一种灌注桩的钢筋笼吊放装置与施工方法与流程

本发明涉及钢筋笼吊放技术领域，具体涉及一种灌注桩的钢筋笼吊放装置与施工方法。

背景技术：

灌注桩是直接在设计的桩位上开孔，成孔后在孔内加放钢筋笼，再灌注混凝土而成的。由于具有施工时无振动、无挤土、噪音小以及宜于在城市建筑物密集地区使用等优点，灌注桩在基桩施工中得到较为广泛的应用。

现有的灌注桩施工吊放钢筋笼过程中，钢筋笼与吊装装置的连接通过卡口连接。在理想状态下，采用该连接方式时，吊装装置只受竖直方向重力作用，是可以正常有效施工的。但是，实际施工中容易受成孔垂直度偏差或缩孔影响，导致吊放钢筋笼时孔壁对钢筋笼产生水平、竖直方向作用力；同时，机械吊装下钢筋笼时晃动等因素的影响，使卡口处存在滑脱风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供了一种灌注桩的钢筋笼吊放装置。该吊放装置通过限位连杆机构与弹簧相结合，利用弹簧的弹性势能转换实现对钢筋笼水平移动及上浮的约束，能够保证在吊放钢筋笼的整个施工过程中，避免出现钢筋笼在浇筑混凝土前发生水平方向偏移以及在浇筑混凝土时发生上浮的缺陷；且在吊放钢筋笼的整个施工过程中，吊钩与钢筋笼的连接始终处于锁紧状态，有效防止钢筋笼滑脱，提高施工安全性能。

本发明的目的还提供了所述的灌注桩的钢筋笼吊放装置的施工方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种灌注桩的钢筋笼吊放装置，包括吊放组件以及活动锁紧组件；

所述吊放组件包括吊环、吊筋以及吊钩；所述吊环、吊筋以及吊钩由上至下依次连接；

所述活动锁紧组件用于活动约束钢筋笼在吊放过程中的水平方向移动以及活动约束钢筋笼在浇筑混凝土时的上浮；所述活动锁紧组件设置在所述吊筋上，并与所述吊钩作用连接。

优选的，所述活动锁紧组件设置位于所述吊环与所述吊钩之间；所述活动锁紧组件由上至下依次包括限位连杆机构、第一垫板以及弹簧；

所述第一垫板的中心开设有第一通孔，所述吊筋穿过所述第一通孔而贯穿所述第一垫板；所述吊筋贯穿所述弹簧，且所述弹簧的两端分别与所述第一垫板和所述吊钩连接；所述限位连杆机构的一端固定设置在所述吊筋上，所述限位连杆机构的另一端与所述第一垫板连接；

在钢筋笼吊放过程中，所述限位连杆机构可随所述吊筋的拉伸而向下驱使所述第一垫板压缩所述弹簧，并同时在水平方向限位扩张以约束钢筋笼的水平方向移动；而在浇筑混凝土时，所述弹簧伸张并通过所述第一垫板上顶所述限位连杆机构而使所述限位连杆机构在水平方向限位收缩，以驱使所述吊筋受力向下，并下压所述吊钩，从而约束钢筋笼上浮。

更优选的，所述限位连杆机构包括沿所述吊筋对称设置的两个。

更优选的，所述限位连杆机构包括第一铰接头、第一连杆和第二连杆；所述第一铰接头固定设置在所述吊筋上；所述第一连杆的一端铰接在所述第一铰接头上；所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端水平限位铰接，且所述第一连杆与所述第二连杆的铰接点位于所述第一铰接头的上方；所述第二连杆的另一端与所述第一垫板连接。

更进一步优选的，所述第二连杆通过第二铰接头和l型钢板与所述第一连杆水平限位铰接；

其中，所述l型钢板的远离l型端部的一端通过第二铰接头与所述第一连杆铰接；所述第二连杆的一端与所述l型钢板的远离l型端部的边活动连接，所述l型钢板的l型边可水平方向限位所述第二连杆与所述l型钢板连接的一端。

