灌注桩二次灌注的施工工具及施工方法与流程

本发明涉及一种灌注桩二次灌注的施工工具及施工方法。

背景技术：

近年来，在高层与超高层建筑的基础施工中，桩基技术应用普遍，随着超高层建筑体量的增加使得桩身长度越来越长，直径也越来越大，旋挖钻孔灌注桩作为其最常用的桩基形式，具有成孔速度快，对环境影响性小的优点，得到广泛应用。但在灌注桩施工过程中往往遇上如下情形：

在软弱土层、地质条件差的环境中，成孔过程孔护壁稳定性较差，需要使用长护筒护壁的措施，然而在完成混凝土浇筑，拔起护筒后，因孔壁成孔的差异，从而对降低混凝土预估出现偏差，造成桩顶标高低于设计标高的情况。目前，为解决此类技术难题，主要利用传统的干接桩法，即已经灌注混凝土完全凝固，后期开挖到断桩处，清理对接桩头后安装模板，使用高一标号的混凝土再次灌注。干接桩法接桩费用较大，接桩后还需一段养护期，接桩和养护都会耽误工期，并且桩的质量没有一次成型桩效果好。而且现有接桩导管在将导管插入桩孔过程中，会出现泥浆进入导管内的情况，从而进入桩体混凝土中，影响桩身成型质量。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种能够防止泥浆进入导管内，满足灌注桩初凝前增加桩长度需求的灌注桩二次灌注的施工工具及其施工方法，技术方案如下：

一方面，提供了一种灌注桩二次灌注的施工工具，其包括导管，导管末端设置有活动堵头，活动堵头包括管体和底盖，管体的一端连通于导管末端，底盖铰接于管体另一端，底盖可沿铰接处转动后封住所在的管体端口。

进一步的，管体上设有底盖限位块，底盖限位块设置在铰接处对侧的管体内壁上；底盖封住管体端口时其边缘紧贴管体内壁，且被底盖限位块限制于水平位置。

进一步的，活动堵头还包括有连接螺环，连接螺环的一端与导管末端螺纹连接，另一端的内壁设有卡槽，所述管体与导管的连通端外壁设有凸沿，凸沿卡于卡槽内。

进一步的，管体外壁上设有连接螺环限位块。

进一步的，管体与底盖通过连接活页铰接，连接活页的一片页片固定连接于管体末端的外壁，另一片页片与底盖固定连接。

进一步的，环绕底盖边缘开设有半圆凹槽，在该半圆凹槽内紧套有橡胶密封圈。

进一步的，半圆凹槽槽底与橡胶密封圈之间设有麻绳。

另一方面，本发明提供一种灌注桩二次灌注的施工方法，该施工方法包括以下步骤：

(1)测量混凝土面至平台深度，选取长度大于该深度的导管并连接活动堵头，从活动堵头底部起算，在导管外壁长度等于混凝土面至平台深度加上1m处打上标记线；

(2)起吊导管，将导管插入桩孔内，当导管外壁的标记线与平台平齐时，停止下降；

(3)在灌注桩混凝土初凝前，向导管内灌注混凝土，同时测量混凝土面标高，当混凝土面标高达到桩顶设计标高往上1m时，停止灌注；

(4)拔出导管，拆除活动堵头，清洗晾干后存放。

进一步的，步骤(3)中灌注混凝土的标号等级大于或等于设计桩身混凝土标号。

进一步的，步骤(3)中混凝土灌注开始后，以200mm至300mm的幅度上下插拔混凝土导管，同时缓慢提升混凝土导管，保证活动堵头底部埋在混凝土深度2m。

相比于现有技术，本发明的优势在于：

活动堵头在进行二次灌注时其底盖可以封住管体的端口，隔离导管内外环境，防止泥浆进入已经灌注的桩体混凝土中；施工方法利用活动堵头底盖受灌注混凝土冲击开启的工作原理，在桩身混凝土初凝前灌注混凝土，实现在混凝土内部完成解除桩体混凝土与新灌注混凝土隔离的操作，保证了桩身混凝土成型质量。

附图说明

图1是灌注桩二次灌注的施工工具结构示意图。

图2是图1的a处放大图。

图3是灌注桩二次灌注的施工工具灌注使用示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案作进一步非限制性的详细描述。

如图1所示，灌注桩二次灌注的施工工具包括导管1，在导管末端设置有活动堵头2，活动堵头2包括管体3、底盖5和连接螺环4，管体3的一端与连接螺环4连接，另一端与底盖5连接，活动堵头2通过连接螺环4与导管1连接。

