一种阻隔开拉法凿桩施工装置及方法与流程

本发明属于建设工程地基与基础施工技术领域，尤其涉及一种适用于钻孔灌注桩高于设计桩顶部分桩头混凝土的阻隔开拉法凿桩施工装置及方法。

背景技术：

按照现有钻孔桩施工工艺桩头混凝土是与桩头钢筋凝结在一起的，所以当前钻孔桩基桩头凿除方法均是以分离钢筋和混凝土达到凿桩目的以满足设计桩顶标高的要求。分人工剥肋凿桩和液压机械破碎凿桩。人工剥肋凿桩存在作业强度大、功效低、噪声、扬尘等环境污染；液压机械破碎凿桩效率高，但费用高，同时不能避免噪声、扬尘等环境污染。

现有人工破桩头工艺流程：

第一步：在桩顶位置设置切割线；

第二步：人工凿开缺口，深度至钢筋。

第三步：风镐剥离缺口上侧钢筋外保护层。

第四步：人工弯曲，钢筋向外侧微弯。

第五步，加钻顶断分裂桩头混凝土。

第六步：将桩头破除混凝土吊出。

第七步：清理桩顶。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种省力、快速、环保的阻隔开拉法凿桩施工装置及方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，包括钢筋笼主筋、钢筋笼箍筋，所述的钢筋笼主筋呈等均围绕式分布，并由钢筋笼箍筋环向螺旋式依次缠绕固定组成钢筋笼，所述的钢筋笼放置于钻孔灌注桩成孔内，所述的钢筋笼上设有钢筋笼保护层装置，钢筋笼的顶端设有混凝土预分离装置；所述的钢筋笼保护层装置沿钢筋笼长度方向每3m设置一道，每道钢筋笼保护层装置沿圆周每90度设置一个保护层，相邻的上下两道钢筋笼保护层装置内的保护层错开布置；所述的混凝土预分离装置由竖向钢筋隔离套、环向保护层隔离环、填充物组成，位于桩顶的钢筋笼的钢筋笼主筋上逐根安装竖向钢筋隔离套，且竖向钢筋隔离套与钢筋笼主筋间填充有填充物，并两端封闭；所述的环向保护层隔离环安装在竖向钢筋隔离套底部，并环向依次扣接竖向钢筋隔离套。

作为优选，所述的钢筋笼保护层装置内的保护层卡扣在钢筋笼主筋上，且保护层的主体侧壁与钻孔桩灌注成孔内壁相接触。

作为优选，所述的混凝土预分离装置内的环向保护层隔离环的安装位置超出位于钢筋笼内最高的钢筋笼保护层装置10mm-20mm。

一种利用如上述的阻隔开拉法凿桩施工装置的施工方法，该施工方法包括如下步骤：

第一步、钻孔灌注桩成孔下放钢筋笼时，先安装钢筋笼保护层装置，沿钢筋笼长度方向每3m安装一道钢筋笼保护层装置，每道沿圆周方向每90度安装一个保护层；

第二步、下放至钢筋笼顶笼阶段，安装混凝土预分离装置，先安装竖向钢筋隔离套，在桩顶的钢筋笼主筋上逐根安装竖向钢筋隔离套，并两端封闭，再安装环向保护层隔离环，环向保护层隔离环设置在桩顶设计标高，即竖向钢筋隔离套底部，并超出钢筋笼保护层装置10mm-20mm，并环向依次扣接竖向钢筋隔离套；

第三步、桩头预清除，采用高压空气冲洗和抽水机抽吸混合物，在钻孔灌注桩混凝土灌注完后，混凝土初凝前使用高压空气冲洗桩顶设计标高600mm-1000mm以上的泥浆混凝土混合物，再用强力泥浆泵抽吸泥浆混凝土混合物；

第四步、基坑桩头挖出后，人工开拉环向隔离环，分裂桩头底部混凝土；

第五步、将桩头破除混凝土吊出；

第六步、清理桩顶。

本发明的有益效果为：

通过设置钢筋笼保护层装置，保证钢筋笼垂直不偏斜，保证钢筋笼中心位置精确定位符合设计要求；

通过设置环向保护层隔离环，解决传统人工凿桩破碎钢筋保护层混凝土质量通病，劳动强度高，效率低等问题，可有效保证桩头保护层质量，降低劳动强度，提高作业效率，改善作业环境，降低噪音和扬尘；

通过设置安装竖向钢筋隔离套，阻隔桩头钢筋与桩头混凝土之间的握裹粘结，便于凿桩时桩头混凝土与钢筋快速分离，使人工破桩作业操作简单、强度降低，效率提升10-15倍；破除后桩头平整，避免应力传递而破快桩身完整性；大大降低噪声、扬尘污染，进而加快工程进度，综合效益显著；

