控制灌注桩钢筋笼上浮和顶部标高的装置及其施工方法

技术领域

本申请涉及建筑桩基的领域，尤其是涉及一种控制灌注桩钢筋笼上浮和顶部标高的装置及其施工方法。

背景技术

目前在钻孔灌注桩施工中，灌注桩混凝土浇筑时，将对钢筋笼产生较大的向上冲击力和在混凝土上升时产生的顶升力，会使钢筋笼产生上浮现象，钢筋笼仅靠自重不能完全抑制其上升。钢筋笼的上浮不仅影响桩身结构及受力，严重时影响桩基和建筑物使用功能。

钢筋笼下放过程中，每节钢筋笼通过焊接，再逐节吊放进入孔内；吊筋端部再与钢筋笼顶部焊接，吊筋顶部加工呈圆环状（吊环），起重机械起吊圆环将钢筋笼吊放入孔，再水平插入钢管或型钢固定于灌注桩孔口。钢筋笼整体通过横向钢管固定在护筒或枕木上，直至完成桩身混凝土的浇筑。

在混凝土向上冲击力产生的过程中吊筋无法对钢筋笼产生向下的作用力，不能对钢筋笼的上浮起到有效的控制作用。

发明内容

为了改善吊筋无法控制钢筋笼上浮的问题，本申请提供一种控制灌注桩钢筋笼上浮和顶部标高的装置及其施工方法。

本申请提供的控制灌注桩钢筋笼上浮和顶部标高的装置采用如下的技术方案：

一种控制灌注桩钢筋笼上浮和顶部标高的装置，包括护筒、用于灌注商砼的操作平台、空心钢管以及用于悬吊所述空心钢管的起吊索具，所述操作平台位于护筒上方且所述操作平台位于所述空心钢管上端；所述空心钢管远离于所述起吊索具的一端设置有实心钢柱，所述实心钢柱的另一端与钢筋笼可拆连接。

通过采用上述技术方案，通过起吊索具将钢筋笼以及实心钢柱悬吊至灌注桩孔处，控制钢筋笼放置于灌注孔内，由于实心钢柱与钢筋笼可拆连接，此时可将钢筋笼与实心钢柱拆分，便于对下一个钢筋进行悬吊，此时在操作平台上的重物对空心钢管施加朝下的作用力，从而实现控制钢筋笼上浮的目的。

可选的，所述实心钢柱底端设置有内螺纹，钢筋笼固定连接有连接钢筋，所述连接钢筋的另一端设置有与所述内螺纹螺纹连接的外螺纹。

通过采用上述技术方案，连接钢筋与实心钢柱之间通过螺纹连接，便于安装以及拆卸。

可选的，所述空心钢管长度尺寸设置为5-20m。

通过采用上述技术方案，保证空心钢管的端部与灌注桩孔的顶面平齐，便于操作平台对钢筋笼上浮进行控制的效果。

可选的，所述连接钢筋长度尺寸为50-100cm，所述连接钢筋的端面圆直径与所述实心钢柱的端面圆直径相同。

通过采用上述技术方案，保证连接钢筋与实心钢柱之间连接稳固的作用。

可选的，所述起吊索具包括多根钢丝绳以及横撑钢管，两根所述钢丝绳分别与所述横撑钢管的两端固定连接，两个所述钢丝绳的另一端绑扎连接，所述横撑钢管的两端均固定连接有下垂设置的所述钢丝绳，所述钢丝绳的另一端与所述空心钢管连接。

