一種灌注樁水下鋼筋籠切割方法與流程
2023-04-29 12:56:31 2
本發明屬於水下砼灌注樁施工領域，具體涉及一種灌注樁水下鋼筋籠切割方法。
背景技術：
目前，各類工程建設中都大量使用樁基礎，鑽孔灌注樁是大型工程基礎的首選，鑽孔灌注樁的施工，已是一項非常成熟的施工方法，廣泛應用在基礎工程中，而灌注砼過程時由於機械、設備等原因，時有灌註失敗現象，處理失敗的灌注樁一般是整樁片石回填，重新衝孔，費時、費材，返工量大等。在不考慮護筒漏水、塌孔等影響，分析其灌註失敗原因主要有幾種：1、個別施工技術及指揮人員或操作人員失誤；2、使用材料不當，或砼離析與堵管；3、工程機械，突然出現故障，不能及時排除，又沒有充足的機械設備準備情況下；4、其它突發事件，如塞車、道路衝毀等。
以某工地為例進行說明。
樁基孔徑為1.5m，孔深為33.18m。製作、安裝鋼筋籠主筋為：φ22，總長為：32m。晚7點40分清孔後，進行澆注水下砼。初灌十分順利，並連續灌注二車砼，計12m3左右。當8點20分澆注第三車砼時，砼泵車液壓油洩漏，不能工作。改用吊車吊送砼施工，至9點，導管已堵塞，砼不能灌注，經全力搶救，亦不能疏通導管,工地（主管領導和監理工程師）只能做出灌註失敗，抽拔導管，清理現場。安裝鑽杆抽渣及吸砼和水泥漿至凌晨3點，測得孔深28m，孔內尚有5m砼。如圖1示：
鑑於孔內尚有28m的鋼筋籠，如完全回填，再用衝擊鑽衝擊，第二次成孔，既不易將鋼筋籠破壞，又實在可惜。故本專利擬提供一種灌注樁水下鋼筋籠切割方法和相應的切割設備，以解決工程的實際問題。
技術實現要素：
針對現有技術存在的問題，本發明為解決現有技術中存在的問題，採用的技術方案如下：
一種灌注樁水下鋼筋籠切割方法，其特徵在於：包括如下步驟：
步驟一、將帶有周向切割齒的鑽頭，連接在旋轉鑽機上，對準鋼筋籠孔中心，下鑽頭，將鑽頭下至孔底殘留砼頂面；
步驟二、當鑽頭到達孔底後，啟動鑽機，利用水平切割齒對水下鋼筋籠主筋進行切割；
步驟三、預判切割完成後，將鑽頭取出，利用張拉穿心千斤頂和油泵設備來檢測鋼筋是否切斷；
步驟四、鋼筋籠完全切斷後將鋼筋籠整體從水下灌注樁中取出。
所述鑽頭為孔底擴大鑽頭，鑽頭連接在鑽杆下方由若干周向對稱分部的支撐杆組成，支撐杆與鑽杆鉸接，可繞與鑽杆連接點轉動，各支撐杆中部連接一根牴觸杆7，牴觸杆與各支撐杆之間通過連杆連接，連杆與支撐杆和牴觸杆之間鉸接，自然狀態下，牴觸杆底部突出於各支撐杆底部，鑽頭下放過程中，牴觸杆最先與孔底接觸，在牴觸杆向上的推力作用下，連接杆將各支撐杆撐開，使得支撐杆底部切割齒與底部鋼筋籠接觸。
所述的支撐杆底部連接沿水平方向突出設置的合金鋼牙，用於旋轉切割。
當所述的鑽頭為孔底擴大鑽頭時，鑽杆旋轉向下，加深切割。
所述的鑽頭為錐形鐵砂輪鑽頭，鑽頭底部為一圓形鐵板，圓形鐵板垂直連接在鑽杆底部，圓形鐵板上表面邊緣與鑽杆之間通過焊接支棒杆連接，形成一個整體呈錐形的鑽頭。
所述的圓形鐵板底部邊緣焊接有一整圈的合金鋼牙，用於旋轉切割。
當鑽頭為錐形鐵砂輪鑽頭時，水平移動鑽機，前後左右，達到切割鋼筋籠的目的。
所述步驟三的具體檢測過程為：當用穿心千斤頂（為工人容易操作，用小頂）的張拉鋼筋力值較小時，產生伸長量大，代表鋼筋已完全切斷；當存在一定的張拉力卻沒有相應的伸長量時，代表鋼筋未被完全切斷，則利用張拉穿心千斤頂將鋼筋拉斷；當張拉力值到達18t時（單頂拉力容許值），代表鋼筋沒有磨損，則應重複步驟一和步驟二繼續切割鋼筋。
本發明具有如下優點：
本發明提供了一種灌注樁水下鋼筋籠的切割方法，並設計了兩種專用鑽頭，實現對剩餘鋼筋籠底部的有效切割，從而整體提拉鋼筋籠，克服了現有技術中，對於灌註失敗樁時水下鋼筋籠的處理，回填片石，重新衝孔費時、費材、返工量大等問題，從而大大節省了施工的人力、物力，節約了施工時間，提高了施工效率。
附圖說明
