一种全拼自解式混凝土空心桩内模装置及其使用方法与流程

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1.本发明涉及桥梁工程、建筑工程等土木工程领域，具体涉及一种全拼自解式混凝土空心桩内模装置及使用方法。


背景技术：

2.现有工程技术中，由于内模技术的限制，导致大直径空心桩基础技术难以突破。传统的整体式钢内模板存在着以下问题：一是整体重量大，需要大吨位吊机，特别针对桩长较长的大直径混凝土空心桩基础，整体吊装异常困难，且容易导致平面偏差过大，使得空心桩基础内保护层达不到质量要求；二是钢模板脱模困难、难以回收，浇筑完桩(柱)身后，由于钢模板全周长截面与桩(柱)身混凝土内壁接触，导致钢模板难以沿桩(柱)身轴线取出。从上述原因可以看出，使用整体式钢模板会大幅增加施工难度，且整体式钢模板的难以回收造成工程造价过高。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供了一种全拼自解式混凝土空心桩内模装置及使用方法。该内模装置节段重量轻、下放及对接精准方便、且节段能快速回收，利用效率高，解决了大直径混凝土空心桩(柱)技术的发展及工程应用难题。
4.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
5.一种全拼自解式混凝土空心桩内模装置，包括：
6.瓦片组件，所述瓦片组件包括弧形钢面板，所述弧形钢面板左右两端均设有u形滑槽，u形滑槽开口朝外；
7.导轨连接组件，所述导轨连接组件将左右相邻两个瓦片组件连接，具体的，所述导轨连接组件包括导轨，所述导轨为三室空心箱型构件，导轨两侧的空心箱室外缘设有导轨卡榫与u形滑槽的翼缘对接；
8.若干组瓦片组件和导轨连接组件合围成一个圆环，在桩身浇筑时，对桩身混凝土进行径向支撑，起到内模板作用。
9.还包括，钢筋笼固定插板组件，所述钢筋笼固定插板组件和导轨连接组件连接。具体的，所述钢筋笼固定插板组件包括插板，所述插板背向钢筋笼骨架面的内侧面沿插板纵向通长设置两道榫肋与导轨连接组件一侧纵向通长设置的两道卯眼承插对接；
10.若干组瓦片组件和导轨连接组件合围成的圆环通过钢筋笼固定插板组件与混凝土空心桩钢筋笼的内层钢筋实现固定连接。
11.本发明的进一步技术：
12.优选的，所述弧形钢面板内壁设有面板横肋和面板纵肋组成加劲结构，所述面板横肋沿弧形钢面板轴向设置多道，且与弧形钢面板及两端的u形滑槽焊接成整体，顶部面板横肋设置位置稍低于弧形钢面板与u形滑槽上端面，最底部面板横肋设置位置稍高于弧形钢面板与u形滑槽下端面。
13.优选的，顶部和底部的面板横肋与弧形钢面板连接根部设有橡胶条，顶部设置的橡胶条自然膨胀状态下边缘稍高出弧形钢面板上端面，底部设置的橡胶条自然膨胀状态下边缘稍高出弧形钢面板下端面。上下相邻瓦片组件对接时，位于上节瓦片组件最底部面板横肋位置处的橡胶条与下节瓦片组件顶部面板横肋位置处的橡胶条相互挤压，使得上下弧形钢面板的对接处于密封状态，以防混凝土空心桩桩身浇筑时漏浆。
14.优选的，顶部所述面板横肋和底部倒数第二根面板横肋上均设置有吊绳锚固孔，在瓦片组件轴向投影平面上，最底部面板横肋不遮挡底部倒数第二根面板横肋上的吊绳锚固孔。瓦片组件通过吊绳垂直下放或回收时，吊绳一端锚固于下节瓦片组件中顶部面板横肋设置的吊绳锚固孔中，吊绳另一端锚固于上节瓦片组件中底部倒数第二根面板横肋设置的吊绳锚固孔中，保证相邻瓦片组件间的吊绳与上节瓦片组件中最底部面板横肋不会碰撞“打架”。
15.优选的，所述瓦片组件的u形滑槽与导轨连接组件接触部位沿u形滑槽纵向通长设置四氟滑板，便于瓦片组件与导轨连接组件之间相互滑动。
