CN208346808U

CN208346808U - 一种控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置

Info

Publication number: CN208346808U
Application number: CN201820635889.4U
Authority: CN
Inventors: 唐培成; 黄澎; 覃芝菱; 林玉梅; 李丽红; 凌志云; 覃大森; 师利胜; 郝伟伟; 黄俭
Original assignee: GUANGXI CONSTRUCTION ENGINEERING GROUP THIRD CONSTRUCTION ENGINEERING Co
Current assignee: GUANGXI CONSTRUCTION ENGINEERING GROUP THIRD CONSTRUCTION ENGINEERING Co
Priority date: 2018-04-29
Filing date: 2018-04-29
Publication date: 2019-01-08
Anticipated expiration: 2028-04-29

Abstract

本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置，涉及建筑施工技术领域，包括套筒、浮板、指示标杆、导向箍、托底横担，套筒的上端连接有封顶盖，套筒靠底端位置连接有限位螺杆，套筒的筒壁设有多个串流孔Ⅰ，浮板的中部连接有一条连接杆，浮板整体设置在套筒内侧的限位螺杆上侧，指示标杆底端与浮板板体中部的连接杆连接，指示标杆靠上端位置外表面分别设置有减慢泵料标记和终止泵料标记，导向箍和托底横担分别与冲孔桩竖向主筋固定连接，且托底横担位于导向箍的下侧，套筒套在导向箍的导向环中，套筒底端由托底横担所支撑。采用该装置能够准确把握混凝土供料，防止超浇而引起混凝土超出设计桩顶标高，或浇注不足引起桩顶混凝土达不到设计标高。

Description

一种控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置

技术领域

本实用新型涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置。

背景技术

冲孔灌注桩因其对邻近建筑物及周围环境有害影响小，桩长和直径可按设计要求变化自如，桩端可进入持力层或嵌入岩层，单桩承载力大，可在地下水位较高或地下水丰富的地质情况下施工，且施工成本低等特点，成为目前众多高层、超高层建筑基础形式的首选。

冲孔灌注桩走桩：因高层、超高层建筑主楼与裙楼上部结构荷载差异大，主楼基础（桩基上部的梁、剪力墙等基础）埋深比裙楼基础（通常为筏板基础）埋深要大很多，主楼基础桩桩顶往往比裙楼基础桩顶低很多（如图1所示），为防止施工过程中主楼基坑大量积水，方便主楼部分桩基施工，通常主楼与裙楼冲孔桩成孔面一致，等主楼桩基施工完后再开挖主楼基坑，主楼冲孔桩桩顶浮浆面到桩孔成孔面部分只成孔而不浇筑混凝土，即走桩，（如图2所示）。

冲孔灌注桩混凝土采用水下浇筑形式，混凝土浇筑前把导管伸到桩孔底，通过混凝土的自重，自下而上排挤桩孔内的护壁泥浆，置换成密实的桩身混凝土（如图3所示）。

桩顶混凝土标高控制：当操作工人预估混凝土即将到达设计桩顶标高时，检查人员手持吊锤放入桩孔内，上下提放吊锤线绳，用手触感吊锤下端阻力情况来判断混凝土是否已浇筑至设计标高（如图4所示）。

这种常规做法存在以下不足之处：

因冲孔灌注桩浇筑过程中往往存在漏浆，致使混凝土实际浇筑量比理论大很多。通过操作人员预估方式确定桩顶混凝土标高测量时间，不准确。

检查人员测量桩顶标高时，混凝土需停止浇筑。而为防止混凝土超设计标高浇筑，需多次提前测量，这极大的耽误了施工进度。

通过操作人员双手触感吊锤底端阻力方式确定混凝土面是否达到设计标高。测量人员不同、混凝土稀稠不同，触感也不同，得到结果也会有所不同。

操作人员没有考虑混凝土终止供料后，混凝土导管及接料漏斗内的混凝土余量，造成混凝土材料浪费。

因为冲孔桩桩顶混凝土标高测量不及时或不准确，常常出现实际桩顶标高大大超过设计桩顶标高现象，除凿除桩顶浮浆外，还需凿除大量多浇筑的混凝土，既浪费材料，又耗费大量的人力和时间（如图5所示）；或出现实际桩顶标高低于设计桩顶标高现象，需设计单位出具更改方案——补长桩头或加深桩顶承台，大大延误基础的施工时间（如图6所示）。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置，采用该装置能够准确把握混凝土供料，有效防止桩顶混凝土超浇而引起混凝土超出设计桩顶标高，或防止桩顶混凝土浇注不足引起成型后桩顶混凝土达不到设计标高。

