CN109457690A - 一种应用静力破除桩头系统及其破除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用静力破除桩头系统及其破除方法。本发明采用在竖向的钢筋笼主筋和声测管的顶部外包裹有隔离套管，并在钢筋笼中预设水平排布的膨胀管，注入混凝土后，膨胀剂至膨胀管中；利用膨胀剂膨胀向四周产生膨胀压力，并破碎膨胀管及周围的混凝土，实现桩头的静态无声破碎；本发明具有防尘、降噪、绿色、环保、经济、高效的特点，并且能够保护桩头的钢筋笼主筋及声测管不被损坏，能够达到扬尘治理的要求，对于防尘降噪要求较高的市政道路工程应用极佳。

Description

一种应用静力破除桩头系统及其破除方法

技术领域

本发明涉及灌注桩施工技术，具体涉及一种应用静力破除桩头系统及其破除方法。

背景技术

灌注桩在灌注过程中，混凝土从下往上翻滚，在翻滚的过程中会存在粗骨料下沉，细骨料上浮，导致出现浮浆，尤其是桩顶部分，浮浆严重，进一步导致桩顶混凝土强度较差。为了保证整体桩身混凝土强度，灌注混凝土时需要超出桩顶设计高程一部分，通常为0.8～1.0m，然后开挖后破除多余部分。

传统的破桩头工作环境差，施工的时候噪音大、粉尘多，而且剥离主筋保护层时耗时长，稍有不慎，可能会对钢筋造成损坏，引起钢筋弯曲变形，从而降低钢筋的抗拉强度，因而接头部位成为薄弱点。

对于市区重要道路，按照传统破桩头的施工工艺，噪声大，噪音污染严重影响周围居民的生活；施工工艺粉尘大，不利于扬尘治理，也不利于施工人员的身体健康；而且在破除钢筋和混凝土粘结部分时，一方面电镐容易误打到钢筋上，造成钢筋弯曲变形甚至损坏；另一方面由于混凝土的粘结，造成钢筋表面污染，甚至锈蚀，钢筋剥离出来后，还需要二次清理；因此，现有的施工工艺耗时长、效率低、劳动强度大。

发明内容

为了改善作业环境以及倡导绿色文明施工，保证顺利高效的完成破除桩头工序，本发明提出了一种应用静力破除桩头系统及其破除方法。

本发明的一个目的在于提出一种应用静力破除桩头系统。

灌注桩包括钢筋笼和混凝土，钢筋笼为笼子状的柱体，由多条平行的竖向布置的钢筋笼主筋和声测管以及水平环向布置的钢筋笼箍筋构成；地面设置有向下的桩孔，钢筋笼放置在桩孔内，桩孔内灌注有混凝土，形成灌注桩，钢筋笼的中心轴与灌注桩的中心轴重合。

本发明的应用静力破除桩头系统包括：膨胀剂、隔离套管、膨胀管、密封塞和连通管；其中，在钢筋笼的竖向布置的钢筋笼主筋和声测管的顶部外包裹有隔离套管，隔离套管的长度为需要清除部分的桩头的长度；在钢筋笼上且位于隔离套管的底端固定多根平行分布的膨胀管，多根膨胀管位于同一个水平面内，膨胀管内部中空，膨胀管的两端分别伸出钢筋笼；膨胀管的两端由密封塞封堵；钢筋笼放置于桩孔内；向钢筋笼内注入混凝土；待混凝土达到设计强度后，在桩头周围开挖基坑，露出桩头；去除膨胀管两端的密封塞，并分别插入连通管；搅拌好的膨胀剂通过连通管灌注至膨胀管中；膨胀剂膨胀充分反应，向四周产生膨胀压力，并破碎膨胀管及周围的混凝土，实现桩头的静态无声破碎，桩头需要清除部分已完全与灌注桩分离，采用吊车吊起桩头，实现净力破除桩头。

隔离套管的材料采用阻隔混凝土与钢筋笼主筋和声测管之间握裹力的材料，泡沫棉、铝塑复合材料、塑料、竹竿和木材中的一种；塑料采用聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE和聚丙烯PPR中的一种；能够满足桩头需要清除部分的竖向的钢筋笼主筋和声测管与混凝土能够隔离开，并且隔离套管内不得灌入浆液。

膨胀管的材料采用硬塑性防水材料，内部中空，具有支撑能力并且遇到压力开裂的脆性材料；采用聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE、铝塑复合材料和聚丙烯PPR中的一种。

密封塞采用橡胶、胶带、木楔和塑料中的一种，起封堵膨胀管两端，防止浆液灌入的目的。

膨胀管的内径为30～50mm；孔距为10～40cm。

连通管为“L”型直角弯头，方向垂直向上，内部中空。

进一步，还包括支撑架，在钢筋笼上且位于隔离套管的底端，设置水平的支撑架，膨胀管固定在支撑架上；一是主要防止膨胀管开裂时未沿水平开裂，而是往下开裂；二是保护膨胀管防止混凝土浇筑时从下往上翻滚时，造成偏移走位现象。