16.优选的，导轨中间空心箱室内壁靠近上、下两端部设置吊绳锚固环，且在导轨中间空心箱室里设置中横隔板以隔开上下吊绳锚固环。
17.优选的，导轨边缘空心箱室在导轨一端端部伸出导轨凸榫，相邻导轨连接组件上下对接时，上节导轨的导轨凸榫与下节导轨的边缘空心箱室承插对接。
18.优选的，所述导轨连接组件一侧纵向通长设置的两道卯眼与钢筋笼固定插板组件榫肋接触部位沿卯眼纵向通长设置四氟滑板，便于导轨连接组件与钢筋笼固定插板组件之间相互滑动。
19.优选的，插板面向钢筋笼骨架面的外侧面沿插板纵向均匀设置多道空心铰环，所述空心铰环通过弯型锚栓与混凝土空心桩钢筋笼的内层钢筋实现固定连接。
20.本发明还提供一种全拼自解式混凝土空心桩内模装置的使用方法，其特征在于，包含以下步骤：
21.步骤一、制作桩身钢筋笼骨架，钢筋笼固定插板组件通过空心铰环与弯型锚栓对接纵向固定在桩身内圈钢筋笼骨架内侧；根据设计，沿桩身内径圆周均匀布置多道钢筋笼固定插板组件，需采用放样手段及临时加劲圆钢箍保证钢筋笼固定插板组件的纵向平直度及保证圆周多根钢筋笼固定插板组件布置在同一圆周上；
22.步骤二、在钢筋笼固定插板组件与桩身钢筋笼骨架固定完成后，对应安装导轨连接组件，导轨连接组件通过卯眼与钢筋笼固定插板组件的插板榫肋从上往下对接插入完成组装。根据需要，导轨连接组件可做成节段型，此时最底节导轨不需要设置导轨凸榫，上下相邻两节段需采用吊绳进行两两节段连接，吊绳一端锚固于下节导轨节段的上端部位置的吊绳锚固环中，另一端锚固于相邻上节导轨节段的下端部位置的吊绳锚固环中；两两导轨节段完成对接后，吊绳垂落蜷缩在导轨中间空心箱室里，上下两根蜷缩吊绳通过导轨中间空心箱室里设置的中横隔板隔开；
23.步骤三、钢筋笼固定插板组件与导轨连接组件全部对接组装完成后，试拼瓦片组件，整体下放钢筋笼骨架；
24.步骤四、钢筋笼骨架下放到位后，分节段下放瓦片组件，下放时，瓦片组件左右两端的u形滑槽沿导轨卡榫自上而下滑入；上下相邻两节瓦片组件需通过吊绳两两连接，吊绳
一端锚固于下节瓦片组件中顶部面板横肋设置的吊绳锚固孔中，吊绳另一端锚固于相邻上节瓦片组件中底部倒数第二根面板横肋设置的吊绳锚固孔中。上下相邻两节瓦片组件完成对接闭合后，吊绳垂落蜷缩于瓦片组件内部；
25.步骤五、待所有瓦片组件与导轨连接组件全部对接插入后，合围成一个闭合圆环，浇筑桩身混凝土；
26.步骤六、待桩身混凝土达到设计要求强度后，利用吊绳逐节吊出导轨连接组件，完成导轨连接组件的回收；
27.步骤七、待同层导轨连接组件全部吊出后，瓦片组件处于“瓦解”离散状态，利用吊绳逐节吊出瓦片组件，完成瓦片组件的回收；
28.步骤八、混凝土空心桩基础成型。
29.有益效果
30.创造性地发明一种全拼自解式混凝土空心桩内模装置及使用方法，该装置由多节段组件通过纵向串联、横向并联方式组成。该装置中节段组件间的连接接头均为榫卯形式，所有组件间的拼装和拆解均为自拼自解式，无需采用栓接、焊接或其他额外措施实现。
31.桩(柱)身浇筑完成后的内模装置经自解后形成多自由度的离散式节段构件，锚固在节段构件上的吊绳可自由多角度用力，无需考虑离散式节段构件与成型空心桩(柱)身内壁摩阻力问题，，从而可使得离散式节段构件轻松脱模。
32.一种全拼自解式混凝土空心桩内模装置制造简单，运输、安装方便，可大幅降低现场施工难度；节段组件吊装重量轻，无需调用重型吊装设备；回收方便且针对同一内径的大直径混凝土空心桩(柱)可重复利用，节约资源，节省造价，减少建设工程的碳排放总量。
33.一种全拼自解式混凝土空心桩内模装置及使用方法的发明，对大直径混凝土空心桩(柱)技术的发展及工程应用有极大的推动作用。