更进一步优选的，所述l型钢板的远离l型端部的一端上还焊接有与所述l型钢板的l型平行的限位块，用于水平方向限位所述第二连杆的与所述l型钢板连接的一端。

更进一步优选的，所述第二连杆的一端通过套环与所述l型钢板的远离l型端部的边活动连接；

其中，所述套环套设在所述l型钢板的远离l型端部的边上；所述第二连杆的一端与所述套环的尖端焊接固定。

更进一步优选的，所述第二连杆的另一端与通过第二垫板和第三连杆与所述第一垫板连接；

其中，所述第二垫板的中心位置开设有第二通孔，所述吊筋穿过所述第二通孔而贯穿所述第二垫板；所述第二连杆的另一端与所述第二垫板固定连接；所述第二垫板通过第三连杆与所述第一垫板固定连接。

更进一步优选的，所述第三连杆包括沿所述第二垫板的轴向对称设置的两个。

更优选的，所述吊钩通过连接板与所述弹簧连接。

一种灌注桩的钢筋笼吊放施工方法，采用上述任一项所述的灌注桩的钢筋笼吊放装置，包括如下步骤：

s1、在钢筋笼上的横筋上安装吊件，将所述吊钩与所述吊件锁紧；

s2、通过起重装置牵引所述吊环，从而牵引所述吊筋以及所述吊钩，将钢筋笼吊起并放入至灌注桩空桩内；

s3、保持吊环、吊筋以及吊钩的牵引状态，由所述活动锁紧组件活动锁紧防止钢筋笼水平移动，钢筋笼在灌注桩空桩内放置稳定后，向灌注桩空桩内浇筑混凝土；浇筑混凝土过程中，由所述活动锁紧组件活动锁紧防止钢筋笼上浮；

s4、浇筑混凝土完毕后，解锁吊钩与钢筋笼上的吊件，取下整体吊放装置。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

（1）本发明的吊放装置中，通过限位连杆机构与弹簧相结合的设计，利用弹簧的弹性势能转换，使吊筋与活动锁紧组件形成受力共同体，实现对钢筋笼水平移动及上浮的约束，从而保证在吊放钢筋笼的整个施工过程中，避免出现钢筋笼在浇筑混凝土前发生水平方向偏移以及在浇筑混凝土时发生上浮的缺陷。

（2）本发明的吊放装置中，在浇筑混凝土前，吊钩通过钢筋笼的重力作用而与钢筋笼上设置的吊件处于锁紧状态；而在浇筑混凝土时，利用弹簧的弹性势能转换以及限位连杆机构的作用，使吊钩与钢筋笼上设置的吊件处于锁紧状态；从而，在吊放钢筋笼的整个施工过程中，吊钩与钢筋笼的连接始终处于锁紧状态，有效防止钢筋笼滑脱，提高施工安全性能。

（3）本发明的施工方法中，采用本发明的吊放装置能够有效防止钢筋笼的水平方向偏移及上浮，以及能够有效防止钢筋笼滑脱，减少了用于牵引固定钢筋笼的吊筋的使用，从而降低了施工成本。