本发明的另一个目的在于提供一种应用静力破除桩头的方法。

本发明的应用静力破除桩头的方法，包括以下步骤：

1)在钢筋笼的竖直布置的钢筋笼主筋和声测管的顶部外包裹隔离套管，隔离套管的长度为需要清除部分的桩头的长度；

2)在钢筋笼上且位于隔离套管的底端固定多根平行分布的膨胀管，多根膨胀管位于同一个水平面内，膨胀管内部中空，膨胀管的两端分别伸出钢筋笼；

3)将膨胀管的两端采用密封塞封堵；

4)将钢筋笼放置在桩孔内，向钢筋笼内注入混凝土；

5)混凝浇注完成后，待混凝土强度达到设计强度后，在桩头的周围进行基坑开挖，露出桩头，在桩头的周围预留出施工作业的区域；

6)凿除膨胀管两端的密封塞，露出膨胀管的两端，并且在两端分别插入连通管；

7)按比例要求进行膨胀剂搅拌，膨胀剂搅拌完成后向，通过连通管将膨胀剂灌注至膨胀管内；

8)膨胀剂膨胀充分反应，向四周产生膨胀压力，并破碎膨胀管及周围的混凝土，实现桩头的静态无声破碎；

9)桩头需清除部分已完全与灌注桩分离，采用吊车吊起桩头，实现静力破除桩头。

进一步，还包括桩头破除后进行清理，然后复测桩头的标高，用高压风枪吹出桩头上散落的砼硝、块，并用清水冲洗桩头，露出桩顶新鲜的砼骨料。

在步骤2)中，根据混凝土的强度和破裂面的面积确定的膨胀管的内径和孔距，混凝土的强度越高且破裂面的面积越大，膨胀管的内径越大且孔距越小。膨胀管的内径为30～50mm；孔距为10～40cm。

在步骤7)中，水与膨胀剂的比例为水的质量为膨胀剂质量的25～35％；膨胀剂使用时的环境温度控制在0℃～35℃。灌注的过程在10-15分钟内完成。

在步骤8)中，灌注后20～30分钟内膨胀剂开始产生水化作用，反应时间2～3小时后，膨胀管周围的混凝土开始产生初始裂纹，6～8小时后裂隙不断加大，10～12小时后可达总破碎效果的80％以上。

进一步，在步骤2)设置膨胀管之前，在钢筋笼上且位于隔离套管的底端，设置水平的支撑架，膨胀管固定在支撑架上。

本发明的优点：

本发明采用在竖向的钢筋笼主筋和声测管的顶部外包裹有隔离套管，并在钢筋笼中预设水平排布的膨胀管，注入混凝土后，膨胀剂至膨胀管中；利用膨胀剂膨胀向四周产生膨胀压力，并破碎膨胀管及周围的混凝土，实现桩头的静态无声破碎；本发明具有防尘、降噪、绿色、环保、经济、高效的特点，并且能够保护桩头的钢筋笼主筋及声测管不被损坏，能够达到扬尘治理的要求，对于防尘降噪要求较高的市政道路工程应用极佳。

附图说明

图1为本发明的应用静力破除桩头系统的一个实施例的膨胀管的示意图，其中，(a)为竖直剖面图，(b)为水平面图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1所示，本实施例的应用静力破除桩头系统包括：膨胀剂、隔离套管1、支撑架、膨胀管2、密封塞和连通管3；其中，在钢筋笼的竖直布置的钢筋笼主筋4和声测管的顶部外包裹有隔离套管1，隔离套管1的长度为需要清除部分的桩头的长度；在钢筋笼上且位于隔离套管1的底端，设置有水平的支撑架；在支撑架上固定多根平行分布的膨胀管2，多根膨胀管位于同一个水平面内，膨胀管2内部中空，膨胀管2的两端分别伸出钢筋笼；膨胀管2的两端由密封塞封堵；钢筋笼放置在桩孔内；向钢筋笼内注入混凝土5；待混凝土5达到设计强度后，在桩头周围开挖基坑，露出桩头；去除膨胀管2两端的密封塞，并分别插入连通管3；搅拌好的膨胀剂通过连通管3灌注至膨胀管2中。

在本实施例中，隔离套管1采用泡沫棉，长度1.2m；在距钢筋笼的顶端1.2m处的钢筋笼上设置水平的支撑架，采用钢筋；膨胀管2的内径为32mm，采用聚氯乙烯PVC管，孔距为40cm；密封塞采用橡胶。

本实施例的应用静力破除桩头的方法，包括以下步骤：

1)在钢筋笼的竖直布置的钢筋笼主筋4和声测管的顶部外包裹1.2m长的隔离套管1；

2)在距钢筋笼的顶端1.2m处的钢筋笼上设置水平的支撑架；在支撑架上绑扎固定多根平行分布的膨胀管2，孔距为40cm；

3)将膨胀管2的两端采用橡胶作为密封塞封堵；

4)将钢筋笼放置在桩孔内，向钢筋笼内注入混凝土5；

5)混凝浇注完成后，待混凝土5强度达到设计强度后，在桩头的周围进行基坑开挖，露出桩头，在桩头的周围预留出1米施工作业的区域；

6)找出提前埋设的膨胀管2，凿除膨胀管2两端的密封塞，露出膨胀管2的两端，并且在两端分别插入L型直角弯头的连通管3；

7)水和膨胀剂按1：3比例，先加水后加膨胀剂，搅拌成均匀的糊状，气温低于10℃时，用30度左右的温水来调，水和膨胀剂搅拌的时候要迅速，膨胀剂搅拌完成后，通过连通管3将膨胀剂灌注至膨胀管2内，并保证整个灌注的过程尽量在10～15分钟内完成；

