一种灌注桩水下钢筋笼切割方法与流程

本发明属于水下砼灌注桩施工领域，具体涉及一种灌注桩水下钢筋笼切割方法。

背景技术：

目前，各类工程建设中都大量使用桩基础，钻孔灌注桩是大型工程基础的首选，钻孔灌注桩的施工，已是一项非常成熟的施工方法，广泛应用在基础工程中，而灌注砼过程时由于机械、设备等原因，时有灌注失败现象，处理失败的灌注桩一般是整桩片石回填，重新冲孔，费时、费材，返工量大等。在不考虑护筒漏水、塌孔等影响，分析其灌注失败原因主要有几种：1、个别施工技术及指挥人员或操作人员失误；2、使用材料不当，或砼离析与堵管；3、工程机械，突然出现故障，不能及时排除，又没有充足的机械设备准备情况下；4、其它突发事件，如塞车、道路冲毁等。

以某工地为例进行说明。

桩基孔径为1.5m，孔深为33.18m。制作、安装钢筋笼主筋为：φ22，总长为：32m。晚7点40分清孔后，进行浇注水下砼。初灌十分顺利，并连续灌注二车砼，计12m³左右。当8点20分浇注第三车砼时，砼泵车液压油泄漏，不能工作。改用吊车吊送砼施工，至9点，导管已堵塞，砼不能灌注，经全力抢救，亦不能疏通导管,工地（主管领导和监理工程师）只能做出灌注失败，抽拔导管，清理现场。安装钻杆抽渣及吸砼和水泥浆至凌晨3点，测得孔深28m，孔内尚有5m砼。如图1示：

鉴于孔内尚有28m的钢筋笼，如完全回填，再用冲击钻冲击，第二次成孔，既不易将钢筋笼破坏，又实在可惜。故本专利拟提供一种灌注桩水下钢筋笼切割方法和相应的切割设备，以解决工程的实际问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题，采用的技术方案如下：

一种灌注桩水下钢筋笼切割方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、将带有周向切割齿的钻头，连接在旋转钻机上，对准钢筋笼孔中心，下钻头，将钻头下至孔底残留砼顶面；

步骤二、当钻头到达孔底后，启动钻机，利用水平切割齿对水下钢筋笼主筋进行切割；

步骤三、预判切割完成后，将钻头取出，利用张拉穿心千斤顶和油泵设备来检测钢筋是否切断；

步骤四、钢筋笼完全切断后将钢筋笼整体从水下灌注桩中取出。

所述钻头为孔底扩大钻头，钻头连接在钻杆下方由若干周向对称分部的支撑杆组成，支撑杆与钻杆铰接，可绕与钻杆连接点转动，各支撑杆中部连接一根抵触杆7，抵触杆与各支撑杆之间通过连杆连接，连杆与支撑杆和抵触杆之间铰接，自然状态下，抵触杆底部突出于各支撑杆底部，钻头下放过程中，抵触杆最先与孔底接触，在抵触杆向上的推力作用下，连接杆将各支撑杆撑开，使得支撑杆底部切割齿与底部钢筋笼接触。

所述的支撑杆底部连接沿水平方向突出设置的合金钢牙，用于旋转切割。

当所述的钻头为孔底扩大钻头时，钻杆旋转向下，加深切割。

所述的钻头为锥形铁砂轮钻头，钻头底部为一圆形铁板，圆形铁板垂直连接在钻杆底部，圆形铁板上表面边缘与钻杆之间通过焊接支棒杆连接，形成一个整体呈锥形的钻头。

所述的圆形铁板底部边缘焊接有一整圈的合金钢牙，用于旋转切割。

当钻头为锥形铁砂轮钻头时，水平移动钻机，前后左右，达到切割钢筋笼的目的。

所述步骤三的具体检测过程为：当用穿心千斤顶（为工人容易操作，用小顶）的张拉钢筋力值较小时，产生伸长量大，代表钢筋已完全切断；当存在一定的张拉力却没有相应的伸长量时，代表钢筋未被完全切断，则利用张拉穿心千斤顶将钢筋拉断；当张拉力值到达18t时（单顶拉力容许值），代表钢筋没有磨损，则应重复步骤一和步骤二继续切割钢筋。

本发明具有如下优点：

本发明提供了一种灌注桩水下钢筋笼的切割方法，并设计了两种专用钻头，实现对剩余钢筋笼底部的有效切割，从而整体提拉钢筋笼，克服了现有技术中，对于灌注失败桩时水下钢筋笼的处理，回填片石，重新冲孔费时、费材、返工量大等问题，从而大大节省了施工的人力、物力，节约了施工时间，提高了施工效率。