本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是：一种控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置，包括套筒、浮板、指示标杆、导向箍、托底横担，套筒的上端连接有封顶盖，套筒靠底端位置连接有延伸至套筒内壁的限位螺杆，套筒的筒壁设有多个贯穿筒壁内外表面的串流孔Ⅰ，浮板包括圆形的浮板板体及连接在浮板板体上下表面周缘的圆环形橡胶圈，浮板板体上设有多个贯穿浮板板体上下表面的串流孔Ⅱ，橡胶圈通过固定装置与浮板板体固定连接，浮板板体上表面的中部连接有一条连接杆，浮板整体设置在套筒内侧的限位螺杆上侧，指示标杆底端与浮板板体中部的连接杆连接，指示标杆靠上端位置外表面分别设置有减慢泵料标记和终止泵料标记，导向箍包括圆环形的导向环及连接在导向环一侧的连接臂Ⅰ，连接臂Ⅰ与冲孔桩竖向主筋固定连接，托底横担包括连接臂Ⅱ及由连接臂Ⅱ一端弯折延伸形成的支撑臂，连接臂Ⅱ与冲孔桩竖向主筋固定连接，且托底横担位于导向箍的下侧，套筒套在导向箍的导向环中，套筒底端由托底横担的支撑臂所支撑。

本实用新型的进一步技术方案是：所述指示标杆由多段杆子首尾连接形成，每段杆子包括位于下侧的套杆及连接在套杆上端的导杆，套杆为内部空心的钢管，套杆靠近底端位置设有贯穿钢管管壁的弹柱孔，导杆的外径稍小于套杆的内径，导杆外表面设有与相邻杆子的弹柱孔相卡持配合的弹柱Ⅰ。

本实用新型的进一步技术方案是：所述导杆的一侧还向内凹陷设有导向凹槽Ⅰ，浮板板体上表面的连接杆一侧连接有弹柱Ⅱ，连接杆一侧向内凹陷设有导向凹槽Ⅱ，指示标杆底端与浮板板体的连接杆连接时，浮板板体连接杆的弹柱Ⅱ与指示标杆底端的弹柱孔相配合。

本实用新型的进一步技术方案是：所述指示标杆上端的减慢泵料标记和终止泵料标记在竖直方向的间距为1米。

本实用新型的进一步技术方案是：还包括套在指示标杆上端外缘防止指示标杆晃动的防晃套，防晃套包括固定在灌注桩侧壁顶端固定杆及连接在固定杆顶端的套圈。

本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置具有如下有益效果：本实用新型装置利用装置的浮板在桩孔泥浆、混凝土浮浆内不上浮，遇密度大的上返混凝土上浮的原理，通过在指标标杆上粘贴标志，来提示混凝土面实时标高，在冲孔桩水下混凝土浇筑即将到设计标高之时（接近设计标高），显示混凝土实际到达的高度，还能够计算高出桩孔内混凝土面以上的混凝土导管及接料斗以内的混凝土余量，以确定中止混凝土停止浇筑时间，现场操作人员可准确把握混凝土供料，充分利用导管及接料斗内的混凝土，防止桩顶混凝土超浇（超设计桩顶标高），或成型后桩顶混凝土达不到设计标高，避免补长桩头或加深桩顶承台，不延误工期；同时本装置制作简单，操作简便，安拆快速，重量轻、体积小、可重复利用。

下面结合附图和实施例对本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置作进一步的说明。

附图说明

图1是主楼桩基和裙楼桩基的结构示意图；

图2是冲孔灌注桩施工的走桩示意图；

图3是现有技术冲孔灌注桩施工浇注混凝土的结构示意图；

图4是现有技术冲孔灌注桩施工检查人员手持吊锤放入桩孔内检验混凝土是否已浇筑至设计标高的示意图；

图5是现有技术冲孔灌注桩施工实际桩顶标高大大超过设计桩顶标高的示意图；

图6是现有技术冲孔灌注桩施工实际桩顶标高未达到设计桩顶标高的示意图；

图7是本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置的套筒结构示意图；

图8是本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置的套筒封顶盖的结构示意图；

图9是本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置的浮板板体的结构示意图；

图10是本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置的橡胶圈的结构示意图；

图11是本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置的连接杆的结构示意图；

图12是本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置的浮板整体的结构示意图；

图13是本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置的防晃套的结构示意图；

图14是本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置的指示标杆的结构示意图；

图15是本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置的导向箍、托底横担与冲孔桩竖向主筋连接的结构示意图；

