阅读说明：本技术 一种水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置及方法 (Device and method for pre-treatment of super-cast concrete of underwater cast-in-situ bored pile ) 是由 陈建 王兵 杨世鹏 刘卫强 王佳宁 李媛 王妍 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置及方法,所述装置包括筒体,所述筒体的横截面为矩形,所述筒体的底端与底面焊接,所述底面上设有若干矩形槽,所述矩形槽的一侧通过合页与钢片连接。本发明的水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置及方法实现了在混凝土终凝前凿除混凝土桩的桩头,无需采用人工凿桩头及大型凿除机的凿桩头作业,施工风险小；凿除桩头的施工作业时间短,不会影响施工工期,无对钢筋的二次扰动。(The invention discloses a device and a method for pre-treatment of super-cast concrete of an underwater cast-in-situ bored pile. The device and the method for treating the underwater cast-in-situ pile and the super-cast concrete realize chiseling the pile head of the concrete pile before final setting of the concrete, do not need manual chiseling the pile head and chiseling the pile head of a large chiseling machine, and have small construction risk; the construction operation time for chiseling the pile head is short, the construction period is not influenced, and secondary disturbance to the reinforcing steel bars is avoided.)

一种水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置及方法

技术领域

本发明涉及混凝土浇注技术领域，具体来说，涉及一种水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置及方法。

背景技术

水下钻孔灌注桩为保证浇筑混凝土的质量，一般均超灌高度不小于0.5米混凝土，后期将超灌混凝土进行凿除。

传统超灌混凝土的处理方法是：待混凝土桩桩身全部浇筑完成后，土方开挖至基底，对超灌的混凝土进行人工与机械破除结合的方式。这种处理方法的存在一定的缺点：1）由于混凝土已达到一定的强度，后期破除难度增加，增加人工及机械费用的同时增加了施工安全风险；2）超灌混凝土的破除噪声大，同时破除过程中产生大量的灰尘，对环境产生了噪声及大气环境污染；3）超灌混凝土破除成为关键工序，增加了工程施工工期；4）：由于桩头上部预留锚固钢筋影响破除作业，在破除过程导致钢筋扭曲变形，后期需进行调直，增加工期费用的同时影响钢筋力学性能；5）对于在桩头预留钢筋部位提前预留套管，并采用机械拔桩头的工艺，由于钢筋笼加工、吊放及拔桩头角度难以控制，极容易拉断钢筋笼主筋。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置及方法，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置，

该装置包括筒体，所述筒体的横截面为矩形，所述筒体的底端与底面焊接，所述底面上设有若干矩形槽，所述矩形槽的一侧通过合页与钢片连接。

进一步地，所述钢片为矩形，所述钢片的长度大于所述矩形槽的宽度。

进一步地，所述筒体的顶端外侧与吊耳焊接，所述筒体的底端外侧与倾倒辅助装置焊接。

进一步地，所述吊耳中部及倾倒辅助装置中部均设有通孔。

进一步地，所述筒体的底部内侧设有开启角度限制器，所述开启角度限制器的两端与所述筒体的内壁连接。

进一步地，所述开启角度限制器为钢筋，所述开启角度限制器位于所述合页转轴的正上方，所述开启角度限制器与所述合页之间的距离小于所述钢片的长度。

根据本发明的另一方面，提供了一种水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的方法，该方法包括如下步骤：

（1）待桩体混凝土浇筑完，立即将水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置吊入桩孔内，吊入过程中控制吊入的标高位置，保证装置底与设计桩顶标高齐平，必要时可辅助以振捣措施，在吊入过程中，超灌混凝土将会沿着开启的钢片空隙进入装置；

（2）待水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置底与桩顶标高齐平后，快速将水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置提出，此时可开启钢片自动关闭，将装置内的混凝土提到地面；利用倾倒辅助装置及提升设备配合将水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置内的混凝土倒出；

