一种高压水射流破除钢筋混凝土灌注桩桩头的配套装置的制作方法

本实用新型涉及建筑技术领域，尤其涉及一种高压水射流破除钢筋混凝土灌注桩桩头的配套装置。

背景技术：

灌注桩桩头传统的破除方法为：人工定出灌注桩桩头切割标高位置，用切割机对切割标高位置进行环向切割，对切割缝凿出v型口，插入风镐进行钻孔，插入钢钎并配合铁锤凿进行撬动，用吊车将截断的灌注桩桩头混凝土吊运至制定位置，再配合机具对切割后的灌注桩桩头截面进行修正、清理，由于在对灌注桩桩头切割过程中产生大量粉尘，通常采用除尘雾炮机对指定施工处进行喷雾除尘。传统破除方法虽然可以实现对灌注桩桩头的切割，但在切割过程中存在以下弊端：

1）噪音大；

2）混凝土粉末造成扬尘，污染环境，并且危害施工人员身体健康；

3）易造成桩身混凝土裂缝扩展，对后期有效桩身防水及桩身受力产生负面影响；

4）桩头破除后，有效桩身顶面截面不平整，并且截断面产生松动石子和水泥块，后期需进行人工修整、冲洗、清理。

5）施工耗时长、效率低。

技术实现要素：

有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种高压水射流破除钢筋混凝土灌注桩桩头的配套装置。

一种高压水射流破除钢筋混凝土灌注桩桩头的配套装置，包括支撑装置、滑动装置、固定装置、高压水射流装置、废水收集装置，所述支撑装置设置于靠近破桩头位置的灌注桩外壁上，所述滑动装置设置于支撑装置上，所述固定装置设置于支撑装置及灌注桩桩头上，所述高压水射流装置的高压水枪设置于滑动装置的预留水枪口中，所述废水收集装置设置于灌注桩底端的四周，所述支撑装置包括第一工字钢导轨、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨，所述第一工字钢导轨、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨首尾焊接构成内部空心的正方形或长方形框架，所述滑动装置包括u型框架、第一滑动轮、第一连接杆、第二滑动轮、第二连接杆、第一顶丝，所述u型框架敞口的一端设置于第一工字钢导轨的两侧，所述u型框架敞口的一端还开设有预留水枪口，所述u型框架未敞口的一端设置于第一工字钢导轨的下端，所述第一滑动轮设置于第一工字钢导轨的槽壁上，所述第一连接杆设置于第一滑动轮与未敞口的u型框架之间，所述第二滑动轮设置于第一工字钢导轨的槽底中，所述第二连接杆设置于第二滑动轮与未敞口的u型框架之间，所述第一顶丝设置于u型框架底端开设的通孔中，所述高压水射流装置包括高压水枪、把手，所述高压水枪出口端穿过u型框架预留水枪口并对准灌注桩桩头的破桩头位置，所述高压水枪入口端与把手一端相连接，所述把手另一端与外部高压水源相连接。

优选的，所述第一工字钢导轨、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨结构相同，所述第一工字钢导轨顶面上还开设有若干螺栓孔，所述第一工字钢导轨顶面中心处还设置有固定螺母，所述第一工字钢导轨外立面上还设置有若干l型挂钩。

优选的，还设置有防护装置，所述防护装置包括水平防护板、立面防护板，所述水平防护板设置于第一工字钢导轨的顶面，所述立面防护板设置于第一工字钢导轨的l型挂钩上，所述立面防护板上还开设有横向的长方形通孔。优选的，所述固定装置包括第二顶丝、固定环、u型环、铁链，所述第二顶丝分别设置于第一工字钢导轨、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨顶面的固定螺母中，所述固定环固定设置于灌注桩桩头顶面的中心处，所述u型环分别设置于第一工字钢导轨、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨首尾连接的拐角处，所述铁链一端设置于u型环中，所述铁链另一端设置于固定环中。

