桩头4的凸起紧密接触，实现咬合，咬合后水泥桩1与固定齿3完成固定无法分离。
27.固定装置:包括固定筒2，固定齿3，钢制桩头4，橡胶垫5，钢轴6。
28.固定装置:包括固定齿3通过钢轴6固定在固定筒2的矩形槽里，固定齿3可绕钢轴6转动。固定齿3竖向部分具有一定倾斜角度，便于钢制头进入；并且靠近下部位置具有凹槽，可与钢制头突出部分咬合进行固定。橡胶垫5具有弹性，可将固定齿3向固定筒2中心方向顶起，使固定齿3凹槽与钢制桩头4凸起进行咬合固定，使钢制桩头4一旦进入凹槽中便不能摆脱。
29.工作原理:
30.本装置施工时与钻机配合。将固定筒2，固定齿3及橡胶垫5按图4安装好，其中固定齿3使用抗拉强度不高的细绳绑定，使之靠拢在固定筒2中心如图4所示。安装好后，使用钻机通过钻孔，清孔等获得深至永久冻土层的钻孔，获得钻孔后，将安装好的图4部分装置以图2所示装置姿态下放至孔底。放置好后，将带有钢制桩头4的水泥桩以钢制桩头竖直向下的姿态放入钻孔内，随着桩的下放，钢制桩头4进入固定筒，并挤压固定齿3，使固定齿3分离，绑定固定齿的绳子断裂；水泥桩继续下放，钢制桩头4的凸起进入固定齿3的凹槽内，此时固定齿3伸展完毕，装置呈现图1抗冻拔桩整体图中装置的姿态。在钢制桩头进入固定筒2使固定齿3分离的过程中，固定齿3的突出部分会插入永久冻土层，当装置呈现图1姿态时，固定齿3完全伸展，并且由于橡胶垫的存在，产生将固定齿3向内推的作用,使固定齿3的凹槽钢制桩头的凸起紧密接触，实现咬合，咬合后桩与齿完成固定无法分离。当桩身受到冻拔力时，由于固定齿3插入永久冻土层的锚固作用及固定齿3与水泥桩的咬合，实现了抗冻拔的作用。相较与现有的工程抗冻拔装置，本装置的优点是装置组合简单有效，实际施工便捷，固定齿的展开无需其他设备，只需要水泥桩自由下落的重力作用便可以实现固定齿与水泥桩之间的固定又可以实现固定齿与冻土之间的锚固。
31.具体步骤为：
32.步骤一、使用钻机钻孔、清孔获得所需尺寸的钻孔。
33.步骤二、将固定齿、钢轴、固定筒、橡胶垫这三部分拼装好后，使用强度较低的绳子将三个固定齿拢在筒中心。
34.步骤三、将步骤二拼装好的部分以固定齿突出部分向下的姿态竖直放置于钻孔底部，放置稳定后，使用吊车将水泥桩钢制桩头向下的姿态伸入钻孔中，水泥桩缓慢下降，当水泥桩不再下降时，可认为水泥桩和固定齿已经咬合，且固定齿已经完全伸展，这时抗冻拔装安装完毕，若遇到土体强度大或者存在岩体的情况，可使用击锤配合施工，通过击打水泥桩顶面，帮助水泥桩向下移动，实现固定齿的伸展。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种工程中抗冻拔装置，其特征在于：由水泥桩(1)和固定装置(11)组成，所述固定装置(11)由包括固定筒(2)、固定齿(3)、钢制桩头(4)、橡胶垫(5)和钢轴(6)，所述固定齿(3)通过钢轴(6)固定在固定筒(2)的矩形槽里，固定齿(3)可绕钢轴(6)转动，固定齿(3)竖向部分具有一定倾斜角度，便于钢制桩头(4)进入固定筒(2)；固定筒(2)下部设置有凹槽(12)，可与钢制桩头(4)的突出部分咬合进行固定，橡胶垫(5)设置在凹槽(12)内，橡胶垫(5)将固定齿(3)向固定筒(2)中心方向顶起，使固定齿(3)的凹槽(12)与钢制桩头(4)凸起进行咬合固定，使钢制桩头(4)一旦进入凹槽(12)中便不能脱离。2.根据权利要求1所述的一种工程中抗冻拔装置，其特征在于：所述橡胶垫(5)具有弹性。3.根据权利要求2所述的一种工程中抗冻拔装置，其特征在于：其安装步骤如下：1)使用钻机钻孔、清孔获得所需尺寸的钻孔；2)将固定齿(3)、钢轴(6)、固定筒(2)和橡胶垫(5)这几个部分拼装好后，使用强度较低的绳子将三个固定齿(3)拢在固定筒(2)中心；3)将步骤2拼装好的部分以固定齿(3)突出部分向下的姿态竖直放置于钻孔底部，放置稳定后，使用吊车将水泥桩(1)下方的钢制桩头(4)以向下的姿态伸入钻孔中，水泥桩(1)缓慢下降，当水泥桩(1)不再下降时，可认为水泥桩(1)和固定齿(3)已经咬合，且固定齿(3)已经完全伸展，这时抗冻拔装安装完毕，若遇到土体强度大或者存在岩体的情况，可使用击锤配合施工，通过击打水泥桩(1)顶面，帮助水泥桩(1)向下移动，实现固定齿(3)的伸展。4.根据权利要求3所述的一种工程中抗冻拔装置，其特征在于：所述本装置安装时与钻机配合，使用钻机通过钻孔和清孔获得深至永久冻土层的钻孔。5.根据权利要求3所述的一种工程中抗冻拔装置，其特征在于：将带有钢制桩头(4)的水泥桩(1)以钢制桩头(4)竖直向下的姿态放入钻孔内，随着水泥桩(1)的下放，钢制桩头(4)进入固定筒，并挤压固定齿(3)，使固定齿(3)分离，绑定固定齿(3)的绳子断裂；水泥桩(1)继续下放，钢制桩头(4)的凸起进入固定齿(3)的凹槽内，此时固定齿(3)伸展完毕；在钢制桩头(4)进入固定筒(2)使固定齿(3)分离的过程中，固定齿(3)的突出部分会插入永久冻土层，固定齿(3)完全伸展，并且由于橡胶垫(5)的存在，产生将固定齿(3)向内推的作用,使固定齿(3)的凹槽(12)与钢制桩头(4)的凸起紧密接触，实现咬合，咬合后水泥桩(1)与固定齿(3)完成固定无法分离。

技术总结
本发明公开了一种工程中抗冻拔装置，其由水泥桩和固定装置组成，所述固定装置由包括固定筒、固定齿、钢制桩头、橡胶垫和钢轴，所述固定齿通过钢轴固定在固定筒的矩形槽里，固定齿可绕钢轴转动，固定齿竖向部分具有一定倾斜角度，便于钢制桩头进入固定筒；固定筒下部设置有凹槽，可与钢制桩头的突出部分咬合进行固定，橡胶垫设置在凹槽内，橡胶垫将固定齿向固定筒中心方向顶起，使固定齿的凹槽与钢制桩头凸起进行咬合固定，使钢制桩头一旦进入凹槽中便不能脱离。本发明组合简单有效，实际施工便捷，固定齿的展开无需其他设备，只需要水泥桩自由下落的重力作用便可以实现固定齿与水泥桩之间的固定又可以实现固定齿与冻土之间的锚固。锚固。锚固。


技术研发人员：徐湘田 王永涛 黄文斌 刘伟 梅子健
受保护的技术使用者：内蒙古大学
技术研发日：2022.08.05
技术公布日：2023/7/21