一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法

本发明涉及一种大直径桩超灌桩头施工方法，具体为一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，属于大直径灌注桩超灌桩头凿除。

背景技术：

1、大直径钻(或冲)孔灌注桩在海域段桥梁桩基领域应用广泛。灌注桩浇灌混凝土时桩顶一定范围内为浮浆，一般情况下混凝土浮浆较厚且强度较低，达不到设计要求。为了保证钻孔灌注桩桩头的质量和强度，浇筑混凝土时通常超灌一定的高度，高出设计标高的多余部分后期通过破桩头等工序凿除，露出的主筋在后续施工中继续使用。再有就是混凝土浇筑过程中桩头部分难免落入泥土等杂质。所以规范规定砼桩施工时桩头标高高出设计标高0.5-1.0m，把此部分桩头混凝土剔除以保证桩身强度。

2、传统的人工凿除桩头的方法是在承台开挖完成后，人工用风镐先凿出钢筋笼的主筋和声测管，然后进行桩头分离，再采用大型机械将桩头吊起，这种方法有诸多不足之处：

3、(1)声测管不易查找，相当费时，效率较低；

4、(2)在凿出钢筋笼的主筋和声测管时比较慢，如果施工人员不小心，经常会对钢筋造成损坏，引起钢筋弯曲变形，从而降低抗拉强度，这样桩基和承台间的连接会减弱，在遇到地震时就存在薄弱点；

5、(3)在进行切割前混凝土必须达到做够强度，确保在气动切割机破除时不会损坏桩体，会对工期造成影响；

6、(4)采用手动方法会对施工人员的健康带来问题，手提气动设备巨大的颤抖会伤害操作人员的手腕和胳膊，而产生的噪音和尘土也会带来较差的工作环境；而且破除后的桩头高低不平，对桩基有一定的破坏。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，在凿桩作业时，可快速凿除超灌部分的钢筒围护及桩头，并保护后续施工所需的露出主筋不受损，提高施工效率。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，包括

3、桩头钢护筒，其构成该超灌桩头的上端结构，所述桩头钢护筒顶部对称设置有吊环，外侧设置有用于控制安放在滑块滑轨内的滑块控制摇臂，所述桩头钢护筒底部设置为桩头钢护筒底部圆环，所述桩头钢护筒底部圆环上有竖直连接有一体式的主筋/声测管套管，所述桩头钢护筒底部圆环的桩头钢护筒底部夹层内设有扇形滑块；

4、保留桩基钢护筒，其构成该超灌桩头的下端结构，并与所述桩头钢护筒无缝对接，所述保留桩基钢护筒的内侧壁竖直连接有钢筋笼主筋和声测管，所述弹性材料层的最低点略低于桩头凿除后桩顶标高线。

5、作为本发明再进一步的方案：所述桩头钢护筒的底部整体为扩径锥形。

6、作为本发明再进一步的方案：所述钢筋笼主筋和声测管位于超灌区域的部分需用弹性材料层进行包裹。

7、作为本发明再进一步的方案：所述桩头钢护筒与保留桩基钢护筒及钢筋笼主筋对接后，主筋/声测管套管顶部标高应高于灌注桩桩顶设计标高与超灌部分高度的总和。

8、作为本发明再进一步的方案：所述桩头钢护筒的内壁、套管外侧、底部圆环上下表面及桩头钢护筒底部夹层内扇形滑块表面等部位在施工前涂抹有混凝土脱模剂。

9、一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，包括以下步骤：

10、步骤一、在钻孔灌注桩施工时，将桩头钢护筒桩顶标高位置以上部分设置为分离式结构，桩头区域的钢护筒底部为扩径锥形，最小内径与保留桩基钢护筒一致，两者可直接对接，桩头钢护筒顶部设置有吊环，用以在成桩后将桩头钢护筒连同桩头混凝土一起吊离；

11、步骤二、桩头钢护筒底部为圆环状，保证灌注桩施工时导管可以正常下放，桩头钢护筒底部圆环在钢筋笼主筋位置处有向上延伸的空心套管，空心套管顶部标高应略高于未凿除超灌部分前的灌注桩桩顶标高，内径略大于灌注桩钢筋笼的主筋直径，与底部圆环为一体式结构，在对接桩头钢护筒与保留桩基钢护筒后，这些空心套管将主筋保护在内，避免桩头部分主筋与混凝土发生握裹；

12、步骤三、在下放钢筋笼前，将钢筋笼主筋与声测管处于桩头部分的区域用弹性材料层包裹，使得在套上桩头钢护筒后套管与弹性材料紧密接触，以达到密封的效果，防止灌注的混凝土上浮侵入套管与主筋之间的间隙；