优选的，所述废水收集装置包括水箱、吸水泵、裙摆，所述水箱为顶端敞口的正方形或长方形或圆形或椭圆形箱体，所述水箱设置于灌注桩底端的四周，所述吸水泵设置于水箱内部一侧，所述裙摆设置于破桩头位置下端灌注桩的外壁上，所述裙摆靠近水箱的一端为内部空心的圆柱体，所述裙摆远离水箱的一端为内部空心的圆锥体。

优选的，所述水箱靠近吸水泵的一侧还设置有过滤网。

优选的，所述u型框架、第一滑动轮、第一连接杆、第二滑动轮、第二连接杆、第一顶丝的加工尺寸偏差不大于±3mm。

本实用新型设置有滑动装置及高压水射流装置，通过在u型框架的预留水枪口中设置高压水射流装置，以使高压水枪出口端始终对准灌注桩的破桩头位置，且u型框架还沿工字钢导轨自由滑动，以使高压水枪出口端还随u型框架的移动而移动，有利于高压水射流完全破除灌注桩破桩头位置的混凝土，确保灌注桩经高压水射流破除后在有效桩身顶面无pe管残留，无需后期清理，从而实现对灌注桩破桩头位置全方位的破除，由于破除灌注桩桩头的动力来源为高压水射流，因此在破除过程中具有噪音小、无粉尘、桩身截面平整无裂缝、施工效率高等优点，不会造成有效桩身产生裂缝或空隙，显著提升有效桩身顶面破除质量，灌注桩桩头破除后有效桩身不需人工修整、冲洗、清理，大幅减小施工人员破除作业劳动强度。

附图说明

图1为高压水射流破除钢筋混凝土灌注桩桩头的配套装置的俯视图。

图2为高压水射流破除钢筋混凝土灌注桩桩头的配套装置的侧视图。

图3为高压水射流破除钢筋混凝土灌注桩桩头的配套装置另一方向的侧视图。

图4为图3的局部剖视示意图。

图5为图3的剖视示意图。

图6为图5中灌注桩钢筋笼的放大示意图。

图7为图5中滑动装置的放大示意图。

图8为过滤网的结构示意图。

图中：灌注桩钢筋笼10、主筋11、pe管12、第一工字钢导轨21、螺栓孔211、固定螺母212、l型挂钩213、u型框架31、第一滑动轮32、第一连接杆33、第二滑动轮34、第二连接杆35、第一顶丝36、第二顶丝41、固定环42、u型环43、铁链44、高压水枪51、把手52、水箱61、过滤网611、裙摆63、水平防护板71、立面防护板72；灌注桩100、吸水泵62。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本实用新型提出了一种钢筋混凝土灌注桩桩头破除方法，包括如下步骤：

1）灌注桩钢筋笼10安装完毕，在灌注桩钢筋笼10的主筋11上标出破除截面位置及截面以上20mm位置，将pe管12套入主筋11，并使pe管12下端口固定设置于破除截面位置l以上20mm处，如d1，以确保高压水射流清除破除截面位置l处主筋11外部的混凝土，而pe管12高于破除截面位置l可保证有效桩身无pe管12残留，pe管12下端口与主筋11之间的空隙区域用密封胶密封，以防止浇注的混凝土从pe管12与主筋11之间的空隙进入至pe管12内部，并使pe管12上端口高于主筋11顶端20mm设置，如d2，pe管12上端口用粘结物密封，以防止浇注的混凝土从pe管12顶端的通孔进入至pe管12内部，以使浇注后形成的灌注桩100中pe管12与主筋11之间的区域为空心区域；