（3）重复步骤（1）及步骤（2），直到将桩顶上50mm以上的混凝土全部提出为止，剩余50mm混凝土可在后期施工缝凿毛处理过程中给予剔除。

本发明的有益效果：本发明的水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置及方法实现了在混凝土终凝前凿除混凝土桩的桩头，无需采用人工凿桩头及大型凿除机的凿桩头作业，施工风险小，避免了传统方法采用人工和机械凿除桩头钢筋和混凝土而产生的噪声污染、环境污染及凿除桩头预留锚固钢筋而引起剩余钢筋变形；凿除桩头的施工作业时间短，不会影响施工工期；无对钢筋的二次扰动，解决了传统混凝土凿除施工方法中桩体主筋易损伤的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例所述的水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置的仰视图；

图3是图2中A-A面的剖面图；

图4是根据本发明实施例所述的吊耳的结构示意图；

图5是根据本发明实施例所述的钢片的结构示意图；

图中：1、筒体，2、底面，3、矩形槽，4、合页，5、钢片，6、吊耳，7、倾倒辅助装置，8、开启角度限制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

（1）水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置设计

以直径800mm灌注桩为例，桩体受力钢筋保护层为50mm，主筋直径16mm，加强箍筋直径20mm，需要加工截面尺寸为420mm×420mm，长度为1米的矩形筒状装置，底部为数个50mm×50mm左右格状可向上开闭的钢片（开启角度小于90°）。

（2）水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置加工

采用等离子切割机将钢板进行裁板，使用无齿锯对钢筋进行切割，同时对吊耳、倾倒辅助装置进行冲孔等操作；而后进行焊接组装，组装顺序为可向上开启的钢片安装→开启角度限制器安装→水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置安装→吊耳及倾倒辅助装置安装。

加工好的水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置如图1-5所示，包括筒体1，所述筒体1的横截面为矩形，所述筒体1采用钢板焊接连接而成，所述筒体1的底端与底面2焊接，所述底面2上纵向开矩形槽3（矩形槽的尺寸为50mm宽，纵向通长）。相邻两个矩形槽中间预留7mm钢板，在其上采用合页4安装可向上开启的矩形钢片5（钢片尺寸为51mm*49mm），保证该钢片向下能搭在前方钢板上（重叠1mm），闭合筒底。筒体1的底端外侧与倾倒辅助装置7焊接，筒体1外侧顶部，与倾倒辅助装置7相垂直的两个筒壁，居中焊接吊耳6，所述吊耳6中部及倾倒辅助装置7中部均开直径30mm的通孔，用于挂钩使用。所述筒体1的底部内侧设有开启角度限制器8，所述开启角度限制器8的两端与所述筒体1的内壁连接。

在本发明的一个具体实施例中，筒体1内底部向上57mm对应每个可向上开启钢片横向焊接直径6mm钢筋作为开启角度限制器8，防止钢片5旋转角度大于90后无法恢复闭合状态。所述开启角度限制器8位于所述合页4转轴的正上方，所述开启角度限制器8与所述合页4之间的距离小于所述钢片5的长度。

利用所述的装置对水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的方法是利用混凝土凝固前的流体性能而提出的方法，替代现有技术中混凝土凝固后再行凿除的方法。该方法包括如下步骤：

（1）待桩体混凝土浇筑完，立即将水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置吊入桩孔内，吊入过程中控制吊入的标高位置，保证装置底与设计桩顶标高齐平，必要时可辅助以振捣措施，在吊入过程中，超灌混凝土将会沿着开启的钢片空隙进入装置；

（2）待水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置底与桩顶标高齐平后，快速将水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置提出，此时可开启钢片自动关闭，将装置内的混凝土提到地面；利用倾倒辅助装置及提升设备配合将水下钻孔灌注桩超灌混凝土提前处理的装置内的混凝土倒出；

（3）重复步骤（1）及步骤（2），直到将桩顶上50mm以上的混凝土全部提出为止，剩余50mm混凝土可在后期施工缝凿毛处理过程中给予剔除。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，实现了在混凝土终凝前凿除混凝土桩的桩头，无需采用人工凿桩头及大型凿除机的凿桩头作业，施工风险小，避免了传统方法采用人工和机械凿除桩头钢筋和混凝土而产生的噪声污染、环境污染及凿除桩头预留锚固钢筋而引起剩余钢筋变形；凿除桩头的施工作业时间短，不会影响施工工期；无对钢筋的二次扰动，解决了传统混凝土凿除施工方法中桩体主筋易损伤的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。