图16是指示标杆与浮板连接的结构示意图；

图17是连接有指示标杆的浮板设置在套筒内的结构示意图；

图18是连接有指示标杆的浮板设置在套筒内再安装限位螺杆的结构示意图；

图19是吊起钢筋笼安装本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置的导向箍、托底横担的结构示意图；

图20是钢筋笼的竖向主筋与导向箍及托底横担连接的立体图；

图21是在图19的基础上将图18所示的连接有浮板、指示标杆的套筒设置在导向箍内的结构示意图；

图22是在图20的基础上将图18所示的连接有浮板、指示标杆的套筒设置在导向箍内的结构示意图；

图23是套筒与导向箍及托底横担连接的局部放大视图；

图24是钢筋笼吊装就位后指示标杆露出孔桩泥浆面并安装防晃套后的示意图；

附图标号说明：1-裙楼，2-主楼，3-裙楼桩基，4-走桩部分，5-主楼桩基，6-桩孔护筒，7-泥浆，8-桩头浮浆，9-桩身混凝土，10-钢筋笼，11-混凝土，12-混凝土导管底端，13-混凝土导管，14-接料漏斗，15-混凝土泵管，16-接料漏斗钢丝吊绳，17-检查人员，18-吊绳，19-吊锤，20-多浇筑混凝土，21-套筒,22-串流孔Ⅰ,23-限位螺杆,24-封顶盖,25-定位孔,26-镂空圆孔,27-浮板板体,28-串流孔Ⅱ,29-螺钉孔,30-螺杆洞Ⅰ,31-橡胶圈,32-螺杆洞Ⅱ,33-连接杆,34-弹柱Ⅱ,35-导向凹槽Ⅱ,36-连接螺杆,37-防晃套,38-套圈,39-固定杆,40-指示标杆,41-弹柱Ⅰ,42-导向凹槽Ⅰ,43-导杆,44-套杆,45-弹柱孔,46-冲孔桩竖向主筋,47-导向环,48-连接臂Ⅰ,49-导向箍,50-托底横担,51-支撑臂,52-连接臂Ⅱ,53-减慢泵料标记,54-终止泵料标记,55-浮板,56-限位螺杆孔,57-钢管,H-孔桩成孔面标高，Hn-设计桩顶标高，H1-实际桩顶标高，L-走桩长度, L2-桩头浮浆高度。

具体实施方式

如图7至图23所示，本实用新型控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置，包括套筒、浮板、指示标杆、导向箍、托底横担、防晃套。

如图7、图8及图17、图18所示，套筒由不锈钢管制作形成，套筒的上端连接有封顶盖，封顶盖中部设有定位孔，在定位孔的周缘还设有镂空圆孔。套筒靠底端位置设置有直径为10mm的限位螺杆孔，限位螺杆孔距离套筒底端端部100mm，套筒靠底端位置连接有延伸至套筒内壁的限位螺杆，限位螺杆设置在限位螺杆孔中。限位螺杆可防止筒体内的浮板下沉。套筒的筒壁设有多个贯穿筒壁内外表面的串流孔Ⅰ，相邻排串流孔Ⅰ的间距为30cm, 镂空圆孔和串流孔Ⅰ的作用为：当装置随桩身钢筋笼沉入桩孔后,桩孔泥浆能自由流入套筒。

如图14所示，指示标杆由多段杆子首尾连接形成，每段杆子包括位于下侧的套杆及连接在套杆上端的导杆，指示标杆采用轻质中空不锈钢制作，杆径15mm，每段杆子标准节长1.5米。套杆为内部空心的钢管，套杆靠近底端位置设有贯穿钢管管壁的弹柱孔，导杆的外径稍小于套杆的内径，导杆外表面设有与相邻杆子的弹柱孔相卡持配合的弹柱Ⅰ，导杆的一侧还向内凹陷设有导向凹槽Ⅰ。指示标杆可灵活拆装接长，根据孔桩走桩的长度不同，安装相应数量的指示标杆。

