一种装配式钢筋笼防上浮装置及施工方法

本申请涉及钻孔灌注桩施工，尤其是涉及一种装配式钢筋笼防上浮装置及施工方法。

背景技术：

1、钻孔灌注桩是目前建筑工程中常用的桩型，具有单桩承载力大、抗剪抗弯能力强等优点。施工时通过钻机挖孔，清孔后在桩孔内放入预制的钢筋笼，最后灌注混凝土成桩。在混凝土灌注过程中往往会出现钢筋笼上浮的现象，造成这种现象的因素包括：下放钢筋笼前钻孔底部沉渣清理不完全、混凝土灌注的速度不合理、钢筋笼本身质量不合格等。由于钢筋笼上浮后很难通过后续补救措施使钢筋笼恢复原位，从而造成灌注桩下部钢筋的缺失，导致灌注桩整体的承载能力下降，严重影响工程的施工质量。

2、针对钢筋笼上浮的问题，传统的处理方法有：在钢筋笼主筋上焊接“倒刺”，设置防上浮结构如设置固定锚点、地下固定锚索、加重负荷以及在桩口处对钢筋笼进行机械加固等方法。在钢筋笼上焊接“倒刺”可能会使钢筋笼主筋焊接处发生断裂，降低钢筋笼结构的整体强度和稳定性。一些防上浮结构设计加工复杂，且不便于根据钢筋笼的桩径不同进行调节。机械加固的方法要在主筋和加强筋上固定夹具，有些还需要增加配重块，但是施工现场孔洞与钢筋笼之间的间隙一般较小，固定夹具极其不便，施工复杂。

技术实现思路

1、为了改善目前防止钢筋笼上浮的施工方法较为繁琐，且难以适用于不同桩径的钢筋笼的问题，本申请提供一种装配式钢筋笼防上浮装置及施工方法。

2、本申请提供的一种装配式钢筋笼防上浮装置采用如下的技术方案：

3、一种装配式钢筋笼防上浮装置，包括：

4、支撑杆，平行于钢筋笼的轴向，所述支撑杆上滑动套接有套筒；

5、多个连接杆，连接于所述支撑杆，所述连接杆沿钢筋笼的径向设置，所述连接杆上滑动套接有滑块；

6、斜撑杆，一端铰接于所述套筒、另一端铰接于所述滑块；

7、多个固定杆，连接于所述支撑杆，所述固定杆沿钢筋笼的径向设置，所述固定杆远离所述支撑杆的一端固定连接于钢筋笼；

8、连接件，用于将所述连接杆和所述固定杆可拆卸地连接于所述支撑杆。

9、施工时，通过固定杆将防上浮装置固定连接于钢筋笼，将钢筋笼下放至钻孔中，然后使用落锤击打支撑杆的端部，使斜撑杆推动滑块沿连接杆滑移，滑块插入土层，实现钢筋笼与土层之间的锚固。本申请采用装配式结构，支撑杆、连接杆、斜撑杆、固定杆等构件均可拆卸，从而可以根据不同的钢筋笼尺寸选用不同尺寸的构件，以满足不同的施工需求。

10、进一步地，所述连接件为多向连接接头，包括一个纵向螺纹套和多个固接于所述纵向螺纹套的横向螺纹套，多个所述横向螺纹套绕所述纵向螺纹套的轴线依次分布，所述纵向螺纹套与所述支撑杆螺纹连接，所述横向螺纹套与所述连接杆或所述固定杆螺纹连接。

11、支撑杆、连接杆和固定杆与多向连接接头之间均采用螺纹连接，拆装操作便捷；另一方面，通过旋转支撑杆、连接杆和固定杆，可以对其伸出多向连接接头的长度进行调节，从而更好地满足施工需求。

12、进一步地，所述连接杆设置有四个，相邻的两个所述连接杆之间的夹角为90°。

13、连接杆的数量越多，钢筋笼与土层之间的锚固越稳定，但是增加连接杆的数量也会导致成本增加，施工时间延长；选用四个连接杆，既能保证钢筋笼与土层之间的锚固效果，也有利于控制成本和施工时间。

14、进一步地，相对的两个所述滑块之间连接有细绳；在落锤的击打下，相对的两个所述滑块相互远离使所述细绳绷断。

15、在套筒自身的重力作用下，两个相对的滑块有相互远离的趋势，细绳连接于两个滑块之间，限制了两个滑块相互远离，从而使得钢筋笼下放过程中，滑块位于钢筋笼内，与土层不接触，便于钢筋笼下放；当钢筋笼下放至合适的位置后，使用落锤击打套筒，两个滑块相互远离使细绳绷断，细绳对滑块的限位作用解除，滑块可以插入土层。

16、进一步地，所述固定杆设置有四个，四个所述固定杆绕钢筋笼的轴线依次分布。

17、固定杆的数量越多，防上浮装置与钢筋笼的连接越稳定，但是增加固定杆的数量也会导致成本增加，施工时间延长；选用四个固定杆，既能保证防上浮装置与钢筋笼的连接效果，也有利于控制成本和施工时间。

