一種灌注樁樁頭的破除裝置及其施工方法與流程
2023-04-23 15:00:52
本發明涉及土木工程基礎施工技術領域，具體地指一種灌注樁樁頭的破除裝置及其施工方法。
背景技術：
混凝土灌注樁因其質量可靠，施工技術成熟，地層適應性強，承載能力好，被廣泛應用於各類基礎工程。在混凝土灌注樁的施工中，為保證樁頭混凝土的質量，避免樁基端頭摻雜浮漿、泥漿的規範，要求灌注混凝土要超出設定的灌注樁樁頭標高0.5～1.0m，然後再鑿除該超出的部分(稱之為破樁頭)。為鑿除超出設定灌注樁樁頭部分的混凝土，目前普遍採用人工鑿除或人工輔助小型機械破除的方法。該方法由於從樁頭的四周向內進行破除，一方面破除過程中存在剔傷主筋的風險，另一方面受樁頭主筋內側樁體直徑較大進而破除厚度較大影響，存在破除工作量大，勞動強度大，施工速度慢，破除過程揚塵大、危險性較高等缺點，尤其不適用大直徑樁基樁頭的破除作業，而大直徑樁基又屬於當前橋梁樁基礎的發展趨勢。
技術實現要素：
本發明的目的就是要解決上述背景技術的不足，提供一種施工方便，人工勞動強度小、安全性高適用於大直徑樁基樁頭的破除作業的灌注樁樁頭的破除裝置及其施工方法。
為實現此目的，本發明所設計的灌注樁樁頭的破除裝置，包括多個同軸的環形護筒，環形護筒的頂部之間通過連接裝置固定連接為一整體結構的裝置本體，所述裝置本體最外層的環形護筒與其相鄰的環形護筒之間的間隙為主筋定位夾層，所述裝置本體的頂部固定有起吊耳板和用於使鋼筋籠的支撐鋼筋穿過並對鋼筋籠的支撐鋼筋進行定位的鋼筋穿口支架。
具體的，所述連接裝置為固定連接多個同軸的環形護筒頂部的聯結勁板或固定於多個同軸的環形護筒頂部的裝置頂板，若為裝置頂板，則在裝置頂板的中部開設通孔灌注混凝土，若為聯結勁板，則裝置本體最外層的環形護筒的內壁與其相鄰的環形護筒的外壁之間的距離小於主筋的直徑以使主筋在主筋定位夾層中定位。
優選的，所述裝置本體的頂部固定有至少兩個相對於破除裝置的軸線對稱的起吊耳板。
優選的，所述裝置本體的頂部固定有兩個相對於裝置本體的軸線對稱的鋼筋穿口支架，所述鋼筋穿口支架為固定於裝置本體頂部的鋼筋所圍成的方形支架。
進一步的，所述裝置本體的高度大於樁頭破除段長度與樁孔的孔頂到主筋的長度之和。
基於上述所述的灌注樁樁頭的破除裝置的施工方法，包括以下步驟：
1)、在完成樁孔鑽孔、下放最後一節鋼筋籠前，將裝置本體套設固定在最後一節鋼筋籠的頂部；
2)、將安裝有裝置本體的最後一節鋼筋籠放入樁孔中，將鋼筋籠的支撐鋼筋穿過鋼筋穿口支架，並將支撐鋼筋的兩頭置於鋪設於地面的枕木上進行固定，向樁孔內灌注混凝土，形成樁基；
3)、在樁基混凝土達到初凝強度後，將鋼筋籠的支撐鋼筋拆除，使吊機的鋼絲繩穿過起吊耳板並通過吊機將裝置本體拔出；
4)、待樁基混凝土達到規範要求的強度後，開挖承臺基坑，當承臺基坑開挖完成並開挖出樁頭段後，對樁頭破除段的混凝土進行鑿除。
優選的，所述步驟1中可將纖維帶穿過起吊耳板後與主筋綁紮固定。在將裝置本體套設在最後一節鋼筋籠的頂部之前，在裝置本體最外層的環形護筒的內壁和與其相鄰的環形護筒的外壁上均塗覆脫模劑。
進一步的，所述步驟2中在混凝土澆築快結束時，在樁頭混凝土的頂端插入多個吊環，所述吊環包括兩根豎直的錨筋，兩根錨筋的頂端之間固定連接有半圓環形耳筋，所述多個吊環之間固定連接有架立筋。
進一步優選的，所述步驟4中如果環形護筒的層數大於等於三層，可通過手錘、楔子由外及內一層層將樁頭段的混凝土剝離並運走，如果環形護筒的層數較少，則首先採用氣動鑿巖機對樁頭破除段鑿出環向溝槽，然後打進數個楔子，並通過外力對楔子進行敲擊，將樁頭破除段混凝土楔斷至吊機可拔斷的程度後，將鋼絲繩繫於吊環上，通過吊機起吊鋼絲繩將分離後需鑿除的樁頭部分整體吊出。
本發明的有益效果是：1、安全：通過將主筋位置的破除混凝土厚度最大程度地變薄，使得主筋位置清晰地呈現在作業人員的眼前，最大程度地保護了主筋。2、快速：所有主筋一次性夾護，同時降低了破除混凝土分區的破除難度，提高了破除作業工效，尤其適用於大直徑樁基樁頭的破除施工。3、經濟：裝置製作成本低，周轉率高，同時提高了功效，降低了施工成本。4、環保：分塊破除可大大減少及噪音量，可滿足在人口密集地區的施工要求。
