一种提高桩头破除效率的装置及破除方法与流程

本发明涉及桩头破除技术领域，具体涉及一种提高桩头破除效率的装置及破除方法。

背景技术：

钻孔灌注桩施工时，为了保证施工质量，一般情况下在桩基顶部会超灌一部分。待基坑开挖完成后，将超灌部分混凝土凿除。

在混凝土凿除过程中，传统的破除方法会采用空压机配合破碎锤破除。此种方法效率低，不方便施工，危险性大；同时还会污染空气；破碎过程中的粉尘对施工人员造成了很大的影响。在破除完成后，还需要汽车吊等大型设备配合人工将破碎桩头拔除，在拔除过程中，一般情况下都是利用汽车吊的液压装置强行将桩头拔除，这样做的弊端是极其损伤汽车吊的大臂和钢丝绳，多次使用后会造成钢丝绳的脱股断丝；同时如果汽车吊没有支撑稳固，极易发生汽车吊侧翻事故；同时此种做法对桩基本身也会造成一定的破坏。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种提高桩头破除效率的装置及破除方法，解决目前桩头破除施工效率低、不方便施工、危险性大同时还会污染空气的弊端，大大提高施工效率，保证施工人员的安全，同时不会对桩基本身产生破坏。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高桩头破除效率的装置，所述桩头内设钢筋笼，其底部为有效部分、顶部为超灌部分，有效部分和超灌部分的分界面为截断面，其特征在于：包括预埋隔离组件及起吊组件，所述预埋隔离组件包括水平布置在截断面之上平面内的一组hdpe塑料波纹管，以及包裹在有效部分的钢筋笼内桩基主筋和声测管上的憎水性保温岩棉；所述起吊组件包括以待破除桩头为中心支设的钢支架以及安装在钢支架上的倒链，所述钢支架包括立柱、固定在立柱顶部的水平矩形框、以及固定在水平矩形框中间的横梁；所述横梁上设有钢丝绳定位销，所述倒链通过穿过钢丝绳定位销的钢丝绳一与钢支架进行连接，同时所述倒链通过穿过hdpe塑料波纹管的钢丝绳二对超灌部分进行施力。

作为本发明的优选技术方案，所述钢支架的立柱底部均设有万向轮，所述万向轮通过插销与立柱固定。

进一步优选地，所述立柱底部设有至少上下两个不同高度的连接销孔，分别为上销孔和下销孔；插销通过下销孔与万向轮连接时，万向轮底部接触地面、立柱底部远离地面，实现钢支架移动功能；插销通过上销孔与万向轮连接时，万向轮底部远离地面，立柱底部接触地面，实现钢支架固定功能。

进一步优选地，所述hdpe塑料波纹管的预埋平面位于截断面以上5～15cm。

进一步优选地，所述憎水性保温岩棉与桩基主筋和声测管通过胶带固定。

进一步优选地，所述hdpe塑料波纹管共有4根，绕桩头中心的混凝土串筒呈井字形排布，每根hdpe塑料波纹管内均穿设钢丝绳二；其两侧端头均露出桩头外，且利用胶带进行封闭。

进一步优选地，所述hdpe塑料波纹管的长度比桩头直径大5～15cm。

进一步优选地，所述钢丝绳一或钢丝绳二在穿过钢丝绳定位销或hdpe塑料波纹管时，在接触部分加塞柔软材料保护钢丝绳不被切割。

进一步优选地，所述立柱、立柱顶部的水平矩形框以及横梁均为20#工字钢构件，各个构件之间均为焊接连接；立柱和水平矩形框的梁体之间设斜撑进行加强；所述立柱的高度范围为3.5m。

此外，本发明还提供一种利用上述提高桩头破除效率的装置进行的桩头破除方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、钢筋笼制作：依据设计制作桩头用钢筋笼；

步骤二、hdpe塑料波纹管的设置；确认桩头的有效部分和超灌部分，将分界面设为截断面，在截断面之上水平布置一组hdpe塑料波纹管；

步骤三、憎水性保温岩棉包裹：在桩头有效部分的钢筋笼内桩基主筋和声测管上包裹憎水性保温岩棉，将桩基主筋和声测管与混凝土隔离开；

步骤四、混凝土浇筑及基坑开挖：进行桩头混凝土的浇筑和基坑开挖；

步骤五、钢支架制作加工：焊接钢支架，在钢支架底部安装可调整为工作状态和非工作状态的万向轮；

步骤六、倒链安装：倒链设在钢支架与桩头之间，利用穿过钢丝绳定位销的钢丝绳一与钢支架进行连接，同时通过穿过hdpe塑料波纹管的钢丝绳二对超灌部分进行施力，在钢丝绳与构建的接触部分加塞柔软材料保护钢丝绳不被切割；

