阅读说明：本技术 逆作法静***破除灌注桩桩头的钢筋笼搭设结构及方法 (Reinforcement cage erecting structure and method for breaking pile head of cast-in-place pile through static blasting by reverse construction method ) 是由 阮少玲 李永滔 廖伟东 林建达 李汉忠 汤欢元 彭钰 区锦传 佘荣东 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种逆作法静爆破破除灌注桩桩头的钢筋笼搭设结构及方法。该钢筋笼搭设结构包括钢筋笼本体(1)以及桩头破除辅破部分(2)；所述桩头破除辅破部分(2)设置在所述钢筋笼本体(1)上,并位于桩头破除的标高位置以上；在灌注桩的桩头浇筑、且浇筑的混凝土达到设计强度前,所述桩头破除辅破部分(2)可对所述灌注桩的桩头部分的混凝土进行预破坏。本发明的方法为基于所述钢筋笼搭设结构的施工方法,实现采用逆作法静爆破破除灌注桩桩头,使灌注桩桩头的破除施工工序简单,有利于快速有效的破除灌注桩桩头,大大降低了后期机械和人工破除桩头的工作难度,提高了施工效率,降低了施工成本。(The invention discloses a reinforcement cage building structure and method for breaking a pile head of a cast-in-place pile by static blasting of a reverse construction method. The steel reinforcement cage erection structure comprises a steel reinforcement cage body (1) and a pile head breaking auxiliary breaking part (2); the pile head breaking auxiliary breaking part (2) is arranged on the reinforcement cage body (1) and is positioned above the elevation position of the pile head breaking; and before the pile head of the cast-in-place pile is cast and the cast concrete reaches the designed strength, the pile head breaking auxiliary breaking part (2) can pre-break the concrete of the pile head part of the cast-in-place pile. The method is a construction method based on the reinforcement cage building structure, and realizes the breaking of the pile head of the cast-in-place pile by adopting the static blasting of the reverse construction method, so that the breaking construction process of the pile head of the cast-in-place pile is simple, the pile head of the cast-in-place pile is favorably and effectively broken, the working difficulty of mechanical and manual breaking of the pile head in the later period is greatly reduced, the construction efficiency is improved, and the construction cost is reduced.)

逆作法静***破除灌注桩桩头的钢筋笼搭设结构及方法

技术领域

本发明涉及灌注桩施工技术领域，具体涉及一种逆作法静***破除灌注桩桩头的钢筋笼搭设结构及方法。

背景技术

灌注桩的施工中，为保证桩头砼强度，在浇筑灌注桩时，灌注桩顶标高会高于设计桩顶标高，并且在后续施工时会将高于桩顶设计标高的桩头部分予以凿除，即破除灌注桩桩头。

对于混凝土的破除，通常采用切割方式予以破除。目前，混凝土切割主要采用液压墙锯机、电动碟锯机、水钻或者马路切割机等工具，但这些主要是针对水平方向的混凝土切割。而对于灌注桩的桩头混凝土的切割属于竖直方向切割。目前的对灌注桩的桩头混凝土采用的切割方式，而且是在桩头部分的混凝土达到设计强度后进行的切割破除，容易破坏钢筋笼的主筋以及位于灌注桩内部的声测管。在不影响灌注桩主筋的前提下，对灌注桩的桩头混凝土进行切割，难度大，耗时长，效率低，施工所耗成本高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供了一种逆作法静***破除灌注桩桩头的钢筋笼搭设结构。该搭设结构能够实现逆作法静***破除灌注桩桩头，使灌注桩桩头的破除施工工序简单，有利于快速有效的破除灌注桩桩头，大大降低了后期机械和人工破除桩头的工作难度，提高了施工效率，降低了施工成本。

本发明的目的还在于提供一种逆作法静***破除灌注桩桩头的方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种逆作法静***破除灌注桩桩头的钢筋笼搭设结构，包括钢筋笼本体以及桩头破除辅破部分；所述桩头破除辅破部分设置在所述钢筋笼本体上，并位于桩头破除的标高位置以上；

在灌注桩的桩头浇筑、且浇筑的混凝土达到设计强度前，所述桩头破除辅破部分可对所述灌注桩的桩头的混凝土进行预破坏。

优选的，所述桩头破除辅破部分包括中空圆柱模以及环形中空圆柱模；

所述中空圆柱模套设在所述钢筋笼本体的主筋上，且轴向两端与所述钢筋笼本体的主筋之间均密封；所述中空圆柱模与所述钢筋笼本体的主筋之间具有空隙，且所述空隙内填充有混凝土预破损填料；

所述环形中空圆柱模与所述钢筋笼本体固定连接，并设置位于所述钢筋笼本体的中部；所述环形中空圆柱模的内环可容纳浇筑用的混凝土导管的贯穿；且所述环形中空圆柱模的中空内部填充有混凝土预破损填料。