附图说明

图1为本发明中水下灌注桩灌注失败后钻孔内钢筋笼的状态示意图；

图2为第一种切割设备孔底扩大钻头结构示意图；

图3为扩大钻头切割下的主筋切割断面示意图；

图4为第二种切割设备锥形钻头结构示意图；

图5为圆形钻头切割下的主筋切割断面示意图；

其中：1、钢筋笼，2-主筋，3-加强筋，4-护筒，5-吊环，6-法兰盘，7-抵触杆，8-合金钢牙，9-钻杆，10-支捧杆，11-切割断面。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案，作进一步具体的说明，如图1-5所示，本发明采用如下两种切割设备，对水下钢筋笼1进行切割：

第一种切割设备的切割钻头为抵触杆孔底扩大钻头；

采用孔底扩大钻头，钻头下至孔底，抵触杆7与孔底面接触，改善其钻头结构，合金钢牙8水平焊接在钻头外边沿各支撑杆上，如图2所示。

将该种钻头安装在旋转钻机上，对准孔中心，下钻头。该钻头在没有到达孔底（浇筑的砼顶面）前，其钻头直径很小，只有80cm，不可能和孔内钢筋笼相接触。当到达孔底，其抵触杆抵触孔底面，钻头张开，钻机旋转，逐步利用合金钢牙，磨切孔底钢筋。

切割形式为水平方向，逐步向下，加深切割，如图3示。

砼面上的钢筋笼和孔中心可能有一些偏位，因此对主筋2产生三个可能：

1.完全切断；

2.局部磨伤；

3.完全未动。

针对这三个情况，将用张拉穿心千斤顶、油泵来检测。

1.当张拉力较小时，产生的伸长量大，则代表该钢筋一定已切断；

2.当有一定的张拉力，却没有相应的伸长量时，就利用张拉穿心千斤顶将其拉断；

3.当张拉力有18t（单顶拉力容许值）左右时，说明该根钢筋没有磨伤，则应继续磨切，最后形成局部磨伤，再张拉，拉断钢筋；

最后整体提起钢筋笼。

采用孔底扩大钻头作为切割设备的切割方法操作简便，实用性强，但在具体施工时，应注意：

1.开始用钻机磨切时，速度要慢，以免张开的钻叶，被钢筋笼的钢筋卡住，造成卡钻。

2.磨切部分应尽量靠近砼的面上，否则在磨切时钢筋产生向外的挠度，造成打滑，降低磨切的效果。

3.在理论上应将钢筋尽量磨切，保留一点钢筋不完全切断，既避免将整个钢筋笼被搅坏，又可用最小的张拉力将主筋拉断。

第二种切割设备的切割钻头为锥形“铁砂轮”钻头；

采用锥形铁砂轮钻头，如图4示，将合金钢牙焊接在圆铁板上，支棒杆10与圆形底板共同组成锥形钻头，锥形钻头结构能防止钢筋笼1主筋2抵住圆铁板，即使抵住在锥形面上，也会滑落，不造成提钻时卡钻。

将该钻头安装在钻杆上，再通过钻机的旋转移动，将钢筋笼1钢筋磨切。磨切后，采用相同的检测提拉方法，拉断钢筋笼钢筋，将钢筋笼整个从孔内取出。

采用锥形钻头时，在施工中要注意几个问题：

1.磨切部位，应尽量靠砼面上，以减少钢筋笼钢筋的挠度和打滑。

2.密切注意磨切部位处的标高，必须在钻杆上作长度定位，并检查钻机平台标高，使磨切部位基本上在同一水平面上，如图5示。

3.由于铁轮直径小，只有0.9m，要磨切1.3m的钢筋笼，就必须使钻机对中安装铁轮后，下到磨切部位，再进行前、后、左、右各个方向磨切移动。用二个链条葫芦拉在承钻机的钢轨上为反作用力，给钻机水平移动，并注意均速、缓慢移动钻机，加深切口。

4.由于孔较深，钻杆近28m长，在旋转的同时，钻杆有摆动，合金钢牙在磨切的同时会对钢筋有打击效应，要特别注意焊接质量，顺利完成磨切任务。

本方法在施工应用中，速度稍慢，又要全方向移动钻机，施工操作中有一定的难度，但风险最小。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形，而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。