如图9至12所示，浮板包括圆形的浮板板体及连接在浮板板体上下表面周缘的圆环形橡胶圈，浮板板体采用10 mm厚钢质平板制作，半径比套筒筒体内径小5mm，浮板板体上设有多个贯穿浮板板体上下表面的串流孔Ⅱ，浮板板体的中部设有用于连接连接杆的螺钉孔，浮板板体的周缘设有均匀排布的螺杆洞Ⅰ。橡胶圈为厚度3mm，外半径75mm，内半径60mm环型，其作用为防止砂、石夹在浮板与筒体之间，阻碍浮板上浮，浮板板体上下各连接一个橡胶圈。橡胶圈的周缘设有位于与螺杆洞Ⅰ相互对应的螺杆洞Ⅱ。橡胶圈通过固定装置（在本实施例中为连接螺杆）与浮板板体固定连接，浮板板体上表面的中部连接有一条连接杆，连接杆为轻质不锈钢制作，直径15mm，浮板板体上表面的连接杆上端一侧连接有弹柱Ⅱ，连接杆一侧也向内凹陷设有导向凹槽Ⅱ。杆体下端为实心，内嵌塞橡胶。连接杆与浮板采用螺钉连接。

如图16、17所示，指示标杆底端与浮板板体中部的连接杆连接，指示标杆底端与浮板板体的连接杆连接时，浮板板体连接杆的弹柱与指示标杆底端的弹柱孔相配合。与指示标杆连接的浮板整体设置在套筒内侧的限位螺杆上侧，指示标杆上端穿出套筒封顶盖中部的定位孔。指示标杆靠上端位置外表面分别设置有减慢泵料标记和终止泵料标记，指示标杆上端的减慢泵料标记和终止泵料标记在竖直方向的间距为1米。减慢泵料标记是用黄色电工胶布粘贴在指示标杆的表面形成，终止泵料标记是用红色电工胶布粘贴在指示标杆的表面形成。

如图15所示，导向箍和托底横担都是由钢筋弯折形成，导向箍包括圆环形的导向环及连接在导向环一侧的连接臂Ⅰ，导向环半径比套筒外径稍大，起防止套筒移动作用。连接臂Ⅰ与冲孔桩竖向主筋固定连接，连接臂Ⅰ与冲孔桩竖向主筋点焊连接或绑扎连接。托底横担包括连接臂Ⅱ及由连接臂Ⅱ一端弯折延伸形成的支撑臂，连接臂Ⅱ与冲孔桩竖向主筋固定连接，托底横担的连接臂Ⅱ与冲孔桩竖向主筋点焊连接或绑扎连接。托底横担位于导向箍的下侧，套筒套在导向箍的导向环中，套筒底端由托底横担的支撑臂所支撑，托底横担可防止装置下沉作用。如图13及图24所示，防晃套包括固定在灌注桩侧壁顶端固定杆及连接在固定杆顶端的套圈，防晃套的套圈套在指示标杆上端外缘可防止指示标杆晃动。

混凝土终止供料时，导管及接料漏斗中的混凝土余量：V_n=πr²·L+1。（πr²·L混凝土终止供料时，混凝土导管内的混凝土余量。 r为混凝土导管内半径，为15cm，L为冲孔桩走桩长度，1为混凝土终止供料时，接料斗内的混凝土余量，取1立方。）

根据实际孔桩成孔面标高H、设计桩顶标高Hn，计算出走桩长度L=H-Hn-1（1为考虑桩头正常的浮浆高1m）。

导管及接料漏斗中的混凝土余量可充满冲孔桩高度h=V_n/π(R+0.1）²=[π×0.15×0.15×（H-Hn-1）+1]/[π×(R+0.1）²]。R为冲孔桩设计半径，0.1是考虑孔桩实际成孔半径比孔桩设计半径大0.1m。

施工时，先连接浮板、指示标杆，指标标杆与浮板总长大于筒体长度，如图16；再取出筒体的限位螺杆，从筒体下部装入已连接好的浮板、指标标杆，如图17；后安装筒体限位螺杆，采用螺帽紧固，如图18。