通过采用上述技术方案，通过钢丝绳对钢筋笼以及空心钢管进行悬吊，且钢丝绳在现场施工过程中操作便捷。

可选的，所述横撑钢管两端均固定连接有卡环，所述钢丝绳穿过所述卡环后与所述卡环绑扎连接。

通过采用上述技术方案，钢丝绳穿过卡环后进行绑扎，便于钢丝绳与横向钢管之间的固定。

可选的，所述钢丝绳与所述空心钢管通过卸扣连接。

通过采用上述技术方案，卸扣的荷载承接力大，且便于空心钢管与钢丝绳之间的固定。

本申请还提供的控制灌注桩钢筋笼上浮和顶部标高的装置的施工方法采用如下的技术方案：

一种控制灌注桩钢筋笼上浮和顶部标高的装置的施工方法，包括如下步骤，

吊放钢筋笼，将钢筋笼悬吊至顶部一节后，钢筋笼固定于灌注桩孔口；

连接钢筋笼，将连接钢筋与钢筋笼焊接，通过实心钢柱与连接钢筋之间的螺纹连接，完成空心钢管与钢筋笼的固定；

起吊索具与钢筋笼连接；通过卸扣将钢丝绳与空心钢管连接，将钢丝绳与横撑钢管连接后将两根钢丝绳绑扎成便于起吊的绳扣；

起吊钢筋笼，将钢筋笼整体安装于灌注桩孔内且拆卸与空心钢管的钢丝绳；

放置操作平台，将操作平台放置于护筒上方，空心钢管上端位于操作平台下方，朝向灌注桩孔内浇灌商砼；

拆卸空心钢管，待商砼浇注完成后，通过将连接钢筋与实心钢柱拧松分离，拆下空心钢管。

通过采用上述技术方案，将钢筋笼悬吊至顶部一节后，钢筋笼固定于灌注桩孔口；将连接钢筋与钢筋笼焊接，通过实心钢柱与连接钢筋之间的螺纹连接，完成空心钢管与钢筋笼的固定；或者将螺纹杆与固定杆端部相对，驱动螺栓套与螺纹杆螺纹连接，抵接环与卡接环相互抵接，完成空心钢管与连接钢筋的组装工作；通过卸扣将钢丝绳与空心钢管连接，将钢丝绳与横撑钢管连接后将两根钢丝绳绑扎成便于起吊的绳扣；将钢筋笼整体安装于灌注桩孔内且拆卸与空心钢管的钢丝绳；或者拆卸吊钩与卡环，完成拆卸钢丝绳工作；将操作平台放置于护筒上方，空心钢管上端位于操作平台下方，朝向灌注桩孔内浇灌商砼；待商砼浇注完成后，通过将连接钢筋与实心钢柱拧松分离，拆下空心钢管。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过起吊索具将钢筋笼以及实心钢柱悬吊至灌注桩孔处，控制钢筋笼放置于灌注孔内，由于实心钢柱与钢筋笼可拆连接，此时可将钢筋笼与实心钢柱拆分，便于对下一个钢筋进行悬吊，此时在操作平台上的重物对空心钢管施加朝下的作用力，从而实现控制钢筋笼上浮的目的；

2.将连接钢筋与实心钢筋进行螺纹连接，进而完成空心钢管与钢筋笼的连接关系。

附图说明

图1是本申请实施例一的整体结构示意图；

图2是本申请实施例二中横撑钢管、钢丝绳、卡环、吊钩、抵接杆以及弹簧；

图3是本申请实施例三中实心钢柱、连接钢筋、螺纹杆、固定杆、螺纹套、抵接环以及卡接环的示意图；

图4是本申请实施例四的流程图；

图5是本实施例一中吊筋长度与节约率的比例图。

附图标记：1、护筒；2、卸扣；3、操作平台；4、空心钢管；5、起吊索具；6、实心钢柱；7、连接钢筋；8、钢丝绳；9、横撑钢管；10、卡环；11、吊钩；12、抵接杆；13、弹簧；14、铰接轴；15、螺纹套；16、卡接环；17、抵接环；18、固定杆；19、螺纹杆；20、钢筋笼。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

实施例一

本申请实施例公开一种控制灌注桩钢筋笼上浮和顶部标高的装置。参照图1，控制灌注桩钢筋笼上浮和顶部标高的装置包括护筒1、用于灌注商砼的操作平台3、空心钢管4以及用于悬吊空心钢管4的起吊索具5，护筒1位于灌注孔内，空心钢管4远离于起吊索具5的一端固定连接有实心钢柱6，实心钢柱6与空心钢管4的底端采用焊接方式连接，保证空心钢管4与实心钢柱6的连接强度，实心钢柱6的另一端与钢筋笼20固定连接，操作平台3灌注孔的开口处，操作平台3位于护筒1上方且操作平台3位于空心钢管4的上端，便于对钢筋笼20施加朝下的作用力，有效控制钢筋笼20上浮。

空心钢管4的长度尺寸设置为5-20m，其长度可根据灌注桩桩顶标高与自然地面的高低，加工成不同长度备用；实心钢柱6远离于空心钢管4的一端设置有内螺纹，内螺纹的直径为15-20mm，钢筋笼20焊接有连接钢筋7，连接钢筋7的另一端设置有与内螺纹连接的外螺纹，连接钢筋7长度尺寸为50-100cm，连接钢筋7的端面圆直径与实心钢柱6的端面圆直径相同，保证连接钢筋7与实心钢柱6之间连接稳固的作用；将连接钢筋7与实心钢筋进行螺纹连接，进而完成空心钢管4与钢筋笼20的连接关系。

参照图1，起吊索具5包括四个钢丝绳8以及横撑钢管9，当钢筋笼20自重较大时，横撑钢管9也可选方钢；横撑钢管9的长度尺寸等于钢筋笼20所在端面圆的直径，横撑钢管9的两端均焊接有卡环10，钢丝绳8的一端穿过卡环10后与卡环10绑扎连接在一起，与两个卡环10分别连接的两个钢丝绳8的另一端绑扎在一起，且形成绳扣，便于起重机械起吊。

另两根钢丝绳8为竖直设置，且钢丝绳8的一端分别位于横撑钢管9的两端，钢丝绳8的另一端通过卸扣2与空心钢管4连接，在卸扣2的作用下，便于实现空心钢管4与钢丝绳8之间的安装拆卸，卸扣2的荷载承载能力强，进一步保证对钢筋悬吊的稳定性。

