CN110670582A - 一种用于灌注桩施工的装置及灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于灌注桩施工的装置，包括连接机构，所述连接机构包括内筒、外筒、吊筋、套管和至少两个插销，所述外筒设置在内筒外侧，且外筒轴向弹性连接在内筒外侧；所述吊筋插接在内筒上部，所述内筒的下部设置有用于与钢筋笼连接的连接结构，所述连接结构为可拆卸结构；所述套管套设在吊筋外围，并且可以与外筒上部抵接；所述内筒的侧壁上部设置有至少两个安装孔，各所述插销分别穿设在一个安装孔上；所述吊筋上设置有插槽，所述插销与插槽相适配。另外还公开一种利用前述灌注桩施工的装置的灌注桩施工方法。本发明用于灌注桩施工。

Description

一种用于灌注桩施工的装置及灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种用于灌注桩施工的装置及灌注桩施工方法。

背景技术

桩是桥梁等大型建筑中常见的结构，例如桥梁的承台下面需要制作桩结构来支撑，进而才能制作承台，并进一步在承台上制作柱和梁。灌注桩是一种常见的桩结构，制作时依次需要打孔、吊放钢筋笼和浇筑等步骤；浇注灌注桩时，灌注桩顶标高应高于设计桩顶标高一定的高度，以保证桩头砼强度，高于桩顶设计标高的桩头部分在后续工序施工时予以凿除。由于桩头部分需要浇筑，而且浇筑时钢筋笼需要上部结构来固定，因而钢筋笼吊装时，钢筋笼的上部距离灌注桩最上端有一定的距离，吊装时需要较长的吊筋等结构来完成，浇筑时也需要通过较长的吊筋与将钢筋笼与桩口上的结构固定；现在的吊筋一般直接与钢筋笼焊接或螺接固定，浇筑完成后较长的吊筋被浇筑在混凝土中，无法在混凝土浇筑完成后快速取出使用，甚至无法在破桩头后取出循环使用，从而增加了建筑施工的物料成本。

发明内容

本发明解决的技术问题是针对背景技术中的不足，提供一种可以解决的灌注桩钢筋笼吊装时的连接装置及灌注桩施工方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种用于灌注桩施工的装置，包括连接机构，所述连接机构包括内筒、外筒、吊筋、套管和至少两个插销，所述外筒设置在内筒外侧，且外筒轴向弹性连接在内筒外侧；所述吊筋插接在内筒上部，所述内筒的下部设置有用于与钢筋笼连接的连接结构，所述连接结构为可拆卸结构；所述套管套设在吊筋外围，并且可以与外筒上部抵接；所述内筒的侧壁上部设置有至少两个安装孔，各所述插销分别穿设在一个安装孔上；所述吊筋上设置有插槽，所述插销与插槽相适配； 所述外筒在内筒上轴向弹性活动，可以通过内壁抵压插销一端，将插销的另一端插入插槽内；所述外筒也可以在内筒上轴向弹性活动，将插销一端松开，使得插销的另一端可以从插槽抽出。

进一步地，所述外筒包括上段和下段，所述上段的内径大于下段的内径；所述下段内壁与插销抵接时可以将插销的另一端插入插槽内；所述外筒下部通过弹簧连接在内筒的下部，所述弹簧在自然状态下时下段与插销抵接；下压外筒压缩弹簧时上段处于插销外侧。

进一步地，所述下段内壁设置有凸起结构，所述凸起结构与插销相适配。

进一步地，所述内筒上部内腔为六棱柱状腔体结构，所述安装孔设置三个，三个所述安装孔依次间隔设置在六棱柱状腔体结构的三个棱角处，每个所述安装孔内设置一个插销；所述吊筋与内筒上部内腔的六棱柱状腔体结构适配。

进一步地，还包括固定机构，所述固定机构包括伸缩套管和混凝土导管定位架，所述混凝土导管定位架设置在灌注桩的孔口处；所述伸缩套管下端与钢筋笼固定连接，所述伸缩套管上端抵接在混凝土导管定位架上。

进一步地，所述固定机构还包括横杆，所述吊筋上设置有吊环，所述横杆可以插入吊环内，并且所述横杆可以固定在灌注桩的孔口处。

一种利用前述灌注桩施工装置的灌注桩施工方法，其特征在于：包括钢筋笼吊装步骤，具体如下：

钢筋笼吊装采用双吊钩起重设备完成，分两步进行吊装，先利用第一吊钩将钢筋笼吊装至桩孔内，直至钢筋笼上部到达桩孔的孔口处；再将连接机构与钢筋笼主筋固定连接，将吊筋通过插销固定在内筒内，利用双吊钩起重设备的第二吊钩吊住吊筋；然后松开第一吊钩，利用第二吊钩将钢筋笼继续吊装到位。