13、步骤四、桩头钢护筒底部圆环结构内设有桩头钢护筒底部夹层，夹层内有八个圆心角为45°的扇形滑块，其可以组成一个直径大于桩头钢护筒底部圆环内直径的圆盘，八个扇形滑块分别固定在各自的导轨上，可通过桩头钢护筒外的摇臂控制其移动，在向外移动分散开后八个扇形滑块可隐藏在夹层内，而当其全部向内移动时，扇形滑块组成的圆形可将桩头钢护筒底部圆环的中空部分完全封堵，灌注施工结束一段时间后，等上层浮浆形成，可通过移动滑块将桩头浮浆与桩基混凝土完全隔断；

14、步骤五、在混凝土灌注桩施工时，灌注完成后待骨料沉淀一段时间，桩头部分浮浆形成后，控制滑块控制摇臂使得夹层内滑块闭合，将桩头混凝土与桩基完全分隔，待成桩后，通过桩头钢护筒的上的吊环将桩头钢护筒1连同桩头混凝土一起吊离，之后取下桩头钢筋上的弹性材料层，暴露出主筋，混凝土超灌桩的桩头及多余钢护筒的凿除就完成了，可以进行后续的施工。

15、本发明的有益效果是：桩基钢护筒采取桩头与主体分离式结构，可以在桩头凿除时直接吊离桩头钢护筒和桩头混凝土，省去钢护筒的切割、与混凝土剥离等工作。桩头部分主筋和声测管上的弹性包裹材料和套管可以有效隔断混凝土对桩头主筋和声测管的握裹，经此法处理的灌注桩在成桩以后可将桩头钢护筒和桩头混凝土作为一个整体直接吊离，省去了传统凿桩头方法中将整个桩头部分混凝土保护层破除，再拉出钢筋，最后破除桩芯混凝土的过程。节约了大量的人力物力，缩短了桩头凿除所需的时间，并能有效保护主筋，避免了切割、凿除、剥除混凝土的过程中，主筋误切断或受损的问题。同时采用可回收的桩头钢护筒，在相同桩径的桩位处可重复使用，能有效降低施工成本，提高施工效率。

技术特征：

1.一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的一种基于分离式结构的大直径桩超灌桩头，其特征在于：所述桩头钢护筒(1)底部设置为桩头钢护筒底部圆环(7)，所述桩头钢护筒底部圆环(7)上有竖直连接有一体式的主筋/声测管套管(4)。

3.根据权利要求2所述的一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，其特征在于：所述桩头钢护筒底部圆环(7)的桩头钢护筒底部夹层(33)内设有扇形滑块(5)。

4.根据权利要求1所述的一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，其特征在于：所述保留桩基钢护筒(2)的内侧壁竖直连接有钢筋笼主筋(21)和声测管(22)，弹性材料层(23)的最低点低于桩头凿除后桩顶标高线(25)。

5.根据权利要求1所述的一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，其特征在于：所述桩头钢护筒(1)的底部整体为扩径锥形。

6.根据权利要求4所述的一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，其特征在于：所述钢筋笼主筋(21)和声测管(22)位于超灌区域(24)的部分需用弹性材料层(23)进行包裹。

7.根据权利要求4所述的一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，其特征在于：所述桩头钢护筒(1)与保留桩基钢护筒(2)及钢筋笼主筋(21)对接后，主筋/声测管套管(4)顶部标高应高于灌注桩桩顶设计标高(25)与超灌部分高度的总和。

8.根据权利要求1所述的一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，其特征在于：所述桩头钢护筒(1)的内壁、套管外侧、底部圆环上下表面及桩头钢护筒底部夹层(33)内扇形滑块(5)表面部位在施工前涂抹有混凝土脱模剂。

9.一种基于权利要求1所述的一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，其特征在于：其凿除方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于分离式结构的大直径桩浮浆超灌桩头凿除方法，包括桩头钢护筒和保留桩基钢护筒。本发明的有益效果是：桩基钢护筒采取桩头与主体分离式结构，可以在桩头凿除时直接吊离桩头钢护筒和桩头混凝土，省去钢护筒的切割与混凝土剥离等工作。桩头部分主筋和声测管上的弹性包裹材料和套管可以有效隔断混凝土对桩头主筋和声测管的握裹，经此法处理的灌注桩在成桩后可将桩头钢护筒和桩头混凝土作为一个整体直接吊离，节约了大量人力物力，并能有效保护主筋，避免了切割、凿除、剥除混凝土过程中主筋误切断或受损问题。同时，采用可回收的桩头钢护筒，在相同桩径的桩位处可重复使用，能有效降低施工成本和提高施工效率。

技术研发人员：吕玺琳,张家瑞
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13