更优选的，所述中空圆柱模以及所述环形中空圆柱模均为石蜡材质的模型。

更优选的，所述混凝土预破损填料为碳酸氢钠。

更进一步优选的，所述中空圆柱模与所述钢筋笼本体的主筋之间的空隙以及所述环形中空圆柱模的中空内部均填满所述混凝土预破损填料。

更优选的，所述环形中空圆柱模通过隔板设置在所述钢筋笼本体上；

其中，所述隔板与所述钢筋笼本体的主筋固定连接，并位于桩头破除的标高位置处；所述环形中空圆柱模设置在所述隔板上；

所述隔板的中间开设有与所述环形中空圆柱模的内环尺寸大小对应的导管孔，用于容纳浇筑用的混凝土导管的贯穿；

所述隔板上开设有容纳所述钢筋笼本体的主筋贯穿的主筋孔；所述中空圆柱模套设在所述钢筋笼本体的主筋上，且靠近所述隔板的底端抵接至所述主筋孔的边缘上。

更进一步优选的，所述隔板上、位于所述主筋孔与所述导管孔之间开设有环形定位槽；所述环形定位槽与所述环形中空圆柱模的外型对应适配，用于定位放置所述环形中空圆柱模。

更进一步优选的，所述隔板通过底托扣件与所述钢筋笼本体的主筋固定连接；

其中，所述底托扣件通过焊接或螺丝锁紧而固定连接在所述隔板的底面；所述底托扣件通过自带螺丝锁紧定位固定在所述钢筋笼本体的主筋上，并位于桩头破除的标高位置处，使所述隔板与所述钢筋笼本体的主筋固定连接。

更进一步优选的，所述隔板采用导热系数大的材质，所述导热系数大的材质包括铁，即所述隔板选自包括铁板。

更进一步优选的，所述隔板的外表面涂覆有脱模剂。

一种逆作法静***破除灌注桩桩头的方法，包括如下步骤：

S1、取与灌注桩的钢筋笼尺寸对应的隔板，根据所述钢筋笼的主筋位置、所述钢筋笼的主筋直径以及浇筑用的混凝土导管的直径，在所述隔板上同时开设主筋孔以及导管孔；

所述隔板选自包括铁板；

S2、在所述隔板的上表面、位于所述主筋孔与所述导管孔之间切割环形定位槽；

S3、在所述隔板的底部通过焊接或螺丝锁紧固定连接底托扣件，将所述主筋孔对准所述钢筋笼的主筋并使所述隔板套入至所述钢筋笼上，且所述底托扣件位于桩头破除的标高位置处；再将所述底托扣件与所述钢筋笼的主筋锁紧，使所述隔板固定连接设置在所述钢筋笼上；

S4、根据所述环形定位槽的形状及尺寸，采用石蜡制作与所述环形定位槽适配的凹槽模型，并将所述凹槽模型至于所述环形定位槽上；在所述凹槽模型内填充混凝土预破损填料，再用石蜡模顶盖封盖，石蜡溶液封边；完成环形中空圆柱模及其内部填充混凝土预破损填料的结构搭设；

根据所述钢筋笼的主筋的直径大小，采用石蜡制作空心的圆柱模材，将所述圆柱模材套设在所述钢筋笼的主筋上且底端抵接至所述主筋孔的边缘，而后用石蜡封底；在所述圆柱模材与所述钢筋笼的主筋之间的间隙填充混凝土预破损填料后，再用制作好的石蜡板盖封盖，最后用石蜡溶液密封封边；完成中空圆柱模及其内部填充混凝土预破损填料的结构搭设；

所述混凝土预破损填料为碳酸氢钠；

S5、将所述钢筋笼下放至灌注桩桩孔内，浇筑混凝土；浇筑完毕，灌注桩成型后，对灌注桩的桩头混凝土进行切割，破除桩头。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

（1）本发明的搭设结构中，通过在灌注桩桩头的标高位置以上设置桩头破除辅破部分，使桩头部分在成型时可被预先破坏，实现逆作法静***破除灌注桩桩头，使灌注桩桩头的破除施工工序简单，有利于快速有效的破除灌注桩桩头，大大降低了后期机械和人工破除桩头的工作难度，提高了施工效率，降低了施工成本。

（2）本发明的搭设结构中，盛放混凝土预破损填料的中空圆柱模通过导热性能良好的隔板支撑，环形中空圆柱模与隔板接触，使桩头破除辅破部分能有效利用混凝土凝固时释放的水化热进行加热，以完成对桩头部分的预先破坏，极大的利用了各结构部分的化学特性，而无需消耗额外的能量，有效节约能源，进一步提高了施工效率并降低了施工成本。