附图说明:
34.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图；
35.图1为一种全拼自解式混凝土空心桩内模装置立面示意图；
36.图2为一种全拼自解式混凝土空心桩内模装置局部平面示意图；
37.图3为瓦片组件立面示意图；
38.图4为两相邻瓦片组件平面示意图；
39.图5为导轨连接组件立面示意图；
40.图6为导轨连接组件平面示意图；
41.图7为钢筋笼固定插板组件立面示意图；
42.图8为导轨连接组件与钢筋笼固定插板组件组装示意图；
43.图9为瓦片组件与导轨连接组件组装示意图；
44.图10为上下相邻瓦片组件局部组装示意图；
45.图11为上下相邻瓦片组件组装示意图；
46.图12为上下相邻导轨连接组件组装示意图；
47.图中，1-瓦片组件、1a-弧形钢面板、1b-面板横肋、1c-面板纵肋、1d-橡胶条、1e-u形滑槽、1f-吊绳锚固孔、2-导轨连接组件、2a-导轨、2b-导轨卡榫、2c-导轨卯眼、2d-导轨凸榫、2e-吊绳锚固环、2f-中横隔板、3-钢筋笼固定插板组件、3a-插板、3b-插板榫肋、3c-空心铰环、3d-弯型锚栓、4-四氟滑板。
48.具体实施结构:
49.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例：
50.一种全拼自解式混凝土空心桩内模装置及使用方法由瓦片组件1、导轨连接组件2和钢筋笼固定插板组件3组成。
51.所述瓦片组件1为节段式标准化构件，包含弧形钢面板1a、面板横肋1b、面板纵肋1c、橡胶条1d、u形滑槽1e、吊绳锚固孔1f和四氟滑板4。
52.所述面板横肋1b和面板纵肋1c为弧形钢面板1a的加劲构造，保证瓦片组件1具有一定的刚度和强度。面板横肋1b沿弧形钢面板1a纵向设置多道，且与弧形钢面板1a及左右两端的u形滑槽1e焊接成整体。顶部面板横肋1b设置位置稍低于弧形钢面板1a与u形滑槽1e上端面，所述橡胶条1d固定设置于顶部面板横肋1b与弧形钢面板1a连接根部顶面，自然膨胀状态下的橡胶条1d边缘稍高出弧形钢面板1a上端面。最底部面板横肋1b设置位置稍高于弧形钢面板1a与u形滑槽1e下端面，所述橡胶条1d固定设置于最底部面板横肋1b与弧形钢面板1a连接根部底面，自然膨胀状态下的橡胶条1d边缘稍高出弧形钢面板1a下端面。
53.进一步的，相邻瓦片组件1上下对接时，位于上节瓦片组件最底部面板横肋1b位置处的橡胶条1d与下节瓦片组件顶部面板横肋1b位置处的橡胶条1d相互挤压，使得上下弧形钢面板1a的对接处于密封状态，以防混凝土空心桩(柱)身浇筑时漏浆。
54.进一步的，顶部面板横肋1b和底部倒数第二根面板横肋1b均设置有吊绳锚固孔1f。相邻瓦片组件1通过吊绳上下相互连接，吊绳一端锚固于下节瓦片组件中顶部面板横肋设置的吊绳锚固孔1f中，吊绳另一端锚固于上节瓦片组件中底部倒数第二根面板横肋设置的吊绳锚固孔1f中，吊绳长度根据空心桩身高度设计。
55.进一步的，在瓦片组件1轴向投影平面上，最底部面板横肋1b不遮挡底部倒数第二根面板横肋1b上的吊绳锚固孔1f。瓦片组件1垂直下放或回收时，以防相邻瓦片组件间的吊绳与上节瓦片组件中最底部面板横肋1b打架。
56.所述u形滑槽1e在弧形钢面板1a边缘设置两道，u形滑槽1e开口朝外。u形滑槽1e与导轨连接组件2接触部位沿u形滑槽1e纵向全长设置四氟滑板4，利于瓦片组件1与导轨连接组件2之间的相互滑动。
57.进一步的，若干组瓦片组件1和导轨连接组件2合围成一个圆环，在桩身浇筑时，对混凝土空心桩桩身混凝土进行径向支撑。