步骤七、桩头破除前整体调整：倒链施力前，调整钢丝绳一和钢丝绳二的位置及走向，确保施力过程不受阻碍；将桩基周围的渣土清理干净，将桩基混凝土露出，同时找到预埋的hdpe塑料波纹管，利用砂轮切割机在hdpe塑料波纹管位置沿着桩头切割一圈，深度为桩基钢筋保护层厚度；

步骤八、桩头破除：倒链施力进行桩头破除；

步骤九、桩头运输：将破除下来的部分进行清运。

与现有技术相比，本发明的技术优势在于：

1、采用憎水性保温岩棉包裹桩头钢筋隔断了钢筋与混凝土的握裹，有效的提高了桩头钢筋拔出的速度；

2、hdpe塑料波纹管子，内部穿过钢丝绳提调桩头，加快了提调速度，同时不需要对桩头进行破碎。减小了污染；

3、利用自制钢支架提调桩头，避免了利用汽车吊提调时发生安全事故；同时只需加工简单钢支架，不需要汽车吊，操作简单，节省成本；

4、钢支架底部采用了可伸缩的万向轮，在运输过程中可利用轮子运输，加快速度；在提调过程中，将轮子收起，不受力，使立柱受力，保护了轮子的安全，增加了钢支架的使用寿命。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：

图1是本发明涉及的提高桩头破除效率的装置的工作立体示意图；

图2是图1的正视图；

图3是本发明涉及的桩头结构示意图；

图4是图3中a-a的剖面结构示意图；

图5是本发明涉及的架体的结构示意图；

图6是图5中b部分万向轮处于工作状态的结构示意图；

图7是图5中b部分万向轮处于非工作状态的结构示意图。

附图标记：1-有效部分、2-超灌部分、3-hdpe塑料波纹管、4-钢筋笼、5-混凝土串筒、6-钢支架、6.1-立柱、6.2-横梁、6.3-斜撑、6.4-钢丝绳定位销、6.5-万向轮、6.6-插销、6.7-连接销孔、7-倒链、8-钢丝绳一、9-钢丝绳二、10-桩基主筋、11-憎水性保温岩棉。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的一种提高桩头破除效率的装置及破除方法的实施例。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

总体思路

桩基钢筋笼加工时，在钢筋笼上部安装钢筋与混凝土隔离装置，在桩头超灌部分2与有效部分1之间的位置设置预埋hdpe塑料波纹管。待混凝土浇筑完成、基坑开挖完成，具备破桩条件时，通过钢丝绳穿过预埋hdpe塑料波纹管。同时加工钢支架6，利用钢支架6上部安装倒链7，将桩头无效部分整体拔出。

技术方案

如图1和图2，提高桩头破除效率的装置，桩头内设钢筋笼4，如图3和图4，其底部为有效部分1、顶部为超灌部分2，有效部分1和超灌部分2的分界面为截断面，包括预埋隔离组件及起吊组件，预埋隔离组件包括水平布置在截断面之上平面内的一组hdpe塑料波纹管3，以及包裹在有效部分1的钢筋笼4内桩基主筋10和声测管上的憎水性保温岩棉11；起吊组件包括以待破除桩头为中心支设的钢支架6以及安装在钢支架6上的倒链7，如图5,，钢支架6包括立柱6.1、固定在立柱顶部的水平矩形框、以及固定在水平矩形框中间的横梁6.2；横梁6.2上设有钢丝绳定位销6.4，倒链7通过穿过钢丝绳定位销6.4的钢丝绳一8与钢支架6进行连接，同时倒链7通过穿过hdpe塑料波纹管3的钢丝绳二9对超灌部分2进行施力。