具体的，位于灌注桩100破桩头位置l以下的部分为有效桩身，位于破桩头位置l以上的部分为无效桩身或灌注桩100桩头。

具体的，pe管12根据主筋11直径进行选择，为保证灌注桩100桩头经破除后易于被吊车分离，pe管12内表面与主筋11外表面的距离为7mm-15mm。

2）灌注桩100浇筑完毕，养护，开挖桩间土后，在灌注桩100侧表面用水准仪标记出破桩头位置l，所述破桩头位置l与所述破除截面位置l重叠，用20t吊车吊起支撑装置，将支撑装置空心部分套入灌注桩100桩头上，调整支撑装置竖直，以使预留水枪口对准破桩头位置l，并用水平尺检测确保支撑装置水平，将支撑装置上的4个第二顶丝41拧紧，使支撑装置固定于灌注桩100桩头的外壁上，确保支撑装置经第二顶丝41固定后不产生水平位移，并在灌注桩100桩头顶面中心处设置固定环42，固定环42上设置4根铁链44，4根铁链44再分别固定设置于支撑装置拐角处的预埋u型环43内，使支撑装置固定于铁链44上，确保支撑装置经铁链44固定后不产生竖直方向的位移；

具体的，4根铁链44结构相同，通过调整铁链44长度，从而调整支撑装置位于灌注桩100桩头外壁竖直方向上的位置，进而使支撑装置中预留水枪口沿灌注桩100长度方向可调节，再将高压水枪51出口端设置于预留水枪口中，实现高压水枪51出口端中高压水射流在灌注桩100竖直方向上的调节，有利于增加高压水枪51出口端的破除工作面，提高高压水枪51出口端高压水射流对灌注桩100桩头的作用面积。

3）将滑动装置设置于支撑装置中，并使滑动装置在支撑装置中自由滑动，将高压高压水枪51出口端设置于支撑装置的预留水枪口上，以使高压水枪射流覆盖灌注桩100的破除桩头位置，以对破桩头位置l的混凝土进行破除；

具体的，将滑动装置放入支撑装置中，左右滑动查看滑动装置滑动效果，确保滑动装置在滑动过程中不受外界阻力。

4）在支撑装置顶面设置水平防护板71，在支撑装置外立面设置立面防护板72，以防止高压水水流及石子飞溅伤人，并使水、石子落入水箱61中，经过滤网611过滤后，便于喷水出的水回收再利用；

具体的，将水平防护板71安装在支撑装置顶面上，并与支撑装置通过外部螺栓固定牢靠；将立面防护板72安装在支撑装置外立面上，并使立面防护板72底端不与水箱61底端接触，以使回收再利用的的水不受立面防护板72阻拦而全部进入水箱61中，再通过吸水泵62将水抽离至外界供重复使用。

5）在灌注桩100底端四周设置水箱61，水箱61内部一侧设置吸水泵62，且在靠近破桩头位置l的灌注桩100外壁上设置裙摆63；

具体的，将裙摆63套在灌注桩100破桩头位置l下端的外壁上，用卡箍将裙摆63与外壁固定牢靠，将裙摆63下端放置于水箱61内侧，以使水、石子由裙摆63、水平防护板71、立面防护板72共同收集后汇入水箱61中。

6）开启高压水枪开关，以使高压高压水枪51出口端喷射高压水射流，破除灌注桩100破桩头位置l的混凝土；

具体的，所述高压水射流压力峰值为160mpa，可根据混凝土强度及破除效率，适当调节高压水水流的压力，如对刚浇注的混凝土选择130mpa的高压水射流，如对已浇注完且干燥的混凝土选择160mpa的高压水射流，以完全破除灌注桩100破桩头位置l的混凝土，形成有效桩身和无效桩身，并使靠近破桩头位置l的pe管12底端外露，同时无效桩身中pe管12内表面与主筋11外表面存在7mm-15mm的空隙，有利于无效桩身被吊车分离，再将无效桩身运输至指定地点。