圖1為本發明中水下灌注樁灌註失敗後鑽孔內鋼筋籠的狀態示意圖；
圖2為第一種切割設備孔底擴大鑽頭結構示意圖；
圖3為擴大鑽頭切割下的主筋切割斷面示意圖；
圖4為第二種切割設備錐形鑽頭結構示意圖；
圖5為圓形鑽頭切割下的主筋切割斷面示意圖；
其中：1、鋼筋籠，2-主筋，3-加強筋，4-護筒，5-吊環，6-法蘭盤，7-牴觸杆，8-合金鋼牙，9-鑽杆，10-支捧杆，11-切割斷面。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案，作進一步具體的說明，如圖1-5所示，本發明採用如下兩種切割設備，對水下鋼筋籠1進行切割：
第一種切割設備的切割鑽頭為牴觸杆孔底擴大鑽頭；
採用孔底擴大鑽頭，鑽頭下至孔底，牴觸杆7與孔底面接觸，改善其鑽頭結構，合金鋼牙8水平焊接在鑽頭外邊沿各支撐杆上，如圖2所示。
將該種鑽頭安裝在旋轉鑽機上，對準孔中心，下鑽頭。該鑽頭在沒有到達孔底（澆築的砼頂面）前，其鑽頭直徑很小，只有80cm，不可能和孔內鋼筋籠相接觸。當到達孔底，其牴觸杆牴觸孔底面，鑽頭張開，鑽機旋轉，逐步利用合金鋼牙，磨切孔底鋼筋。
切割形式為水平方向，逐步向下，加深切割，如圖3示。
砼面上的鋼筋籠和孔中心可能有一些偏位，因此對主筋2產生三個可能：
1.完全切斷；
2.局部磨傷；
3.完全未動。
針對這三個情況，將用張拉穿心千斤頂、油泵來檢測。
1.當張拉力較小時，產生的伸長量大，則代表該鋼筋一定已切斷；
2.當有一定的張拉力，卻沒有相應的伸長量時，就利用張拉穿心千斤頂將其拉斷；
3.當張拉力有18t（單頂拉力容許值）左右時，說明該根鋼筋沒有磨傷，則應繼續磨切，最後形成局部磨傷，再張拉，拉斷鋼筋；
最後整體提起鋼筋籠。
採用孔底擴大鑽頭作為切割設備的切割方法操作簡便，實用性強，但在具體施工時，應注意：
1.開始用鑽機磨切時，速度要慢，以免張開的鑽葉，被鋼筋籠的鋼筋卡住，造成卡鑽。
2.磨切部分應儘量靠近砼的面上，否則在磨切時鋼筋產生向外的撓度，造成打滑，降低磨切的效果。
3.在理論上應將鋼筋儘量磨切，保留一點鋼筋不完全切斷，既避免將整個鋼筋籠被攪壞，又可用最小的張拉力將主筋拉斷。
第二種切割設備的切割鑽頭為錐形「鐵砂輪」鑽頭；
採用錐形鐵砂輪鑽頭，如圖4示，將合金鋼牙焊接在圓鐵板上，支棒杆10與圓形底板共同組成錐形鑽頭，錐形鑽頭結構能防止鋼筋籠1主筋2抵住圓鐵板，即使抵住在錐形面上，也會滑落，不造成提鑽時卡鑽。
將該鑽頭安裝在鑽杆上，再通過鑽機的旋轉移動，將鋼筋籠1鋼筋磨切。磨切後，採用相同的檢測提拉方法，拉斷鋼筋籠鋼筋，將鋼筋籠整個從孔內取出。
採用錐形鑽頭時，在施工中要注意幾個問題：
1.磨切部位，應儘量靠砼面上，以減少鋼筋籠鋼筋的撓度和打滑。
2.密切注意磨切部位處的標高，必須在鑽杆上作長度定位，並檢查鑽機平臺標高，使磨切部位基本上在同一水平面上，如圖5示。
3.由於鐵輪直徑小，只有0.9m，要磨切1.3m的鋼筋籠，就必須使鑽機對中安裝鐵輪後，下到磨切部位，再進行前、後、左、右各個方向磨切移動。用二個鏈條葫蘆拉在承鑽機的鋼軌上為反作用力，給鑽機水平移動，並注意均速、緩慢移動鑽機，加深切口。
4.由於孔較深，鑽杆近28m長，在旋轉的同時，鑽杆有擺動，合金鋼牙在磨切的同時會對鋼筋有打擊效應，要特別注意焊接質量，順利完成磨切任務。
本方法在施工應用中，速度稍慢，又要全方向移動鑽機，施工操作中有一定的難度，但風險最小。
本發明的保護範圍並不限於上述的實施例，顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變形，而不脫離本發明的範圍和精神。倘若這些改動和變形屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍內，則本發明的意圖也包含這些改動和變形在內。