58.所述导轨连接组件2为节段式标准化构件，包含导轨2a、导轨卡榫2b、导轨卯眼2c、导轨凸榫2d、吊绳锚固环2e和四氟滑板4。
59.所述导轨2a为三室空心箱型构件，导轨2a外缘预留卡榫2b与瓦片组件1中的u形滑
槽1e翼缘对接，导轨2a一侧侧面预留卯眼2c与钢筋笼固定插板组件3中的插板榫肋3b对接。
60.进一步的，导轨2a边缘空心箱室在导轨一端端部伸出凸榫2d，相邻导轨连接组件2上下对接时，上节导轨的凸榫2d与下节导轨的边缘空心箱室承插对接。
61.进一步的，导轨2a中间空心箱室内壁靠近上、下两端部设置吊绳锚固环2e，且在导轨2a中间空心箱室里设置中横隔板2f以隔开上下吊绳锚固环2e。上下相邻导轨连接组件2通过吊绳相互连接，吊绳一端锚固于下节导轨顶端的吊绳锚固环2e中，另一端锚固于上节导轨底端的吊绳锚固环2e中，吊绳长度根据空心桩身高度设计。相邻导轨连接组件2上下对接后，吊绳垂落蜷缩在导轨2a中间空心箱室里。
62.进一步的，所述导轨卯眼2c沿导轨2a纵向全长设置四氟滑板4，利于导轨连接组件2与钢筋笼固定插板组件3之间的相互滑动。
63.进一步的，最底节导轨连接组件2不设置导轨凸榫2d。
64.所述钢筋笼固定插板组件3为整体式构件，包含插板3a、插板榫肋3b、空心铰环3c、弯型锚栓3d和四氟滑板4。
65.所述插板3a外侧面(面向钢筋笼骨架面)沿插板纵向间隔一定距离均匀设置多道空心铰环3c，所述空心铰环3c通过弯型锚栓3d与混凝土空心桩钢筋笼的内层钢筋实现固定连接。
66.实施时，可按以下步骤进行：
67.步骤一、制作桩身钢筋笼骨架，钢筋笼固定插板组件3通过空心铰环3c与弯型锚栓3d对接纵向固定在桩身内圈钢筋笼骨架内侧；根据设计，沿桩身内径圆周均匀布置多道钢筋笼固定插板组件3，需采用放样手段及临时加劲圆钢箍保证钢筋笼固定插板组件的纵向平直度及保证圆周多根钢筋笼固定插板组件3布置在同一圆周上；
68.步骤二、在钢筋笼固定插板组件3与桩身钢筋笼骨架固定完成后，对应安装导轨连接组件2，导轨连接组件2通过卯眼2c与钢筋笼固定插板组件的插板榫肋3b从上往下对接插入完成组装。根据需要，导轨连接组件2可做成节段型，此时最底节导轨2a不需要设置导轨凸榫2d，上下相邻两节段需采用吊绳进行两两节段连接，吊绳一端锚固于下节导轨节段的上端部位置的吊绳锚固环2e中，另一端锚固于相邻上节导轨节段的下端部位置的吊绳锚固环2e中；两两导轨节段完成对接后，吊绳垂落蜷缩在导轨2a中间空心箱室里，上下两根蜷缩吊绳通过导轨2a中间空心箱室里设置的中横隔板2f隔开；
69.步骤三、钢筋笼固定插板组件3与导轨连接组件2全部对接组装完成后，试拼瓦片组件1，整体下放钢筋笼骨架；
70.步骤四、钢筋笼骨架下放到位后，分节段下放瓦片组件1，下放时，瓦片组件1左右两端的u形滑槽1e沿导轨卡榫2b自上而下滑入；上下相邻两节瓦片组件1需通过吊绳两两连接，吊绳一端锚固于下节瓦片组件中顶部面板横肋设置的吊绳锚固孔1f中，吊绳另一端锚固于相邻上节瓦片组件中底部倒数第二根面板横肋设置的吊绳锚固孔1f中。上下相邻两节瓦片组件1完成对接闭合后，吊绳垂落蜷缩于瓦片组件内部；
71.步骤五、待所有瓦片组件1与导轨连接组件2全部对接插入后，合围成一个闭合圆环，浇筑桩身混凝土；
72.步骤六、待桩身混凝土达到设计要求强度后，利用吊绳逐节吊出导轨连接组件2，完成导轨连接组件2的回收；
73.步骤七、待同层导轨连接组件2全部吊出后，瓦片组件处于“瓦解”离散状态，利用吊绳逐节吊出瓦片组件1，完成瓦片组件1的回收；
74.步骤八、混凝土空心桩基础成型。
75.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。