7）高压水射流随破除后的混凝土一同被收集在水箱61中，经过滤网611过滤后被吸水泵62排出至指定位置供重复使用。

8）吊车起吊破桩头位置l以上被截断的灌注桩100桩头混凝土至指定位置，实现对灌注桩100桩头的无尘、高效破除。

进一步，所述步骤1）中密封胶为双组份硅酮结构密封胶，封堵严密，以缩短密封胶养护时间，有利于加快施工进度，所述粘结物为防水胶带，所述防水胶带为丁基防水胶带。

参见图1至图5，本实用新型还提出了一种高压水射流破除钢筋混凝土灌注桩桩头的配套装置，包括支撑装置、滑动装置、固定装置、高压水射流装置、废水收集装置，所述支撑装置设置于靠近破桩头位置l的灌注桩100外壁上，所述滑动装置设置于支撑装置上，所述固定装置设置于支撑装置及灌注桩100桩头上，且固定装置与支撑装置相连接，以将支撑装置与灌注桩100桩头相对固定，所述高压水射流装置的高压水枪51设置于滑动装置的预留水枪口中，所述废水收集装置设置于灌注桩100底端的四周，所述支撑装置包括第一工字钢导轨21、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨，所述第一工字钢导轨21、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨首尾焊接构成内部空心的正方形或长方形框架，所述滑动装置包括u型框架31、第一滑动轮32、第一连接杆33、第二滑动轮34、第二连接杆35、第一顶丝36，所述u型框架31敞口的一端设置于第一工字钢导轨21的两侧，所述u型框架31敞口的一端还开设有预留水枪口，所述预留水枪口直径与高压水枪51出口端直径相匹配，所述u型框架31未敞口的一端设置于第一工字钢导轨21的下端，所述第一滑动轮32设置于第一工字钢导轨21的槽壁上，第一滑动轮32的轮面与槽壁接触，以使第一滑动轮32在第一工字钢导轨21的槽壁上自由滑动，所述第一连接杆33设置于第一滑动轮32与未敞口的u型框架31之间，所述第一连接杆33为刚性直杆，所述第二滑动轮34设置于第一工字钢导轨21的槽底中，第二滑动轮34的轮面与槽底接触，以使第二滑动轮34在第一工字钢导轨21的槽底中自由滑动，所述第二连接杆35设置于第二滑动轮34与未敞口的u型框架31之间，所述第二连接杆35为刚性l型杆，所述第一顶丝36设置于u型框架31底端开设的通孔中，以使u型框架31未敞口的一端固定设置于第一工字钢导轨21的下端，所述高压水射流装置包括高压水枪51、把手52，所述高压水枪51出口端穿过u型框架31预留水枪口并对准灌注桩100破桩头位置l，所述高压水枪51入口端与把手52一端相连接，所述把手52另一端与外部高压水源相连接。

具体的，第一滑动轮32设置于第一工字钢导轨21槽壁上，所述第一滑动轮32设置有两个，在第一工字钢导轨21内部两侧的槽壁上对称设置，所述第一滑动轮32在第一工字钢导轨21槽壁上自由滑动的同时，还对u型框架31起支撑作用，以使u型框架31设置于第一工字钢导轨21两侧时不掉落，再通过第一顶丝36将u型框架31未敞口的一端固定于第一工字钢导轨21的下端，实现u型框架31在第一工字钢导轨21上的固定。

第二滑动轮34设置于第一工字钢导轨21槽底中，所述第二滑动轮34设置有两个，在第一工字钢导轨21两侧的槽底中对称设置，所述第二滑动轮34在第一工字钢导轨21槽底中自由滑动。第一滑动轮32和第二滑动轮34从不同方向与第一工字钢导轨21接触，使u型框架31既不会从第一工字钢导轨21上滑落，还确保u型框架31与第一工字钢导轨21对称接触。