附图说明

图1为具体实施例中本发明的灌注桩的钢筋笼吊放装置的整体结构图示意图；

图2为具体实施例中本发明的灌注桩的钢筋笼吊放装置中吊放组件的结构示意图；

图3为具体实施例中本发明的灌注桩的钢筋笼吊放装置的活动锁紧组件中的限位连杆机构的结构示意图；

图4为具体实施例中本发明的灌注桩的钢筋笼吊放装置的活动锁紧组件中限位连杆机构的l型钢板与第二连杆通过套环连接的结构示意图；

图5为具体实施例中本发明的灌注桩的钢筋笼吊放装置在吊放钢筋笼时的结构示意图；

附图标注：1-吊放组件，11-吊环，12-吊筋，13-吊钩，2-活动锁紧组件，21-限位连杆机构，211-第一铰接头，212-第一连杆，213-第二连杆，214-第二铰接头，215-l型钢板，216-限位块，217-套环，22-第一垫板，220-第一通孔，23-弹簧，24-第二垫板，240-第二通孔，25-第三连杆，26-连接板，3-钢筋笼。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明结构使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者仅用于区分描述，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参见图1所示，为本实施例的灌注桩的钢筋笼吊放装置。该吊放装置包括吊放组件1以及活动锁紧组件2。吊放组件1直接作用于钢筋笼，对钢筋笼进行实施吊放作业；而活动锁紧组件2用于在钢筋笼进入灌注桩孔内后，活动约束钢筋笼在吊放过程中的水平方向移动以及活动约束钢筋笼在浇筑混凝土时的上浮。

参见图2所示，所述吊放组件1包括吊环11、吊筋12以及吊钩13；其中，所述吊环11、吊筋12以及吊钩13由上至下依次连接，并且吊环11的环面与吊钩13的钩面在竖直方向上垂直或处于同一平面内。在吊放钢筋笼过程中，吊环11与起重装置的挂钩锁紧连接，起重装置牵引吊环11并通过吊筋12牵引吊钩13，吊钩13与钢筋笼上的吊件连接锁紧，本实施例中，采用的吊钩13为g型吊钩，g型吊钩可与钢筋笼上的吊件锁紧连接且不易脱落，从而实现对钢筋笼的稳定吊放。

其中，所述活动锁紧组件2设置位于所述吊环11与所述吊钩13之间；且所述活动锁紧组件2设置在所述吊筋12上，并与所述吊钩13作用连接。

具体的，所述活动锁紧组件2由上至下依次包括限位连杆机构21、第一垫板22以及弹簧23。

而且，所述第一垫板22的中心开设有第一通孔220，所述吊筋12穿过所述第一通孔220而贯穿所述第一垫板22；所述吊筋12贯穿所述弹簧23，且所述弹簧23的两端分别与所述第一垫板22和所述吊钩13连接；所述限位连杆机构21的一端固定设置在所述吊筋12上，所述限位连杆机构21的另一端与所述第一垫板22连接。

在钢筋笼吊放过程中，所述限位连杆机构21可随所述吊筋12的拉伸而向下驱使所述第一垫板22压缩所述弹簧23，并同时在水平方向限位扩张以约束钢筋笼的水平方向移动；而在浇筑混凝土时，所述弹簧23伸张并通过所述第一垫板22上顶所述限位连杆机构21而使所述限位连杆机构21在水平方向限位收缩，以驱使所述吊筋12受力向下，并下压所述吊钩13，从而约束钢筋笼上浮。

如此，通过限位连杆机构21与弹簧23相结合的设计，利用弹簧23的弹性势能转换，使吊筋12与活动锁紧组件2形成受力共同体，实现对钢筋笼水平移动及上浮的约束，从而保证在吊放钢筋笼的整个施工过程中，避免出现钢筋笼在浇筑混凝土前发生水平方向偏移以及在浇筑混凝土时发生上浮的缺陷。

本实施例中，所述限位连杆机构21包括沿所述吊筋12对称设置的两个。

参见图3所示，所述限位连杆机构21包括第一铰接头211、第一连杆212和第二连杆213；所述第一铰接头211固定设置在所述吊筋12上；所述第一连杆212的一端铰接在所述第一铰接头211上；所述第一连杆212的另一端与所述第二连杆213的一端水平限位铰接，且所述第一连杆212与所述第二连杆213的铰接点位于所述第一铰接头211的上方，即第一连杆212与吊筋12的夹角不大于90°；所述第二连杆213的另一端与所述第一垫板22连接。

本实施例中，第一铰接头211为双轴铰接头，对称设置的两个限位连杆机构21的第一连杆212均铰接在为双轴铰接头的第一铰接头211上。而且，本实施例中，第二连杆213为加厚型圆管柱。