进一步地，还包括钢筋笼固定步骤，具体如下：

安装连接机构的同时，将伸缩套管固定在钢筋笼的主筋上；钢筋笼吊装到位后，将横杆穿过吊筋上的吊环，横杆两端固定在灌注桩的孔口处；安装好混凝土导管定位架后，调节伸缩套管的长度，直至伸缩套管抵接在混凝土导管定位架上。

本发明的用于灌注桩施工的装置实现的有益效果主要有：设置连接机构，包括内筒、外筒、吊筋、套管和插销，吊筋可以通过插销固定在内筒上或与内筒分离，外筒活动可以松开或压紧插销，使得吊筋与内筒连接或分离，套管可以驱动外筒活动，从而在混凝土浇筑完成后可以通过套管驱动外筒，使得插销松开内筒与吊筋，在浇筑的混凝土中快速取出吊筋，使得吊筋取出容易，而且可以快速用于下一个灌注桩施工。

本发明的灌注桩施工方法实现的有益效果主要有：通过采用前述的连接机构，可以在混凝土浇筑完成后快速取出吊筋，用于到后续的灌注桩施工中；同时采用横杆、伸缩套管、混凝土导管定位架来固定钢筋笼，避免浇筑过程中钢筋笼上浮或下沉；采用伸缩套管，可以适应不平的地形，将钢筋笼稳定的抵接在混凝土导管定位架上。

附图说明

图1为本发明实施例一中用于灌注桩施工的装置的吊筋与内筒连接时的纵向剖面结构示意图；

图2为本发明实施例一中用于灌注桩施工的装置的吊筋与内筒连接时的横向剖面结构示意图；

图3为本发明实施例一中用于灌注桩施工的装置的吊筋与内筒分离时的纵向剖面结构示意图；

图4为本发明实施例一中用于灌注桩施工的装置的吊筋与内筒分离时的横向剖面结构示意图；

图5为本发明实施例二中用于灌注桩施工的装置安装在灌注桩桩孔内的纵向剖面结构示意图；

图6为本发明实施例二中用于灌注桩施工的装置安装在灌注桩桩孔内时顶部的俯视结构示意图；

图7为本发明实施例二中用于灌注桩施工的装置的伸缩套管的结构示意图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。

实施例一

参阅图1~4，一种用于灌注桩施工的装置，用于灌注桩施工的装置包括连接机构1，连接机构1用于灌注桩施工过程中钢筋笼的吊装，使用时连接在起重设备与钢筋笼之间。所述连接机构1包括内筒11、外筒12、吊筋13、套管14和至少两个插销15，内筒11用于连接吊筋13和钢筋笼的主筋a，外筒12用于控制插销15活动使得吊筋13与内筒11固定或分开，通过套管14可以驱动外筒12活动，以控制吊筋13与内筒11固定或分开。插销15可以插接在内筒11与吊筋13上，将两者固定在一起；插销15最少设置两个，并且各个插销15均匀分布在内筒11的外围，使得钢筋笼吊装时，内筒11及吊筋13上各个点均匀受力，保证吊装的安全可靠。

参阅图1~4，所述外筒12设置在内筒11外侧，外筒12的内径大于内筒11的外径，使得可以实现外筒12安装于内筒11外侧；同时外筒12轴向弹性连接在内筒11外侧，使得外筒12不受外力作用时，可以自动恢复到内筒11外侧设定的位置，从而所述吊筋13插接固定在内筒11上部时，可以保持插销15插固吊筋13的状态。所述内筒11的下部设置有用于与钢筋笼连接的连接结构，所述连接结构为可拆卸结构；例如可以采用螺纹结构，在钢筋笼主筋上设置外螺纹，在内筒11的下部内壁设置与外螺纹匹配的内螺纹，从而可以通过内螺纹与外螺纹实现内筒11与钢筋笼的可拆卸连接。所述套管14套设在吊筋13外围，可以采用长度比吊筋13稍短的钢管套在吊筋13外围，吊筋13与内筒11连接后，套管14可以与外筒12上部抵接，从而在上部对套管14施力可以作用于外筒12上，使得外筒12在内筒11上弹性活动。