将第一顶丝36拧松，而第一滑动轮32、第二滑动轮34在第一工字钢导轨21中自由滑动，进而使u型框架31沿第一工字钢导轨21长度方向自由移动，移动至指定位置时，拧紧第一顶丝36，使u型框架31固定牢靠，由于u型框架31两侧还设置有预留水枪口，预留水枪口设置有高压水枪51出口端，进而使高压水枪51出口端也随u框架的移动而移动，以使高压水枪51出口端中高压水射流始终对准灌注桩100破桩头同一截面的不同位置，以破除破桩头位置l的混凝土。

具体的，所述高压水枪51出口端设置于第一顶丝36与u型框架31之间，拧紧第一顶丝36的过程中，在对u型框架31进行固定的同时，还可以使高压水枪51出口端相对固定于第一顶丝36与u型框架31之间，以确保高压水枪51出口端在输送高压水射流过程中水流方向稳定，有利于提高高压水枪51出口端对破桩头位置混凝土破除的精度。

相对于传统的风镐开孔破除方法，本实用新型只针对灌注桩100破桩头位置l的混凝土进行破除，破除作业面积大幅减小，且在破桩头位置l的不同方向同时对破桩头位置l的混凝土进行破除，由于高压水射流压力高且方向还可调节，破除作业效率大幅提高，显著减小施工时间，同时高压水射流方向还与破桩头位置l垂直，高压水射流在破除过程中只破除破桩头位置l的混凝土，不会造成灌注桩100破桩头位置产生裂缝或空隙，显著提升有效桩身顶面破除质量。

具体的，所述u型框架31为厚度5mm的钢板，以使u型框架31具有良好的强度。

具体的，所述把手52为手动把手52，通过外部固定物如铁丝、布条、细绳等对把手52的开关进行闭合或开启，以使高压水枪51出口端在需要对破桩头位置l进行破除时才喷射高压水射流。

参见图1至图5，进一步，所述第一工字钢导轨21、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨结构相同，所述第一工字钢导轨21顶面上还开设有若干螺栓孔211，用于设置水平防护板71，所述第一工字钢导轨21顶面中心处还设置有固定螺母212，用于设置第二顶丝41，所述第一工字钢导轨21外立面上还设置有若干l型挂钩213，用于设置立面防护板72。

具体的，所述第一工字钢导轨21尺寸为5m*10mm*200mm，所述第一工字钢导轨21、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨中的预留水枪口中都设置有高压水枪51出口端，以同时对破桩头位置l的混凝土进行破除，以提高破除效率，由于第一工字钢导轨21、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨中高压水射流都处于同一平面，对破桩头位置l的混凝土进行破处后，有效桩身上端的破除截面平整、无裂缝，后期不需人工修整、冲洗、清理。

参见图1至图5，进一步，还设置有防护装置，所述防护装置包括水平防护板71、立面防护板72，所述水平防护板71设置于第一工字钢导轨21的顶面，所述立面防护板72设置于第一工字钢导轨21的l型挂钩213上，所述立面防护板72上还开设有横向的长方形通孔。

具体的，所述水平防护板71、立面防护板72为防爆透明树脂板，所述水平防护板71为内部开设有圆形通孔的板体，所述水平防护板71圆形通孔的直径不小于灌注桩100的直径，所述立面防护板72的厚度为5mm、表面积为4m²，以便于实时观察破桩头位置l高压水射流的破除状况，有利于及时调整高压水枪51出口端的位置，以使高压水枪51出口端的高压水射流始终对准破桩头位置l的混凝土，有效做功，提高破除效率。

所述水平防护板71还可设置为4块结构相同的板体，所述板体靠近灌注桩100桩头的一端开设有圆弧，所述板体圆弧弧度与灌注桩100桩头直径相匹配，所述板体与另一板体之间形成设置固定螺母212的空隙，以使第二顶丝41穿过固定螺母212并固定设置于灌注桩100桩头的外壁上。

