一种免破碎分离的混凝土灌注桩桩头的制作方法

本发明涉及混凝土灌注桩技术领域，尤其涉及一种免破碎分离的混凝土灌注桩桩头。

背景技术：

凡高层以及超高层建筑，都常用混凝土灌注桩作为建筑物的基础，桥梁的基础更加少不了桩基础。作为一栋建筑物基础的灌注桩，数量少则上百，多则上千，数量庞大。钢筋混凝土灌注桩施工时，规范规定灌注桩顶标高应高于设计桩顶标高0.5～1.0m，以保证桩头混凝土的质量，主要原因是桩头部分的混凝土含有泥浆覆盖层，存在灌注工艺上避免不了的质量缺陷，只能剔除，不能直接作为桩顶，但高于桩顶设计标高的桩头部分，待桩身混凝土强度达到设计强度的80％后，才能在后续工序施工时予以凿除，凿除这部分桩头砼的工作叫作“破桩头”。现场破桩头的方式主要分人工和机械。人工主要是通过空压机和风钻作为破碎设备，手动砸除桩头混凝土，一般一个桩头的大小在1m³混凝土以上，完全砸除和清理需要1个工人至少半天时间，效率低下，而且噪音，和灰尘污染严重，劳动条件差，对工人双手的损害很大。另外对桩头部分的预留钢筋会直接造成损伤，时有砸断钢筋的现象发生，后期还需连接加固处理；机械砸除是通过液压设备击碎桩头，破碎效率较纯人工高，但也得需要大量的人工配合才能完成，特别是在后期桩头的平整和钢筋的调直上，成本相对纯人工更高。

对于建筑行业，土地资源越来越珍稀，高层建筑相继拔地而起。桩基础施工必不可少，目前广西乃至全国的建筑行业中，对于除桩头大多都是采用破碎的方式进行施工，施工效率低，成本高，工人作业条件艰苦，砸碎的桩头混凝土碎片毫无回收价值。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种省工提效，节能环保，可整体分离桩头的免破碎分离的混凝土灌注桩桩头。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种免破碎分离的混凝土灌注桩桩头，包括灌注桩钢筋骨架和灌注混凝土，所述灌注桩钢筋骨架的桩基部有纵向钢筋和箍筋，所述灌注桩钢筋骨架的桩头部有纵向钢筋；所述灌注桩钢筋骨架的桩头部的纵向钢筋上套装纵向分离套管，所述灌注桩钢筋骨架的桩头部的底部设置有横向分离套管，所述横向分离套管呈“井”字形设置，中央留出下放混凝土导管的空位；且所述横向分离套管内设有套管保护钢筋，后期抽出作为张拉预应力筋的穿孔。

较佳地，所述横向分离套管包括第一横向分离套管及第二横向分离套管，所述第一横向分离套管与第二横向分离套管垂直设置于灌注桩钢筋骨架的桩头部的底部。

较佳地，所述横向分离套管长度大于灌注桩钢筋骨架的桩头部的桩径10cm。

较佳地，所述灌注桩钢筋骨架的桩头部的底部还安装有定位套环，所述定位套环安装在所述灌注桩钢筋骨架的桩头部的钢筋骨架的外侧，所述定位套环的外径与所述灌注桩桩头外径相同，安置桩身钢筋笼时，所述定位套环即为桩顶标高位置。

较佳地，所述纵向分离套管的下端与定位套环的下端在同一平面上。

较佳地，所述纵向分离套管的上端与桩头部的纵向钢筋的顶端齐平。

较佳地，所述纵向分离套管的顶端用胶带封头，下端套住纵向钢筋后胶带包头，阻止混凝土浇筑时水泥浆的进入。

较佳地，所述横向分离套管的直径16-20mm，壁面厚度为2mm；纵向分离套管直径略大于桩头钢精笼的纵向钢筋的直径，壁厚不小于1mm。

较佳地，所述纵向分离套管及横向分离套管的材料均为pvc塑料管。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明的免破碎分离的混凝土灌注桩桩头施工简单，造价低，采用整体分离的方式快速分离灌注桩桩头，效率高，无噪声，无灰尘，桩头可实现整体回收，可作为后期桩基静载试验的配重块，还可回收后利用机械粉碎作为制砖的原材料，市场应用前景广泛。

附图说明

图1是本发明的桩头钢筋骨架的结构示意图；

图2是本发明的浇筑后的免破碎分离的混凝土灌注桩桩头的结构示意图；

图3是本发明凝土灌注桩桩头分离过程示意图；

图4是本发明混凝土灌注桩桩头断裂后整体分离示意图；

图5是本发明混凝土灌注桩桩头在分离锚具作用下的受力分析图。

附图中，1-纵向钢筋，2-箍筋，3-纵向分离套管，4-横向分离套管，401-第一横向分离套管，402-第二横向分离套管，5-定位套环，6-吊耳，7-锥形锚具，8-手持液压穿心式千斤顶。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