在桩基钢筋笼加工完成后，在钢筋笼顶部的每根桩基主筋10及声测管上一定范围内包裹一层憎水性保温岩棉11，保证憎水性保温岩棉11的包裹范围在将来浇筑混凝土时处于超灌部分2和有效部分1的结合点。保温憎水性保温岩棉11和桩基主筋10、声测管通过胶带固定即可。同时在混凝土的超灌部分2和有效部分1的结合部位向上5～15cm、优选10cm预埋4根横向排布的φ50mmhdpe塑料波纹管3，4根管子长度比桩基直径大10cm，水平方向绕混凝土串筒5成井字型排布。hdpe塑料波纹管3的管子两端利用胶带封闭，防止进入杂质。波纹管随钢筋笼一起下放安装。实施例中桩基直径按照2m计算，如果直径变化，钢支架尺寸可相应调整。

与此同时，在钢筋加工厂加工一套钢支架6，采用20#工字钢制作，各个构件之间均为焊接连接；立柱6.1的高度范围为3.5m，利用20#工字钢焊接成钢支架，钢支架下部4条支腿安装4套可伸缩的万向轮6.5。加工完成后，运至施工现场。其中，如图6、7，立柱6.1底部设有至少上下两个不同高度的连接销孔6.7，分别为上销孔和下销孔；插销6.6通过下销孔与万向轮6.5连接时，万向轮6.5底部接触地面、立柱6.1底部远离地面，实现钢支架移动功能，如图6；插销6.6通过上销孔与万向轮6.5连接时，万向轮6.5底部远离地面，立柱6.1底部接触地面，实现钢支架固定功能，如图7。

待桩基混凝土浇筑完成、基坑开挖完成、承台垫层混凝土浇筑完成后。将钢支架6下放至基坑内。

桩基提调前，先利用人工将桩基周围的渣土清理干净，将桩基混凝土露出，同时找到预埋的hdpe塑料波纹管3，将管子的胶带解除。利用砂轮切割机在hdpe塑料波纹管道位置沿着桩头切割一圈，深度为桩基钢筋保护层厚度。这样保证了下部桩基混凝土的完整度不被破坏。

将钢支架6推至待提调桩头处，将万向轮6.5锁定，使立柱6.1支撑于底部的混凝土垫层面，万向轮6.5此时不受力。利用钢丝绳二9穿过hdpe塑料波纹管3。在钢支架6上部设置横梁6.2，横梁6.2上有钢丝绳定位销6.4，钢丝绳一8穿过钢丝绳定位销6.4。两部分钢丝绳利用10t倒链7进行拉结。一切就绪后，利用倒链7的拉链一步一步拉紧倒链，通过倒链7的力量使桩头整体拔出。然后恢复万向轮6.5，利用钢支架将拔出的桩头运至基坑指定位置。待整个基坑内的桩头全部拔出后，利用运输设备整体运走。

桩基钢筋笼加工时，在钢筋笼上部安装钢筋与混凝土隔离装置，在桩头无效与有效之间的位置hdpe塑料波纹管3。待混凝土浇筑完成、基坑开挖完成，具备破桩条件时，通过钢丝绳穿过hdpe塑料波纹管3。同时加工钢支架，利用钢支架上部安装倒链，将桩头整体拔出。

施工中，关键技术点有：（1）hdpe塑料波纹管3不发生渗漏，保证hdpe塑料波纹管3畅通；（2）保证保温憎水性保温岩棉与钢筋之间不渗浆，同时又不过于紧固；（3）保证钢支架的焊接质量。

关于钢丝绳强度的计算：

常规钢丝绳分为纤维芯和钢芯两种，抗拉强度为1470mpa。选取直径20mm钢丝绳对应的钢丝绳最小破断拉力为173kn和187kn。分别对应17.3t和18.7t。这是单根钢丝绳的拉力，本技术采用的为4根，拉力能达到69.2t和74.8t。强度远远能满足使用需要。

桩基底部的hdpe塑料波纹管3内用来穿4根钢丝绳，钢支架6顶部的钢丝绳定位销孔中穿1根钢丝绳，上部的钢丝绳一8和下部的钢丝绳二9通过10t倒链7连接。利用倒链7的拉力将桩基拉断，运走。

钢丝绳一8或钢丝绳二9在穿过钢丝绳定位销6.4或hdpe塑料波纹管3时，在接触部分加塞柔软材料保护钢丝绳不被切割。

本发明采用提高桩头破除效率的装置，提高了施工速度，保证了施工质量，保障了工人操作安全。得到业主和操作工人的一致好评。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。