参阅图1~4，所述内筒11的侧壁上部设置有至少两个安装孔111（与插销数量一致），各所述插销15分别穿设在一个安装孔111上；所述吊筋13上设置有插槽131，所述插销15与插槽131相适配，即插销15恰好可以插入到插槽131内。由此，插销15可以从内筒11上水平插入到吊筋13上，使得吊筋13 与内筒11在竖直方向不能活动，实现吊筋13 与内筒11的竖直方向固定；同时，由于吊筋13插接在内筒11内，使得吊筋1在水平方向被限位，因而吊筋13 与内筒11在水平和竖直方向上均固定在一起，固定连接稳定可靠。

参阅图1~4，插销15最好采用哑铃状结构，哑铃状结构两端圆滑，与吊筋13上的插槽插接和分离容易，而且安装好以后哑铃状结构的插销15两端均匀较大的块体限位，不易从内筒11上掉落，从而方便多次重复使用整个结构。生产组装时，可以先在内筒11开设较大的安装孔111，使得哑铃状结构的插销15两端可以插入到安装孔111内，哑铃状结构的插销15插入安装孔111后，可以通过点焊将安装孔111缩小，使得哑铃状结构的插销15安装在安装孔内不会掉落。

参阅图1~4，内筒11、外筒12和吊筋13均可以采用圆筒结构，内外壁均为圆柱形结构；内筒11和外筒12内部最好采用多边形柱状的腔体结构，同时吊筋13外壁采用多边形柱状结构，使得内筒11、外筒12和吊筋13连接后相互之间不易发生转动，从而保证钢筋笼吊装时的稳定性。本实施例中采用内筒11上部内壁、吊筋13外壁采用六棱柱状结构，内筒11外壁、外筒12内壁采用圆柱状结构。所述安装孔111设置三个，三个所述安装孔111依次间隔设置在六棱柱状腔体结构的三个棱角处，每个所述安装孔111内设置一个插销15；所述吊筋13与内筒11上部内腔的六棱柱状腔体结构适配。

参阅图1~4，安装孔111、插销15及插槽131最好设置多层，本实施例中设置三层，每层三个安装孔111和插销15，从而内筒11与吊筋13通过插销15插接时，水平方向和竖直方向上均是多点受力，使得内筒11与吊筋13受力能力更强，吊装钢筋笼时更可靠。

参阅图1~4，外筒12内腔在竖向（轴向）设置为大小不同的结构，从而可以通过外筒12的竖向（轴向）移动来驱动插销15水平（径向）移动，使得插销15插入插槽131内或从插槽131内拔出。外筒12的内腔可以设置为连续变化的锥状结构，本实施例中外筒12设置为两段内径大小不同的结构，包括上段121和下段122，所述上段121的内径大于下段122的内径，所述下段122内壁与插销15抵接时可以将插销15的另一端插入插槽131内；上段121的内径满足插销15完全推向内筒11外侧时可以容纳插销15，下段122内径满足可以将插销15抵压至内筒11上的插槽111内。上段121和下段122可以采用内径不同的钢管焊接在一起形成，上段121和下段122连接处最好设置为平滑的过渡结构，方便使用时外筒12的动作。所述下段122内壁最好设置凸起结构123，所述凸起结构123与插销15相适配，可以与插销15一端抵接，使得外筒12可以充分抵压插销15，将插销15完全抵入到插槽111内；本实施例中竖向设置三层插销15，因而对于设置三层凸起结构123。

参阅图1~4，所述外筒12下部通过弹簧16连接在内筒11的下部，可以在外筒12下部和内筒11下部均设置挡板，方便弹簧16的安装。所述弹簧16在自然状态下时下段122与插销15抵接；通过套管14下压外筒12压缩弹簧16时上段121处于插销15外侧。

参阅图1~4，本实施例的插销15安装在内筒11上，与内筒11一起形成一个零部件；外筒12、吊筋13、套管14和弹簧16分别为单独的部件。在吊装钢筋笼使用时，利用两套用于灌注桩施工的装置分别与钢筋笼对称的两个主筋a连接；将内筒11下部螺接在钢筋笼的主筋上，将弹簧16和外筒12依次套在内筒11外部，通过套管14按下外筒12，此时可以将吊筋13插入到内筒11上部，再松开外筒12，弹簧16将外筒12弹起，下段122驱动插销15插入到吊筋13的插槽131内，将吊筋13与内筒11固定在一起，此时可以通过吊筋13上的吊环132来吊装钢筋笼。吊装完成后如不需要继续使用吊筋13，可以通过套管14按压外筒12使得上段121位于插销15外侧，此时向上拉动吊筋13可以将吊筋13从内筒11上取出。