实施例1

如图1及2所示，根据本发明的一种免破碎分离的混凝土灌注桩桩头，包括灌注桩钢筋骨架和灌注混凝土，所述灌注桩钢筋骨架的桩基部有纵向钢筋1和箍筋2，所述灌注桩钢筋骨架的桩头部有纵向钢筋1；所述灌注桩钢筋骨架的桩头部的纵向钢筋1上套装纵向分离套管3，所述灌注桩钢筋骨架的桩头部的底部设置有横向分离套管4，所述横向分离套4管呈“井”字形设置，中央留出下放混凝土导管的空位；且所述横向分离套管4内设有套管保护钢筋，防止在浇筑桩身混凝土时的混凝土的挤压偏位，后期抽出作为张拉预应力筋的穿孔；所述横向分离套管4包括第一横向分离套管401及第二横向分离套管402，所述第一横向分离套管401与第二横向分离套管402垂直设置于灌注桩钢筋骨架的桩头部的底部；所述横向分离套管4长度大于灌注桩钢筋骨架的桩头部的桩径10cm；所述灌注桩钢筋骨架的桩头部的底部还安装有定位套环5，所述定位套环5安装在所述灌注桩钢筋骨架的桩头部的钢筋骨架的外侧，所述定位套环5的外径与所述灌注桩桩头外径相同，安置桩身钢筋笼时，所述定位套环5即为桩顶标高位置。

较佳地，所述纵向分离套管3的下端与定位套环5的下端在同一平面上；所述纵向分离套管3的上端与桩头部的纵向钢筋1的顶端齐平；所述纵向分离套管3的顶端用胶带封头，下端套住纵向钢筋1后胶带包头，阻止混凝土浇筑时水泥浆的进入；所述横向分离套管4的直径16-20mm，壁面厚度为2mm；纵向分离套管3直径略大于桩头钢精笼的纵向钢筋的直径，壁厚不小于1mm；所述纵向分离套管3及横向分离套管4的材料均为普通的pvc塑料管。

如图1-4所示，本发明的免破碎分离的混凝土灌注桩桩头的施工方法为：

(1)根据所测量的灌注桩孔长度和直径加工所述的灌注桩钢筋骨架，所述灌注桩钢筋骨架的桩基部包括纵向钢筋1和箍筋2，所述灌注桩钢筋骨架的桩头部包括纵向钢筋1；

(2)在所述桩头部的纵向钢筋1上套装纵向分离套管3，纵向分离套管3的顶端用胶带封头，下端套住纵向钢筋1后胶带包头，阻止混凝土浇筑时水泥浆的进入，灌注桩钢筋骨架的桩头部的底部安装定位套环5，定位套环5安装在所述灌注桩钢筋骨架的桩头部的钢筋骨架的外侧，所述定位套环5的外径与所述灌注桩桩头外径相同，安置桩身钢筋笼时，所述定位套环5即为桩顶标高位置；

(3)在所述灌注桩钢筋骨架的桩头部的底部定位套环5对应的位置设置横向分离套管4，横向分离套4管呈“井”字形设置，中央留出下放混凝土浇筑导管通过的中央区域，横向分离套管4的长度略大于桩孔直径，然后往横向分离套管的内部穿入套管保护钢筋，并可预埋吊耳6；

(4)将所述的灌注桩钢筋骨架安放到所述的灌注桩孔内，设置灌注桩桩头模板，向灌注桩孔内灌注混凝土，生成灌注桩，进入灌注桩养护工序；

(5)待所述灌注桩养护至达到设计强度要求后(一般为桩身混凝土强度达到设计强度的80％后)，清理开桩头周围的土壤，露出预留的横向分离套管，抽出横向分离套管内的套管保护钢筋(后期可重复使用)，然后穿入直径15.7mm的张拉预应力钢筋(每根预应力筋可承受30吨以上的拉力)，两端安装锥形锚具7，结合手持液压穿心式千斤顶8，给桩头分离部位施加横向裂断的预应力，将桩头向上拉即可实现整理分离；或者结合工地现场常有的起重设备，如塔吊，或挖机，1名作业人员即可实现张拉分离操作。

分离可行性理论分析

以1m常用桩径为例进行力学计算分析：

如图5所示，若桩身混凝土强度为c30，抗拉标准值为ftk＝2.01mpa，因为桩头部位纵向钢筋有套管保护，与混凝土不发生粘结，则整个桩身的拉断内力为：1571kn，折合157吨。四组对拉锥形锚具上，8处每处分得的竖向挤压内力约为20吨。而此时液压穿心式千斤顶只需提供5.22吨的张拉力即可满足，一般市场上手持液压穿心式千斤顶最大能产生26吨的拉力。另外，硬化后的混凝土本身为脆性材料，一段局部有开裂，会立即贯穿整个横断面，进而完全可实现桩头的整体分离的效果。从以上分析可以看出，分离1m直径的桩头混凝土，设备所提供的力学性能还有很大的富余，也就是说，本发明可以分离更大直径的桩头，通过设置对拉锚具的不同的数量，完全满足直径0.8m至2m的各种工况下的桩头整体分离。

本发明实施只需一台小型的手持穿心式千斤顶，和一些可以重复使用的配件，如锥形锚具和对拉钢筋，配合工地现场常有的起重设备，如塔吊，或挖机，1名作业人员即可实现张拉分离操作，耗材主要体现在塑料管，每个桩头平均消耗20米塑料管计算，耗费成本30元，但总体功效高，成本低，具有较大的竞争潜力。以目前最常见的建筑行业纯人工破碎桩头为参考，每立方米的桩头破碎需要人工和机械费用至少在200元以上，而采用本项目的方案实施的话，工效会提高至少10倍以上，而且无噪声和粉尘污染，剔除的桩头还可回收利用，具有较高的经济效益和前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。