应用于灌注桩底部沉渣压实的机械挤密装置的制作方法

1.本实用新型涉及桩基工程技术领域，具体地说是一种应用于灌注桩底部沉渣压实的机械挤密装置。


背景技术：

2.钢筋混凝土灌注桩已被广泛应用于高层建筑、交通工程、市政工程等基础设施建设中，其具有成本低廉、承载力高、施工高效等优点。然而，灌注桩施工存在一个重大缺陷，即在成孔施工及下笼施工过程中会在桩底形成一定厚度的沉渣，而桩底沉渣会造成桩基承载力降低且沉降量过大等技术问题，并会导致灌注桩出现较多的工程质量问题。为减少桩底沉渣厚度，一般灌注桩施工中会采用清孔措施来减少桩底沉渣的厚度，但在实际工程中，清孔施工往往难以满足桩基规范对桩底沉渣厚度的技术要求。
3.在现有技术中，为解决上述施工技术难题，灌注桩施工通常采用桩端后压浆技术，希望借助后压浆技术挤密桩底沉渣，提高灌注桩的承载力，由于桩端后压浆的效果往往会受到桩端岩土类型、注浆设备和注浆工艺的影响，尤其是在黏性土和软黏土层中的后压浆质量难以控制、效果较差，后压浆施工的可靠度低。此外，传统后压浆施工不能有效控制注浆压力和浆液流向以及扩散挤密范围，无法解决后压浆施工效果的不确定性难题。因此，为保证灌注桩满足承载力和沉降量的设计要求，传统的桩端后压浆技术有待得到创新发展。
4.申请人已经就新的灌注桩端沉渣处理的机械推压挤密及高压注浆系统设计作另案申请，本技术的核心解决方案在于解决如何在一次桩混凝土浇筑完成后实现桩底沉渣的挤密压实的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在从根本上解决桩端后压浆技术中的桩底沉渣挤密技术问题：提供一种应用于灌注桩底部沉渣压实的机械挤密装置，其结构简单，安装方便，可有效实现灌注桩底沉渣的挤压密实操作。
6.本实用新型所采取的技术方案是：提供一种应用于灌注桩底部沉渣压实的机械挤密装置，包括设在基桩底部的压板、固定套环以及用于驱动所述压板竖向运动的驱动机构，所述固定套环连接在钢筋笼底部，所述驱动机构安装在固定套环上，所述压板的上端面与驱动机构的顶出驱动端连接。
7.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
8.本实用新型中的应用于灌注桩底部沉渣压实的机械挤密装置中，在钢筋笼底部连接有相应的驱动机构，在驱动机构的驱动顶出端连接压板，形成了一个完整的预装机构；这样，在桩孔中放置钢筋笼的同时，压板以及驱动机构同步下放至基桩的底部，方便安装。在混凝土灌注成桩后，运行驱动机构，促使压板向下移动，使得桩底沉渣挤压密实。
9.进一步的，所述钢筋笼包括多根竖向主筋、螺旋箍筋以及多根连接筋，多根所述的竖向主筋呈圆周方向排列设置，所述螺旋箍筋捆扎固定在多根竖向主筋的外部，多根所述
应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以针对具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.如图1、2所示，本实用新型提供了一种应用于灌注桩底部沉渣压实的机械挤密装置，它包括设在灌注桩底部的压板1、固定套环2以及用于驱动所述压板1竖向运动的驱动机构，具体的，此结构中的压板1为圆形的钢板结构，并且在钢板的中部设有中心通孔1.1，施工过程中，在往桩孔内灌注混凝土时，基桩底部的部分沉渣可以通过该中心通孔1.1实现返浆，促使基桩底部沉渣更好地向上返浆，可以保证灌注桩底沉渣减量，并在基桩成型后使桩的承载力提高。
25.本实施例中，该中心通孔1.1为圆形孔。在其他的实施例中，该中心通孔1.1也可以是异型孔。
26.另外的，本实施例结构中，固定套环2是连接在灌注桩的钢筋笼3的底部，驱动机构安装在固定套环2内侧，压板1的上端面与驱动机构的顶出驱动端连接。
27.本实施例中施工时，首先进行灌注桩钻孔，然后制作与基桩尺寸相匹配的钢筋笼3，在钢筋笼3的底部焊接固定一个环形的固定套环2，将驱动机构固定连接在固定套环2的内侧，然后将压板1的上端面与驱动机构的驱动顶出杆固定连接，然后将固定连接为整体结构的钢筋笼3放入桩孔中，并在桩孔内进行混凝土灌注。当灌注桩成型后，养护1～3天，然后开启驱动机构，推动压板1向下推移，并将基桩底部的混凝土与沉渣的混合物强力压实挤密，此过程中，在基桩底部的压板1受压向下推移后，灌注桩底部的混凝土桩段会产生横向裂隙空间，最后通过专门的后压浆机构对横向裂隙空间进行高压水泥浆灌注，从而使桩底混凝土与沉渣的混合物被挤密、压实与固结，形成高质量完整的灌注桩，并达到提高基桩的承载力及降低沉降量目的。