通过增设高压空气冲洗和抽水机抽吸工序，彻底解决传统桩头混凝土超灌，造成的后续凿桩危险源，并可有效减少凿桩时工作量和桩头起吊重量，进而减低凿桩作业风险，确保凿桩作业安全；

本发明应用可大大提高作业效率，效率提升10-15倍，减少人工成本，按当前传统人工凿桩效率，两名工人协同作业，每天可凿6根，每根桩人工凿除费用约70-85元，相比本发明每根桩人工成本可降至7-8元。

附图说明

图1是本发明的位于混凝土内的阻隔开拉法凿桩施工装置主视结构示意图。

图2是图1的A-A剖面结构示意图。

图3是图1的B-B剖面结构示意图。

图4是图1的C-C剖面结构示意图。

附图中的标号分别为： 1、混凝土预分离装置； 2、钢筋笼保护层装置； 3、钢筋笼主筋； 4、钢筋笼箍筋； 5、混凝土； 6、钻孔灌注桩成孔； 7、钢筋笼； 1-1、环向保护层隔离环； 1-2、竖向钢筋隔离套； 1-3、填充物； 2-1、保护层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：如附图1至4所示，本发明包括钢筋笼主筋3、钢筋笼箍筋4，所述的钢筋笼主筋3呈等均围绕式分布，并由钢筋笼箍筋4环向螺旋式依次缠绕固定组成钢筋笼7，所述的钢筋笼7放置于钻孔灌注桩成孔6内，所述的钢筋笼7上设有钢筋笼保护层装置2，钢筋笼7的顶端设有混凝土预分离装置1；所述的钢筋笼保护层装置2沿钢筋笼7长度方向每3m设置一道，每道钢筋笼保护层装置2沿圆周每90度设置一个保护层2-1，相邻的上下两道钢筋笼保护层装置2内的保护层2-1错开布置，保证钢筋笼7垂直，不偏斜，保证钢筋笼7桩中心位置符合设计要求。所述的混凝土预分离装置1由竖向钢筋隔离套1-2、环向保护层隔离环1-1、填充物1-3组成，位于桩顶的钢筋笼7的钢筋笼主筋3上逐根安装竖向钢筋隔离套1-2，且竖向钢筋隔离套1-2与钢筋笼主筋4间填充有填充物1-3，并两端封闭；所述的环向保护层隔离环1-1安装在竖向钢筋隔离套1-2底部，并环向依次扣接竖向钢筋隔离套1-2；即在钢筋笼7制作完成后，在钢筋笼7桩顶范围安装混凝土预分离装置1，目的是在特定部位阻隔桩头钢筋与桩头混凝土之间的握裹粘结，便于凿桩时桩头混凝土与钢筋快速分离并保护桩头保护层质量，桩头开挖凿除时，人工可先快速拉开环向保护层隔离环1-1，再分裂桩头，直接吊除桩头，避免低效率的人工逐根剥肋。

所述的钢筋笼保护层装置2内的保护层2-1卡扣在钢筋笼主筋3上，且保护层2-1的主体侧壁与钻孔桩灌注成孔6内壁相接触。

所述的混凝土预分离装置1内的环向保护层隔离环1-1的安装位置超出位于钢筋笼7内最高的钢筋笼保护层装置10mm-20mm。

一种利用阻隔开拉法凿桩施工装置的施工方法，该施工方法包括如下步骤：

第一步、钻孔灌注桩成孔6下放钢筋笼7时，先安装钢筋笼保护层装置2，沿钢筋笼1长度方向每3m安装一道钢筋笼保护层装置2，每道沿圆周方向每90度安装一个保护层2-1，上下两道钢筋笼保护层装置2内的保护层2-1对称错开45度布置；

第二步、下放至钢筋笼7顶笼阶段，安装混凝土预分离装置1，先安装竖向钢筋隔离套1-2，在桩顶的钢筋笼主筋4上逐根安装竖向钢筋隔离套1-2，并两端封闭，再安装环向保护层隔离环1-1，环向保护层隔离环1-1设置在桩顶设计标高，即竖向钢筋隔离套1-2底部，并超出钢筋笼保护层装置15mm，并环向依次扣接竖向钢筋隔离套1-2；

第三步、桩头预清除，采用高压空气冲洗和抽水机抽吸混合物，在钻孔灌注桩混凝土灌注完后，混凝土5初凝前使用高压空气冲洗桩顶设计标高800mm以上的泥浆混凝土混合物，再用强力泥浆泵抽吸泥浆混凝土混合物；

第四步、基坑桩头挖出后，人工开拉环向保护层隔离环1-1，分裂桩头底部混凝土5；

第五步、将桩头破除混凝土吊出；

第六步、清理桩顶。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。