实施例二

参阅图5~7，本实施例中用于灌注桩施工的装置基于实施例一，在实施例一的基础上设置固定机构2，用于在灌注桩浇筑时固定钢筋笼，避免钢筋笼上浮和下沉。所述固定机构2包括伸缩套管22和混凝土导管定位架23，所述混凝土导管定位架23设置在灌注桩的孔口处，例如可以固定在钢护筒26上，也可以固定在孔口处的地基d上；从而可以将混凝土导管定位架23固定，方便浇筑混凝土时固定混凝土导管25和混凝土料斗24。同时，所述伸缩套管22下端与钢筋笼固定连接，伸缩套管22上端抵接在混凝土导管定位架23上，从而钢筋笼通过伸缩套管22抵接在混凝土导管定位架23上，可以通过混凝土导管定位架23及其上放置的混凝土料斗24、混凝土和工人的重量将钢筋笼b压在桩孔c内，避免浇筑混凝土移动混凝土导管25时导致钢筋笼上浮。

参阅图7，伸缩套管22包括套管221、伸缩螺杆222和顶板223。套管221可以采用钢管，长度根据钢筋笼到顶部混凝土导管定位架23的距离设置；使用时可以直接将钢筋笼的主筋a插入到套管221内，快速将两者连接。伸缩螺杆222下部螺接在套管221内，上部抵接顶板223，通过旋转伸缩螺杆222可以调节顶板223的高度，顶板223抵接在混凝土导管定位架23上。使用时，一般至少设置三组伸缩套管22，分别安装在钢筋笼的三个主筋上，本实施例中设置四组；在钢筋笼b吊装到位后，分别安装各个套管221，再通过旋转各个伸缩螺杆222将各个顶板223抵至混凝土导管定位架23下面；伸缩螺杆222起到微调伸缩套管22长度的作用，从而适应不平整的地形导致的混凝土导管定位架23不水平等问题，使得钢筋笼各处均与混凝土导管定位架23抵接，受力均衡，避免浇筑过程中钢筋笼移位。

参阅图5，所述固定机构2还包括横杆21，所述吊筋13上设置有吊环132，钢筋笼吊装到位后，可以将横杆21可以插入吊环132内，并且所述横杆21可以固定在灌注桩的孔口处，例如可以固定在混凝土导管定位架23下面。通过横杆21 与吊环132的固定作用，可以借助混凝土导管定位架23下压钢筋笼，避免钢筋笼浇筑时上浮；同时钢筋笼也可以通过吊环132吊装在横杆21上，可以避免钢筋笼浇筑时下沉。

实施例三

一种利用实施例一和二中灌注桩施工装置的灌注桩施工方法，包括钢筋笼吊装步骤、钢筋笼固定步骤、混凝土浇筑步骤、管件取出步骤和破桩头步骤，具体如下：

钢筋笼吊装步骤：钢筋笼吊装采用双吊钩起重设备完成，可以采用双吊钩式履带起重机，利用两个可以升降吊装的吊钩分两步进行吊装，先利用第一吊钩将钢筋笼吊装至桩孔内，直至钢筋笼上部锚固筋到达桩孔的孔口处时停止吊装；接着将连接机构1的内筒11与钢筋笼主筋固定连接，将吊筋13通过插销15固定在内筒11内，利用双吊钩起重设备的第二吊钩吊住吊筋13上的吊环132，松开第一吊钩，利用第二吊钩将钢筋笼继续吊装到位。

钢筋笼固定步骤：安装连接机构1的同时，将伸缩套管22插接固定在钢筋笼的主筋上；钢筋笼吊装到位后，将横杆21穿过吊筋13上的吊环132，横杆21两端固定在灌注桩的孔口处；安装好混凝土导管定位架23后，调节伸缩套管22的长度，直至伸缩套管22恰好抵接在混凝土导管定位架23上。

混凝土浇筑步骤：利用混凝土料斗24和混凝土导管25从下往上浇筑，直至浇筑至标高（包括桩头的高度）。

横杆、伸缩套管、吊筋取出步骤：待浇筑的混凝土初凝后，取下横杆、向上抽拉取出伸缩套管，对套管14施加向下的压力压外筒12，使得外筒12下压至上段121至插销15外侧，此时可以抽拉吊筋13将吊筋取出。由此可以在一个灌注桩浇筑完成后快速取出的横杆、伸缩套管、吊筋来循环使用。