附圖說明
圖1為本發明中頂部為聯結勁板的破除裝置套設於鋼筋籠頂部放置於樁孔中的俯視圖；
圖2為圖1中a—a的剖視圖；
圖3為圖1中b—b的剖視圖；
圖4為本發明中頂部為裝置頂板的破除裝置套設於鋼筋籠頂部放置於樁孔中的俯視圖；
圖5為圖4中c—c的剖視圖；
圖6為圖4中d—d的剖視圖；
圖7為本發明中吊環的主視圖；
其中，1—裝置本體(1.1—環形護筒，1.2—聯結勁板，1.3—裝置頂板)，2—吊環(2.1—錨筋，2.2—半圓環形耳筋)，3—主筋定位夾層，4—起吊耳板，5—鋼筋穿口支架，6—主筋，7—樁孔，9—架立筋，10—箍筋，11—通孔。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
破除裝置有兩種結構形式：
如圖1—3所示的灌注樁樁頭的破除裝置，包括三個同軸的環形護筒1.1，環形護筒1.1的頂部之間通過聯結勁板1.2固定連接為一整體結構的裝置本體1。裝置本體1最外層的環形護筒與其相鄰的環形護筒之間的間隙為主筋定位夾層3，裝置本體1最外層的環形護筒的內壁與其相鄰的環形護筒的外壁之間的距離小於主筋6的直徑。
如圖4—6所示，包括兩個同軸的環形護筒1.1，環形護筒1.1的頂部之間通過裝置頂板1.3固定連接為一整體結構的裝置本體1。裝置本體1最外層的環形護筒與其相鄰的環形護筒之間的間隙為主筋定位夾層3，裝置頂板1.3的中部開有灌注混凝土的通孔11。
兩種結構的裝置本體1的頂部均固定有兩個相對於破除裝置的軸線對稱的起吊耳板4和兩個相對於裝置本體1的軸線對稱的鋼筋穿口支架5，鋼筋穿口支架5為固定於裝置本體1頂部的鋼筋所圍成的方形支架。裝置本體1的高度均大於樁頭破除段長度與樁孔7的孔頂到主筋6的長度之和。
當連接裝置為連接勁板2時，裝置本體1最外層的環形護筒的內壁與其相鄰的環形護筒的外壁之間的距離略小於主筋6的直徑，以使主筋6在主筋定位夾3中定位，也可以通過在鋼筋穿口支架5中穿過鋼筋，限制破除裝置下落，以保證主筋在主筋定位夾3中的定位。
本發明所設計的破除裝置的施工方法包括以下步驟：
1)、在完成樁孔鑽孔、下放最後一節鋼筋籠前，在裝置本體1最外層的環形護筒的內壁和與其相鄰的環形護筒的外壁上均塗覆脫模劑。將裝置本體1套設固定在最後一節鋼筋籠的頂部，將纖維帶穿過起吊耳板4後與主筋6綁紮固定。
2)、將安裝有裝置本體1的最後一節鋼筋籠放入樁孔7中，將鋼筋籠的支撐鋼筋穿過鋼筋穿口支架5，並將支撐鋼筋的兩頭置於鋪設於地面的枕木上進行固定，向樁孔7內灌注混凝土，形成樁基；在混凝土澆築快結束時，在樁頭混凝土的頂端插入多個吊環2，如圖7所示：吊環2包括兩根豎直的錨筋2.1，兩根錨筋的頂端之間固定連接有半圓環形耳筋2.2，多個吊環2之間固定連接有架立筋9。
3)、在樁基混凝土達到初凝強度後，將鋼筋籠的支撐鋼筋拆除，使吊機的鋼絲繩穿過起吊耳板4並通過吊機將裝置本體1拔出；
4)、待樁基混凝土達到規範要求的強度後，開挖承臺基坑，當承臺基坑開挖完成並開挖出樁頭段後，可通過手錘、楔子由外及內一層層將樁頭段的混凝土剝離並運走。也可首先採用氣動鑿巖機對樁頭破除段鑿出環向溝槽，然後打進數個楔子，並通過外力對楔子進行敲擊，將樁頭破除段混凝土楔斷至吊機可拔斷的程度後，將鋼絲繩繫於吊環上，通過吊機起吊鋼絲繩將分離後需鑿除的樁頭部分整體吊出。
本發明通過破除裝置對樁頭破除段混凝土進行分區，在降低主筋6與樁頭混凝土之間握裹力、消除剔傷主筋6風險的同時將樁頭化大為小，實現了樁頭逐塊破除，降低了對起吊設備的性能要求，提高了原有樁頭破除施工方法的施工工效及適用範圍，減少了施工揚塵，降低了施工成本。具有適用範圍廣，施工操作簡便，施工速度較快，施工質量可靠的優點。滿足綠色施工的要求，尤其適用於大直徑樁基樁頭破除施工。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明的結構做任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明的技術方案的範圍內。