具体的，所述长方形通孔宽度大于高压水枪51出口端直径，以使立面防护板72加装后不影响高压水枪51出口端高压水射流的破除作业；所述长方形通孔长度与u型框架31在第一工字钢导轨21上水平移动的距离长度相一致，以使加装立面防护板72后高压水枪51出口端仍然可以进行水平方向的移动，不影响高压水枪51出口端高压水射流的破除作业。参见图1至图5，进一步，所述固定装置包括第二顶丝41、固定环42、u型环43、铁链44，所述第二顶丝41分别设置于第一工字钢导轨21、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨顶面的固定螺母212中，以使第一工字钢导轨21、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨固定设置于灌注桩100桩头的外壁上，确保第一工字钢导轨21、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨经固定后在水平方向不产生位移，所述固定环42固定设置于灌注桩100桩头顶面的中心处，所述u型环43分别设置于第一工字钢导轨21、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨首尾连接的拐角处，所述铁链44一端设置于u型环43中，所述铁链44另一端设置于固定环42中，而每个u型环43中都设置有一根铁链44，以对第一工字钢导轨21、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨产生拉力，确保第一工字钢导轨21、第二工字钢导轨、第三工字钢导轨、第四工字钢导轨经固定后在竖直方向不产生位移。

具体的，所述第二顶丝41长度为500mm；所述铁链44长度为8m，所述铁链44由若干个圆形铁环组成，所述圆形铁环直径为20mm。

参见图1至图5，进一步，所述废水收集装置包括水箱61、吸水泵62、裙摆63，所述水箱61为顶端敞口的正方形或长方形或圆形或椭圆形箱体，所述水箱61设置于灌注桩100底端的四周，所述吸水泵62设置于水箱61内部一侧，以将水箱61内部的水抽离至外界供重复使用，所述裙摆63设置于破桩头位置l下端灌注桩100的外壁上，所述裙摆63靠近水箱61的一端为内部空心的圆柱体，所述裙摆63远离水箱61的一端为内部空心的圆锥体。

具体的，所述裙摆63为软硬适中、强度符合防护收集要求的橡胶裙摆63。

参见图8，进一步，所述水箱61靠近吸水泵62的一侧还设置有刚性过滤网611，以对水箱61中的水进行过滤，防止石子随水一同被吸水泵62吸入。

进一步，所述u型框架31、第一滑动轮32、第一连接杆33、第二滑动轮34、第二连接杆35、第一顶丝36的加工尺寸偏差不大于±3mm，以确保第一滑动轮32、第二滑动轮34在第一工字钢导轨21槽壁及槽底上自由滑动，且在自由滑动过程中不受外界阻力。

参见图6，本方案所述支撑装置、滑动装置、固定装置、高压水射流装置、废水收集装置与灌注桩钢筋笼10相匹配，所述灌注桩钢筋笼10底端设置于灌注桩100内部，所述灌注桩钢筋笼10顶端设置于灌注桩100桩头上方，所述灌注桩钢筋笼10包括主筋11、pe管12，所述主筋11设置于外部基座上，所述pe管12下端口穿过主筋11并设置于主筋11破除截面位置l的上端，所述pe管12上端口高于主筋11顶端。

具体的，所述pe管12下端口设置于主筋11破除截面位置l的上端，pe管12上端口高于主筋11顶端，同时pe管12内壁与主筋11外壁之间形成空隙，以使位于破除截面位置l上端主筋11受到pe管12的保护，且pe管12下端口与主筋11之间的空隙区域用密封胶密封，pe管12上端口用粘结物密封，以防止浇注过程中混凝土从pe管12与主筋11之间的空隙进入至pe管12内部，即浇注后形成的灌注桩100破桩头位置l上端的主筋11与pe管12之间仍存在空隙，当高压水枪51出口端的高压水射流对破桩头位置l的混凝土进行破处后，位于破桩头位置l的主筋11上已无混凝土，位于破桩头位置l上端的pe管12下端口露出，经破除后的无效桩身由于pe管12的存在，无效桩身与主筋11之间并无混凝土，不产生作用力，通过吊车将无效桩身从主筋11上轻松分离。

本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。