破桩头步骤：待浇筑的混凝土完全凝固后破桩头，取出内筒11、外筒12、套管14、插销15和弹簧16，方便下次循环使用。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于灌注桩施工的装置，其特征在于：包括连接机构（1），所述连接机构（1）包括内筒（11）、外筒（12）、吊筋（13）、套管（14）和至少两个插销（15），所述外筒（12）设置在内筒（11）外侧，且外筒（12）轴向弹性连接在内筒（11）外侧；所述吊筋（13）插接在内筒（11）上部，所述内筒（11）的下部设置有用于与钢筋笼连接的连接结构，所述连接结构为可拆卸结构；所述套管（14）套设在吊筋（13）外围，并且可以与外筒（12）上部抵接；

所述内筒（11）的侧壁上部设置有至少两个安装孔（111），各所述插销（15）分别穿设在一个安装孔（111）上；所述吊筋（13）上设置有插槽（131），所述插销（15）与插槽（131）相适配；

所述外筒（12）在内筒（11）上轴向弹性活动，可以通过内壁抵压插销（15）一端，将插销（15）的另一端插入插槽（131）内；所述外筒（12）也可以在内筒（11）上轴向弹性活动，将插销（15）一端松开，使得插销（15）的另一端可以从插槽（131）抽出。

2.根据权利要求1所述的用于灌注桩施工的装置，其特征在于：所述外筒（12）包括上段（121）和下段（122），所述上段（121）的内径大于下段（122）的内径；所述下段（122）内壁与插销（15）抵接时可以将插销（15）的另一端插入插槽（131）内；所述外筒（12）下部通过弹簧（16）连接在内筒（11）的下部，所述弹簧（16）在自然状态下时下段（122）与插销（15）抵接；下压外筒（12）压缩弹簧（16）时上段（121）处于插销（15）外侧。

3.根据权利要求2所述的用于灌注桩施工的装置，其特征在于：所述下段（122）内壁设置有凸起结构（123），所述凸起结构（123）与插销（15）相适配。

4.根据权利要求2所述的用于灌注桩施工的装置，其特征在于：所述内筒（11）上部内腔为六棱柱状腔体结构，所述安装孔（111）设置三个，三个所述安装孔（111）依次间隔设置在六棱柱状腔体结构的三个棱角处，每个所述安装孔（111）内设置一个插销（15）；所述吊筋（13）与内筒（11）上部内腔的六棱柱状腔体结构适配。

5.根据权利要求1所述的用于灌注桩施工的装置，其特征在于：还包括固定机构（2），所述固定机构（2）包括伸缩套管（22）和混凝土导管定位架（23），所述混凝土导管定位架（23）设置在灌注桩的孔口处；所述伸缩套管（22）下端与钢筋笼固定连接，所述伸缩套管（22）上端抵接在混凝土导管定位架（23）上。

6.根据权利要求5所述的用于灌注桩施工的装置，其特征在于：所述固定机构（2）还包括横杆（21），所述吊筋（13）上设置有吊环（132），所述横杆（21）可以插入吊环（132）内，并且所述横杆（21）可以固定在灌注桩的孔口处。

7.一种利用权利要求1~6任一项中灌注桩施工装置的灌注桩施工方法，其特征在于：包括钢筋笼吊装步骤，具体如下：

钢筋笼吊装采用双吊钩起重设备完成，分两步进行吊装，先利用第一吊钩将钢筋笼吊装至桩孔内，直至钢筋笼上部到达桩孔的孔口处；再将连接机构（1）与钢筋笼主筋固定连接，将吊筋（13）通过插销（15）固定在内筒（11）内，利用双吊钩起重设备的第二吊钩吊住吊筋（13）；然后松开第一吊钩，利用第二吊钩将钢筋笼继续吊装到位。

8.根据权利要求7所述的灌注桩施工方法，其特征在于：还包括钢筋笼固定步骤，具体如下：

安装连接机构（1）的同时，将伸缩套管（22）固定在钢筋笼的主筋上；钢筋笼吊装到位后，将横杆（21）穿过吊筋（13）上的吊环（132），横杆（21）两端固定在灌注桩的孔口处；安装好混凝土导管定位架（23）后，调节伸缩套管（22）的长度，直至伸缩套管（22）抵接在混凝土导管定位架（23）上。

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