28.如图2所示，本实施例中的钢筋笼3包括多根竖向主筋3.1、螺旋箍筋3.2以及多根连接筋3.3，多根竖向主筋3.1呈圆周方向均匀排列设置，且螺旋箍筋3.2捆扎固定在多根竖向主筋3.1的外部，多根连接筋3.3的上端分别连接在多根竖向主筋3.1的下端段，多根连接筋3.3的下端分别与固定套环2连接，此结构中各个部件支架的连接方式主要为焊接固定，操作方便，连接牢固。
29.再一方面的，驱动机构包括地表液压站4和至少一个千斤顶5，千斤顶5连接在固定套环2内侧，地表液压站4用于给千斤顶5提供动力源；压板1与千斤顶5的顶出端连接。本实施例中，优选的，千斤顶5为三个，且三个千斤顶5沿周向均匀布置，三个千斤顶5分别焊接固定在固定套环2的内侧壁上；在驱动机构旁侧设置有环形的横向液压管6，三个千斤顶5的进油孔均与横向液压管6连通，灌注桩中设有沿竖向延伸的可伸缩的竖向液压管7，竖向液压管7的上端与地表液压站4连通，竖向液压管7的下端与横向液压管6连通，这样设置后，三个千斤顶5的液压动力源只需要通过一根竖向液压管7就可以实现地表液压站4的连通，而不需要每一个千斤顶5都设置专用的一根液压管与地表液压站4进行连通，简化整个装置的结构，降低成本。此外，三个千斤顶5的液压进口端均是通过横向液压管6相连通的，即三个千斤顶5结构是相互串联的，对于压板1的驱动统一性会更强，驱动压板1下压运动时会更加平稳，能够保证压板1下端面对于桩底沉渣实施受控式挤密压实。另一方面的，驱动机构也可以采用通过多根竖向液压管7分别于三个千斤顶5逐一连接的方式。
30.本实施例中，驱动机构的驱动加载能力取决于桩端岩土的极限端阻力标准值和具体的千斤顶5的设置数量。根据桩基规范，本实施例中的灌注桩极限端阻力为44吨，所以本实施例中的单个千斤顶5的加载能力选取为15吨可以满足要求。
31.本实施例中压板1的外径为656mm和钢筋笼3内径为660mm，压板1上的中心通孔1.1直径为350mm，可以满足桩身混凝土浇筑过程中向上正常返浆的技术要求。
32.此结构中，为了保证横向液压管6在基桩底部能够更好的限位，在压板1的上端面连接有环形的定位套8，定位套8的内侧壁或者外侧壁上设有内凹的容置槽8.1，横向液压管6配装沿周向安装在容置槽8.1内以实现径向限位；如图3所示，为容置槽8.1设置在定位套8内侧壁的结构示意图；如图4所示，为容置槽8.1设置在定位套8外侧壁的结构示意图，这两种结构所实现的效果都是用于对横向液压管6进行周向限位。上述两种结构形式中，容置槽8.1沿竖向高度大于横向液压管6的外径，以使得横向液压管6在容置槽8.1内沿竖直方向可滑移，这样设置后，在驱动机构驱动压板1带动定位套8一起向下运动时，可以避免横向液压管6与竖向液压管7之间的连接部发生强力拉伸，防止可伸缩竖向液压管7与横向液压管6连接处发生断裂风险。再一方面的，在容置槽8.1的上端面上设有用于供竖向液压管7穿过的避让通孔8.2，这样设置后，竖向液压管7的下端可以通过避让通孔8.2进行一定的径向限位，避免发生径向转动。
33.上述结构在其他的实施例中，还可以将横向液压管6设置于环形的定位套8的上端面上，并且横向液压管6与定位套8上端面沿竖向可滑动。此结构中，可以进一步的在定位套8的上端面开设有上部开口的定位槽，横向液压管6沿竖向可滑动的配装在定位槽中，既增强了横向液压管6的定位稳定性，又使得在压板1下压运动后，横向液压管6与定位套8沿竖向可以相对活动分离，避免横向液压管6随着压板1一起下移，防止竖向液压管7被拉断。
34.在其他的实施例中，也可以在竖向液压管7与横向液压管6之间设置一段沿竖向可伸缩的过渡液压管(图中未画出)，并且三个千斤顶5与横向液压管6之间的连通液压管也可以预留有相应的伸缩长度，从而在驱动机构驱动压板1带动定位套8一起向下运动时，横向液压管6会受到定位套8向下的拉动作用，从而位置发生下移，在这种情况下由于可伸缩的过渡液压管，以及留有伸缩余量的连通液压管结构存在，横向液压管6与竖向液压管7之间的连接可以保持稳定，不会有被拉断的情况出现。
35.以上就本实用新型较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本实用新型权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。