8)膨胀剂膨胀充分反应，灌注后20～30分钟内膨胀剂开始产生水化作用，反应时间2～3小时后，向四周产生膨胀压力，开始产生初始裂纹，6～8小时后裂隙不断加大，10～12小时后可达总破碎效果的80％以上，实现桩头的静态无声破碎；

9)桩头需清除部分已完全与灌注桩分离，采用吊车吊起桩头，实现静力破除桩头；

10)桩头破除后进行清理，然后复测桩头的标高，用高压风枪吹出桩头上散落的砼硝、块，并用清水冲洗桩头，露出桩顶新鲜的砼骨料。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种应用静力破除桩头系统，其特征在于，所述应用静力破除桩头系统包括：膨胀剂、隔离套管、膨胀管、密封塞和连通管；其中，在钢筋笼的竖向布置的钢筋笼主筋和声测管的顶部外包裹有隔离套管，所述隔离套管的长度为需要清除部分的桩头的长度；在钢筋笼上且位于隔离套管的底端固定多根平行分布的膨胀管，多根膨胀管位于同一个水平面内，所述膨胀管内部中空，膨胀管的两端分别伸出钢筋笼；所述膨胀管的两端由密封塞封堵；所述钢筋笼放置于桩孔内；向钢筋笼内注入混凝土；待混凝土达到设计强度后，在桩头周围开挖基坑，露出桩头；去除膨胀管两端的密封塞，并分别插入连通管；搅拌好的膨胀剂通过连通管灌注至膨胀管中；膨胀剂膨胀充分反应，向四周产生膨胀压力，并破碎膨胀管及周围的混凝土，实现桩头的静态无声破碎，桩头需要清除部分已完全与灌注桩分离，采用吊车吊起桩头，实现净力破除桩头。

2.如权利要求1所述的应用静力破除桩头系统，其特征在于，所述隔离套管的材料采用阻隔混凝土与钢筋笼主筋和声测管之间握裹力的材料。

3.如权利要求2所述的应用静力破除桩头系统，其特征在于，所述隔离套管的材料采用泡沫棉、铝塑复合材料、塑料、竹竿和木材中的一种。

4.如权利要求1所述的应用静力破除桩头系统，其特征在于，所述膨胀管的材料采用硬塑性防水材料。

5.如权利要求1所述的应用静力破除桩头系统，其特征在于，所述密封塞采用橡胶、胶带、木楔和塑料中的一种。

6.如权利要求1所述的应用静力破除桩头系统，其特征在于，所述膨胀管的内径为30～50mm；孔距为10～40cm。

7.如权利要求1所述的应用静力破除桩头系统，其特征在于，所述连通管为“L”型直角弯头，方向垂直向上，内部中空。

8.如权利要求1所述的应用静力破除桩头系统，其特征在于，还包括支撑架，在钢筋笼上且位于隔离套管的底端，设置水平的支撑架，所述膨胀管固定在支撑架上。

9.一种如权利要求1所述的应用静力破除桩头系统的破除桩头方法，其特征在于，所述破除桩头方法包括以下步骤：

1)在钢筋笼的竖直布置的钢筋笼主筋和声测管的顶部外包裹隔离套管，隔离套管的长度为需要清除部分的桩头的长度；

2)在钢筋笼上且位于隔离套管的底端固定多根平行分布的膨胀管，多根膨胀管位于同一个水平面内，膨胀管内部中空，膨胀管的两端分别伸出钢筋笼；

3)将膨胀管的两端采用密封塞封堵；

4)将钢筋笼放置在桩孔内，向钢筋笼内注入混凝土；

5)混凝浇注完成后，待混凝土强度达到设计强度后，在桩头的周围进行基坑开挖，露出桩头，在桩头的周围预留出施工作业的区域；

6)凿除膨胀管两端的密封塞，露出膨胀管的两端，并且在两端分别插入连通管；

7)按比例要求进行膨胀剂搅拌，膨胀剂搅拌完成后向，通过连通管将膨胀剂灌注至膨胀管内；

8)膨胀剂膨胀充分反应，向四周产生膨胀压力，并破碎膨胀管及周围的混凝土，实现桩头的静态无声破碎；

9)桩头需清除部分已完全与灌注桩分离，采用吊车吊起桩头，实现静力破除桩头。

10.如权利要求9所述的破除桩头方法，其特征在于，在步骤7)中，水与膨胀剂的比例为水的质量为膨胀剂质量的25～35％；膨胀剂使用时的环境温度控制在0℃～35℃；灌注的过程在10-15分钟内完成。