活动堵头2的管体3为圆柱形中空管，在管体3的一端外壁上设有一圈凸沿6，用于与连接螺环4连接，同时在管体3中上部的外壁上还设有用于限制连接螺环4活动范围的连接螺环限位块7，本实施例的限位块7设为3个。在管体3另一端通过连接活页铰接有底盖，其中，连接活页8的其中一片叶片焊接在管体3的外壁上，且该与管体3固定连接的页片呈l型，另一片叶片与底盖焊接在一起。管体3焊接有连接活页的8的对侧内壁上设有底盖限位块10，底盖限位块10能够使底盖5在插入桩孔过程中保持水平位置与管体密封连接，防止泥浆进入管内。

底盖5为圆形钢板，环绕底盖5的边缘开设有半圆凹槽，在半圆凹槽上设有橡胶密封圈11，橡胶密封圈11的半径与半圆凹槽的半径相等，底盖5与管体3连接时，橡胶密封圈11紧贴管体3内壁，且橡胶密封圈11与管体3内壁之间具有摩擦力，实现底盖5与管体3的密封连接。如图2所示，在半圆凹槽与橡胶密封圈11之间内垫有麻绳12，用于调节橡胶密封圈11与管体3内壁的松紧。本实施例的底盖5直径比管体3内径稍小，其直径等于管体内径减去橡胶密封圈直径再减去1mm。其中，活动堵头2的管体3、连接螺环4、底盖5均采用q235b钢材。底盖5由圆片和圆环构成，圆环沿底盖圆周朝向管体内凸设，半圆凹槽开设于圆环的外环上，这样设置的底盖5在保证其自重较小的前提下还可以增大橡胶密封圈的直径，从而增大底盖5与管体3内壁的摩擦力，防止在插入桩孔的过程中未到达指定位置后就开启。

如图1所示，连接螺环4内径比管体3外径稍大，在连接螺环4的内壁上设有卡槽9，用于与管体3上设置的凸沿6进行连接，连接螺环4与管体3连接时凸沿位于卡槽内，通过连接螺环4可将活动堵头与导管可拆卸地连接在一起，实现活动堵头的重复利用。

利用上述活动堵头进行灌注桩二次灌注的施工方法包括以下步骤：

(1)使用测绳测量混凝土面标高，计算平台至混凝土面深度，选取组合连接后长度大于该深度的导管，复测保证导管长度无误后将导管连接起来，每节导管连接前，要彻底清除连接处异物，并连接处的密封圈涂上少量黄油，连接完成后检查是否连接紧密。然后在导管的底端连接活动堵头，并在底盖密封圈抹上少量黄油后盖上底盖。如图3所示，从活动堵头管底起算，在导管长度等于平台至混凝土面深度加上1m处打上标记线13。

(2)导管上端部套上钢丝绳半月卡扣并使其扣紧导管上端卡环处，使之抱紧导管，再慢慢起吊导管。起吊至一定高度并对准桩孔后，慢慢下降将导管插入桩孔内，当导管外壁的标记线与平台平齐时，停止下降，这时管底埋在混凝土内1m处。

(3)在灌注桩混凝土初凝前，向导管内灌注混凝土，活动堵头管底盖受灌注混凝土冲击自动开启，利用了桩身混凝土初凝前仍具有的同质流质胶体易融合的特性，将二次灌注混凝土注入其中。灌注开始后以200mm至300mm的幅度上下插拔混凝土导管，同时缓慢提升混凝土导管，保持活动堵头底部埋在混凝土深度2m，其间同时测量混凝土面标高，当灌注混凝土面标高标到达设计标高加上1m时停止灌注。其中，灌注混凝土标号等级不小于设计桩身混凝土标号。

(4)灌注施工完毕后，把导管拔出并立即清洗堵头导管上部连接部位，防止混凝土凝固其上。接着拆除堵头导管，并在连接件及密封圈抹上少量黄油，以保证其良好的状态。最后归堆保存，方便寻找使用。

本发明利用活动堵头的密闭性，隔离混凝土导管内外环境，防止泥浆进入已经灌注的桩体混凝土中，同时利用活动堵头管底盖受灌注混凝土冲击自动开启的工作原理，实现在混凝土内部完成解除桩体混凝土与新灌注混凝土隔离的自动操作，保证了桩身混凝土成型质量；利用了桩身混凝土初凝前仍具有的同质流质胶体易融合的特性，将二次灌注混凝土注入其中，使桩身混凝土与二次灌注混凝土最终结合为一个整体，实现混凝土桩身(墙)二次灌注混凝土以加长桩身(墙)的目的。