在将钢筋笼放入灌注桩内、浇筑混凝土前，吊钩13受钢筋笼的重力作用，从而使得吊钩13与钢筋笼上的吊件始终处于锁紧状态，防止钢筋笼滑脱。且在此吊放过程中，吊筋12受拉并对钢筋笼产生反作用力的拉力作用，从而实现对钢筋笼吊起作用；而同时，固定设置在吊筋12上的第一铰接头211随吊筋12的受拉而具有向下移动趋势，并带动第一连杆212及第二连杆213向下移动，第二连杆213向下移动驱使第一垫板22压缩弹簧23，使弹簧23处于压缩状态。当弹簧23被压缩至产生的弹力与压缩力相等而不再发生形变时，第一连杆212及第二连杆213不再向下移动；此时，第一连杆212与第二连杆213的限位铰接点由于受到相反的作用力，从而发生向下并向水平方向扩展的移动，并在移动达到限位位移后锁紧，并不再进行向下的移动及水平方向扩展，从而使吊筋12、吊钩13以及活动锁紧组件2形成受力的共同体，进而约束钢筋笼水平方向的移动。

而在将钢筋笼放入灌注桩内、浇筑混凝土时，由于混凝土的作用，产生驱使钢筋笼上浮的浮力，钢筋笼上的吊件将移至吊钩13的顶部，并对吊钩13产生向上的作用力。而弹簧23将由压缩状态转换为伸长状态，并对第一垫板22产生向上的推力，从而推动第二连杆213向上移动。此时，第一连杆212与第二连杆213的限位铰接点由于受到来自第二连杆213的作用力大于第一连杆212的作用力，第一连杆212与第二连杆213的限位铰接点将向上并在水平方向收缩的移动，并通过第一连杆212对第一铰接头211产生向下驱使的推力，从而驱使吊筋12下压，进而带动吊钩13下压，约束钢筋笼的上浮，并使吊钩13与钢筋笼上的吊件始终保持锁紧状态。

具体的，所述第二连杆213通过第二铰接头214和l型钢板215与所述第一连杆212水平限位铰接，第二铰接头214为单轴铰接头。其中，所述l型钢板215的远离l型端部的一端通过第二铰接头214与所述第一连杆212铰接；在第一连杆212与第二连杆213的限位铰接点由于受到相反的作用力，从而发生向下并向水平方向扩展的移动时，即第一连杆212与l型钢板215铰接点发生向下并向水平方向扩展的移动。

而且，所述l型钢板215的远离l型端部的一端上还焊接有与所述l型钢板215的l型平行的限位块216，用于水平方向限位所述第二连杆213的与所述l型钢板215连接的一端。

如此，在第一连杆212与l型钢板215铰接点发生向下并向水平方向扩展的移动时，通过l型钢板215的l型端部及限位块216的限位作用，第二连杆213与l型钢板215的连接端将在移动至与限位块216接触时停止移动，从而限制并锁紧第一连杆212与l型钢板215铰接点的水平方向移动，有效使吊筋12、吊钩13以及活动锁紧组件2形成受力的共同体。

而所述第二连杆213的一端与所述l型钢板215的远离l型端部的边活动连接，所述l型钢板215的l型边可水平方向限位所述第二连杆213与所述l型钢板215连接的一端。由于第一连杆212与l型钢板215铰接点在上下及水平张缩过程中，l型钢板215与第二连杆213的连接端容易发生相互角度转动，第二连杆213的一端与l型钢板215的远离l型端部的边活动连接，可避免第二连杆213与l型钢板215采用硬连接时的相互脱落，提高安全性及工作实现的可能性。

参见图4所示，具体的，所述第二连杆213的一端通过套环217与所述l型钢板215的远离l型端部的边活动连接。其中，所述套环217套设在所述l型钢板215的远离l型端部的边上，而所述第二连杆213的一端与所述套环217的尖端焊接固定，l型钢板215的远离l型端部的边可在套环217的环内限位活动却受套环217牵引，从而，使l型钢板215与第二连杆213可相互独立活动却相互连接牵引。