针对本实施例方案与传统技术中采用吊筋方式悬吊方式，就单根灌注桩的费用进行分析可知，单根灌注桩的吊筋费用：直径为8mm的吊筋为1.580元/m，直径为16mm的连接钢筋7取长度50cm为3.16元；取比值3.16/1.58=2.0，即当吊筋长度大于2m时，直径为16mm的连接钢筋7比直径为8mm的吊筋成本小，该装置要比吊筋成本要低，如钢筋笼20自重较大，需采用直径为10mm的连接钢筋7作吊筋时，成本降低率更低。当吊筋取1m-10m时，本实施例中吊筋长度与节约率的比例图如图5所示：

由上述吊筋长度与节约率的比例图可知，吊筋使用量与节约率呈正相关的关系，若使用本实施例方案取代1000m吊筋，节约率趋近于1，此时可节省1580元，若全部吊筋均替换为本实施例方案时，将会产生可观的经济效益，并且吊筋使用量较大，吊筋无法回收和循环利用，就会造成浪费，不仅不经济也不环保。

实施例二

参照图2，实施例二与实施例一的区别仅在于钢丝绳8与卡环10之间的连接方式，钢丝绳8端部连接有吊钩11，吊钩11挂扣于卡环10上，吊钩11竖直段铰接有抵接杆12，抵接杆12的另一端与吊钩11弯折端抵接，吊钩11转动连接有铰接轴14，铰接轴14的轴线垂直于吊钩11所在的竖直截面，铰接轴14外壁与抵接杆12的一端固定连接，抵接杆12靠近于吊钩11竖直段的一端固定连接有弹簧13，弹簧13的另一端与吊钩11的竖直段固定连接，弹簧13与抵接杆12远离于吊钩11弯折端的一侧固定连接，弹簧13为倾斜设置。

驱动抵接杆12朝向远离吊钩11方向转动，弹簧13被压缩，将吊钩11挂设于卡环10上，撤掉对抵接杆12施加的作用力，在弹簧13的弹力作用下，抵接杆12被驱动朝向吊钩11的弯折段摆动，保证吊钩11与卡环10之间挂设稳固的效果。

实施例三

参照图3，实施例三与实施例一的区别仅在于空心钢管4与钢筋之间连接方式的区别，实心钢柱6底端固定连接有固定杆18，连接钢筋7端部焊接有螺纹杆19，固定杆18滑移套设有螺纹套15，螺纹套15与螺纹杆19螺纹连接，螺纹套15远离于螺纹杆19的一端固定连接有卡接环16，固定杆18靠近于螺纹杆19的端部固定连接有抵接环17，卡接环16与固定套滑动连接；

螺纹套15穿过卡接环16后与螺纹杆19螺纹连接，驱动螺纹套15朝向螺纹杆19方向运动，螺纹套15带动卡接环16运动至与抵接环17抵接的位置时，在螺栓套与螺纹杆19的连接作用以及抵接环17与卡接环16相互牵扯的作用下，实现实心钢柱6与连接钢筋7之间的可拆效果。

实施例四

参照图4，本申请实施例四公开一种控制灌注桩钢筋笼上浮和顶部标高的装置的施工方法。参照图1，控制灌注桩钢筋笼上浮和顶部标高的装置的施工方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1、吊放钢筋笼20，将钢筋笼20悬吊至顶部一节后，钢筋笼20固定于灌注桩孔口；

S2、连接钢筋7笼，将连接钢筋7与钢筋笼20焊接，通过实心钢柱6与连接钢筋7之间的螺纹连接，完成空心钢管4与钢筋笼20的固定；或者将螺纹杆19与固定杆18端部相对，驱动螺栓套与螺纹杆19螺纹连接，抵接环17与卡接环16相互抵接，完成空心钢管4与连接钢筋7的组装工作；

S3、起吊索具5与钢筋笼20连接；通过卸扣2将钢丝绳8与空心钢管4连接，将钢丝绳8与横撑钢管9连接后将两根钢丝绳8绑扎成便于起吊的绳扣；或者驱动抵接杆12摆动，将吊钩11与卡环10扣合，在弹簧13的作用下，抵接杆12端部与吊钩11的弯折段端部抵接，保证吊钩11与卡环10之间的挂设稳定效果；

S4、起吊钢筋笼20，将钢筋笼20整体安装于灌注桩孔内且拆卸与空心钢管4的钢丝绳8；或者拆卸吊钩11与卡环10，完成拆卸钢丝绳8工作；

S5、放置操作平台3，将操作平台3放置于护筒1上方，空心钢管4上端位于操作平台3下方，朝向灌注桩孔内浇灌商砼；

S6、拆卸空心钢管4，待商砼浇注完成后，通过将连接钢筋7与实心钢柱6拧松分离，拆下空心钢管4；或者将螺纹套15与螺纹杆19分离，实现连接钢筋7与实现钢柱之间的分离工作。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。