吊装孔桩钢筋笼，当钢筋笼顶高于桩孔面2米高时，使用钢管穿过钢筋笼，抬架钢筋笼在桩孔内，以便安装本装置，后在钢筋笼一根冲孔桩竖向主筋上电焊或绑扎导向箍、托底横担，如图19、图20所示。钢筋笼安装就位后，如图24所示，托底横担低于设计桩顶标高h+1米。h=V_n/π(R+0.1）²=[π×0.15×0.15×（H-Hn-1）+1]/[π×(R+0.1）²]。H为孔桩成孔面标高、Hn为设计桩顶标高，R为冲孔桩设计半径。

沿导向箍安装组装好的装置，装置底支托于托底横担上，如图22、图23所示。吊起钢筋笼，抽出抬架钢管。缓慢下放冲孔桩钢筋笼，下放过程中，加长安装指标标杆，保证指示标杆与钢筋笼同速度下降。钢筋笼吊装就位后，指示标杆露出孔桩泥浆面，安装防晃套，如图24所示。

当孔桩混凝土浇筑时，操作人员观察指示标杆浮动情况。当标杆黄色标志露出孔桩泥浆面，并继续往上升起时，减缓混凝土供料；当标杆红色标志露出孔桩泥浆面时，终止混凝土供料，提出混凝土导管。通过指标标杆缓慢提升装置，取下指标标杆标准节，清洗装置，等待后续孔桩使用。

Claims

1.一种控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置，其特征在于，包括套筒（21）、浮板（55）、指示标杆（40）、导向箍（49）、托底横担（50），套筒（21）的上端连接有封顶盖（24），套筒（21）靠底端位置连接有延伸至套筒（21）内壁的限位螺杆（23），套筒（21）的筒壁设有多个贯穿筒壁内外表面的串流孔Ⅰ（22），浮板（55）包括圆形的浮板板体（27）及连接在浮板板体（27）上下表面周缘的圆环形橡胶圈（31），浮板板体（27）上设有多个贯穿浮板板体（27）上下表面的串流孔Ⅱ（28），橡胶圈（31）通过固定装置与浮板板体（27）固定连接，浮板板体（27）上表面的中部连接有一条连接杆（33），浮板（55）整体设置在套筒（21）内侧的限位螺杆（23）上侧，指示标杆（40）底端与浮板板体（27）中部的连接杆（33）连接，指示标杆（40）靠上端位置外表面分别设置有减慢泵料标记（53）和终止泵料标记（54），导向箍（49）包括圆环形的导向环（47）及连接在导向环（47）一侧的连接臂Ⅰ（48），连接臂Ⅰ（48）与冲孔桩竖向主筋（46）固定连接，托底横担（50）包括连接臂Ⅱ（52）及由连接臂Ⅱ（52）一端弯折延伸形成的支撑臂（51），连接臂Ⅱ（52）与冲孔桩竖向主筋（46）固定连接，且托底横担（50）位于导向箍（49）的下侧，套筒（21）套在导向箍（49）的导向环（47）中，套筒（21）底端由托底横担（50）的支撑臂（51）所支撑。

2.如权利要求1所述的控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置，其特征在于，所述指示标杆（40）由多段杆子首尾连接形成，每段杆子包括位于下侧的套杆（44）及连接在套杆（44）上端的导杆（43），套杆（44）为内部空心的钢管，套杆（44）靠近底端位置设有贯穿钢管管壁的弹柱孔（45），导杆（43）的外径稍小于套杆（44）的内径，导杆（43）外表面设有与相邻杆子的弹柱孔（45）相卡持配合的弹柱Ⅰ（41）。

3.如权利要求2所述的控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置，其特征在于，所述导杆（43）的一侧还向内凹陷设有导向凹槽Ⅰ（42），浮板板体（27）上表面的连接杆（33）一侧连接有弹柱Ⅱ（34），连接杆（33）一侧向内凹陷设有导向凹槽Ⅱ（35），指示标杆（40）底端与浮板板体（27）的连接杆（33）连接时，浮板板体（27）连接杆（33）的弹柱Ⅱ（34）与指示标杆（40）底端的弹柱孔（45）相配合。

4.如权利要求1所述的控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置，其特征在于，所述指示标杆（40）上端的减慢泵料标记（53）和终止泵料标记（54）在竖直方向的间距为1米。

5.如权利要求1所述的控制冲孔灌注桩桩顶混凝土浇筑标高的装置，其特征在于，还包括套在指示标杆（40）上端外缘防止指示标杆（40）晃动的防晃套（37），防晃套（37）包括固定在灌注桩侧壁顶端固定杆（39）及连接在固定杆（39）顶端的套圈（38）。