18、进一步地，所述滑块靠近土层的一侧设置有尖刺。

19、一方面，尖刺有助于滑块顺畅地插入土层；另一方面，尖刺与土层之间的阻力可阻止钢筋笼上浮。

20、进一步地，所述尖刺设置有一个或多个，所述尖刺呈圆锥型或棱锥型。

21、根据不同的孔壁土层性质，可选择带有不同形状尖刺的滑块，从而满足不同的施工需求，提高了本申请的适用性。

22、进一步地，所述固定杆与钢筋笼之间采用焊接。

23、焊接所需设备简单，操作简便，在施工现场即可便捷地实现防上浮装置与钢筋笼的连接。

24、进一步地，所述套筒远离所述支撑杆的一端固接有供落锤击打的顶板。

25、顶板增加了套筒端部与落锤的接触面积，一方面便于落锤击打，另一方面也使套筒受力更加均匀，有利于套筒平稳下移。

26、本申请还提供一种装配式钢筋笼防上浮施工方法，包括以下步骤：

27、(1)土层钻孔、清孔，根据孔径和孔深制作合适的钢筋笼；

28、(2)根据钢筋笼的尺寸选取长度合适的预制连接杆、固定杆、支撑杆、斜撑杆和套筒；

29、(3)将连接杆、固定杆、支撑杆分别与多向连接接头连接，将滑块套设于连接杆，将细绳连接于相对的两个滑块之间；

30、(4)将套筒套设于支撑杆，使用斜撑杆将套筒与滑块连接；

31、(5)将固定杆与钢筋笼焊接固定，完成防上浮装置的安装；

32、(6)将安装了防上浮装置的钢筋笼下放至钻孔底部；

33、(7)使用落锤击打顶板，使滑块沿连接杆滑移并插入土层，完成钢筋笼的锚固；根据击打前后顶板与地面之间的距离可估算滑块插入土层的深度；

34、(8)灌注混凝土成桩。

35、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

36、1.本申请通过落锤击打使滑块与孔壁土层锚固，操作简便，可有效防止钢筋笼上浮；

37、2.本申请的各构件可以装配化制作，成本低廉，现场安装及施工所需设备简单；

38、3.本申请可适用于不同孔径和各种地质条件的钻孔灌注桩，可以根据孔径大小选择不同尺寸的预制构件(连接杆、固定杆、斜撑杆等)，根据不同孔壁土层性质选择带有不同形状尖刺的滑块，组装出适应相应工程需求的防上浮装置。

技术特征：

1.一种装配式钢筋笼防上浮装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋笼防上浮装置，其特征在于：所述连接件为多向连接接头，包括一个纵向螺纹套和多个固接于所述纵向螺纹套的横向螺纹套，多个所述横向螺纹套绕所述纵向螺纹套的轴线依次分布，所述纵向螺纹套与所述支撑杆螺纹连接，所述横向螺纹套与所述连接杆或所述固定杆螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋笼防上浮装置，其特征在于：所述连接杆设置有四个，相邻的两个所述连接杆之间的夹角为90°。

4.根据权利要求3所述的一种装配式钢筋笼防上浮装置，其特征在于：相对的两个所述滑块之间连接有细绳；在落锤的击打下，相对的两个所述滑块相互远离使所述细绳绷断。

5.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋笼防上浮装置，其特征在于：所述固定杆设置有四个，四个所述固定杆绕钢筋笼的轴线依次分布。

6.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋笼防上浮装置，其特征在于：所述滑块靠近土层的一侧设置有尖刺。

7.根据权利要求6所述的一种装配式钢筋笼防上浮装置，其特征在于：所述尖刺设置有一个或多个，所述尖刺呈圆锥型或棱锥型。

8.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋笼防上浮装置，其特征在于：所述固定杆与钢筋笼之间采用焊接。

9.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋笼防上浮装置，其特征在于：所述套筒远离所述支撑杆的一端固接有供落锤击打的顶板。

10.一种装配式钢筋笼防上浮施工方法，其特征在于：采用权利要求1-9任一项所述的一种装配式钢筋笼防上浮装置，包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及钻孔灌注桩施工技术领域，具体公开了一种装配式钢筋笼防上浮装置及施工方法，其中，钢筋笼防上浮装置包括支撑杆、斜撑杆、多个连接杆、多个固定杆以及用于将连接杆和固定杆可拆卸连接于支撑杆的多向连接接头；支撑杆上滑动套接有套筒，连接杆上滑动套接有滑块，斜撑杆的一端铰接于套筒、另一端铰接于滑块，固定杆远离支撑杆的一端固定连接于钢筋笼。在落锤的击打下，套筒沿支撑杆向下运动，斜撑杆驱使滑块沿连接杆滑移并插入土层，实现钢筋笼的锚固，操作简便；由于本申请采用装配式结构，通过选用长度不同的连接杆、固定杆等部件，使本申请可以适用于不同尺寸的钢筋笼。

技术研发人员：王超,潘响,韩桂宁
受保护的技术使用者：湖北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6