进一步的，所述第二连杆213的另一端与通过第二垫板24和第三连杆25与所述第一垫板22连接。

其中，所述第二垫板24的中心位置开设有第二通孔240，所述吊筋12穿过所述第二通孔240而贯穿所述第二垫板24；所述第二连杆213的另一端与所述第二垫板24固定连接；所述第二垫板24通过第三连杆25与所述第一垫板22固定连接。从而，第一垫板22、第二垫板24和第三连杆25形成力稳定、精确传递的刚性整体。

本实施例中，所述第三连杆25包括沿所述第二垫板24的轴向对称设置的两个，且采用的第三连杆25为圆管。而且，本实施例中，第二垫板24的直径大于第一垫板22的直径，两个的第三两个25均连接在第一垫板22的边缘上，两个的第二连杆213均连接在第二垫板24的边缘上。

如此，使第二连杆213与弹簧23之间的力相互作用能够通过第一垫板22、第二垫板24和第三连杆25形成的刚性整体进行传递，提高力的精确传递。

进一步的，本实施例中，所述吊钩13通过连接板26与所述弹簧23连接。其中，吊钩13的牵引连接端固定连接在连接板26的底部，而弹簧23的一端固定连接在连接板26的顶部，从而保证吊钩13与弹簧23之间的受力作用能够通过连接板26精确传递。

实施例2

参见图5所示，采用实施例1的吊放装置吊放钢筋笼3进行灌注桩施工，2个吊放装置对称分布在钢筋笼3上方的左右两侧，对钢筋笼3进行平衡吊放，并且吊环11、吊筋12以及吊钩13连接形成的整体长度与灌注桩的空桩长度相等。

具体的，施工具体操作时，具体包括如下步骤：

s1、首先，在钢筋笼3上的横筋上安装吊件，将所述吊钩13与所述吊件锁紧；

s2、通过起重装置牵引所述吊环11，从而牵引所述吊筋12以及所述吊钩13，将钢筋笼3吊起并放入至灌注桩空桩内；

s3、保持吊环11、吊筋12以及吊钩13的牵引状态，吊钩13受钢筋笼3的重力作用而与钢筋笼3上吊件锁紧，同时，由活动锁紧组件2上的弹簧23的压缩作用以及与第一连杆212和第二连杆213的相互作用，使吊筋12、吊钩13以及活动锁紧组件2形成受力的共同体，活动锁紧防止钢筋笼3水平移动；钢筋笼3在灌注桩空桩内放置稳定后，向灌注桩空桩内浇筑混凝土；浇筑混凝土过程中，由所述活动锁紧组件2上的弹簧23的伸长作用以及与第一连杆212和第二连杆213的相互作用，使吊钩13下压，活动锁紧防止钢筋笼上浮；

s4、浇筑混凝土完毕后，解锁吊钩13与钢筋笼上的吊件，取下整体吊放装置。

其中，在浇筑混凝土前，吊钩13通过钢筋笼3的重力作用而与钢筋笼3上设置的吊件处于锁紧状态；而在浇筑混凝土时，利用弹簧23的弹性势能转换以及限位连杆机构21的作用，使吊钩13与钢筋笼3上设置的吊件处于锁紧状态；从而，在吊放钢筋笼3的整个施工过程中，吊钩13与钢筋笼3的连接始终处于锁紧状态，有效防止钢筋笼3滑脱，提高施工安全性能。同时，本发明的吊放装置通过活动锁紧组件2的活动锁紧作用，能够有效防止钢筋笼的水平方向偏移及上浮，以及能够有效防止钢筋笼3滑脱，减少了用于牵引钢筋笼的吊筋的使用，从而有效降低了施工成本。

以上实施例仅为本发明的较优实施例，仅在于对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本发明精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或者修改等均将包含在本发明的保护范围内。