（3）本发明的方法为基于所述搭设结构而实现逆作法静***破除灌注桩桩头，施工工序简单，难度低，施工效率高，成本低。

附图说明

图1为具体实施例中本发明的逆作法静***破除灌注桩桩头的钢筋笼搭设结构的正视结构示意图；

图2为具体实施例中本发明的逆作法静***破除灌注桩桩头的钢筋笼搭设结构的俯视结构示意图；

附图标注：1-钢筋笼本体，11-主筋，2-桩头破除辅破部分，21-中空圆柱模，22-环形中空圆柱模，23-混凝土预破损填料，24-隔板，241-导管孔，242-主筋孔，243-环形定位槽，25-底托扣件，3-地面。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅用于区分描述，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参见图1和图2所示，为本实施例的逆作法静***破除灌注桩桩头的钢筋笼搭设结构，包括钢筋笼本体1以及桩头破除辅破部分2。所述桩头破除辅破部分2设置在所述钢筋笼本体1上，并位于桩头破除的标高位置以上；具体的，桩头破除辅破部分2位于钢筋笼本体1上、高于地面3的位置，即需对灌注桩的高出地面3的桩头部分进行破除。

在灌注桩的桩头浇筑、且浇筑的混凝土达到设计强度前，所述桩头破除辅破部分2可对所述灌注桩的桩头部分的混凝土进行预破坏。通过在灌注桩桩头的标高位置以上设置桩头破除辅破部分2，使桩头部分在成型时可被预先破坏。在桩头部分被预破坏后，再采用切割机对桩头部分进行切割，完成桩头部分的破除，方便快捷，且不会对主筋及声测管造成损伤。如此，实现逆作法静***破除灌注桩桩头，在桩头部分未达到设计强度前即开始对桩头部分进行破除，使灌注桩桩头的破除施工工序简单，有利于快速有效的破除灌注桩桩头，大大降低了后期机械和人工破除桩头的工作难度，提高了施工效率，降低了施工成本。

其中，所述桩头破除辅破部分2包括中空圆柱模21以及环形中空圆柱模22。

所述中空圆柱模21套设在所述钢筋笼本体1的主筋11上，且轴向两端与所述钢筋笼本体1的主筋11之间均密封。同时，所述中空圆柱模21与所述钢筋笼本体1的主筋11之间具有空隙，且所述空隙内填充有混凝土预破损填料23。

而所述环形中空圆柱模22与所述钢筋笼本体1固定连接，并设置位于所述钢筋笼本体1的中部。所述环形中空圆柱模22的内环可容纳浇筑用的混凝土导管的贯穿，在进行灌注桩的浇筑时，混凝土导管可贯穿伸过环形中空圆柱模22的内环并深入至灌注桩内部进行混凝土浇筑；且所述环形中空圆柱模22的中空内部填充有混凝土预破损填料23。

所述中空圆柱模21与所述钢筋笼本体1的主筋之间的空隙以及所述环形中空圆柱模22的中空内部均填满所述混凝土预破损填料23，所述中空圆柱模21以及环形中空圆柱模22在受热下可熔化并使所述混凝土预破损填料23外露，而所述混凝土预破损填料23在受热下可释放气体并使混凝土膨胀甚至破裂，从而使桩头部分被预破坏。

具体的，所述中空圆柱模21以及所述环形中空圆柱模22均为石蜡材质的模型，石蜡不溶于水，熔点低，硬度弱，且粘结钢筋与混凝土的能力弱。在具体的实施过程中，采用石蜡制备空心的圆柱模材，并套设在主筋11上，而后用石蜡封底，填充混凝土预破损填料23后，再用制备好的石蜡板盖封盖，最后用石蜡溶液密封封边，完成中空圆柱模21及内部填充混凝土预破损填料23的搭设；而环形中空圆柱模22的搭设过程中，采用石蜡制备凹槽模型，填充混凝土预破损填料23后，再用制备好的与凹槽模型适配的石蜡模顶盖封盖，边缘用石蜡溶液封边，从而完成环形中空圆柱模22的搭设。

而所述混凝土预破损填料23为碳酸氢钠，碳酸氢钠不稳定，在潮湿环境下受热会发生分解反应，并释放大量的二氧化碳气体；二氧化碳气体受热会膨胀，从而使桩头部分的混凝土形成大量空腔甚至裂纹，达到破坏桩头部分的效果。

在灌注桩的桩头浇筑时，混凝土凝固产生强度过程中，由于水泥中的氧化物与水会发生化学反应，释放大量的水化热，会使桩内的温度上升。而桩内上升的温度将被中空圆柱模21以及环形中空圆柱模22吸收，中空圆柱模21以及环形中空圆柱模22由于熔点较低，吸热后将发生熔化。中空圆柱模21以及环形中空圆柱模22熔化后，其内部的混凝土预破损填料23将裸露在外并与混凝土直接接触，在吸收混凝土凝固过程中释放的水化热后，产生大量的气体使混凝土的内部形成大量空腔甚至裂纹，大大降低混凝土的强度，从而在浇筑的混凝土达到设计强度前完成对桩头部分的预破坏。而且，其中，中空圆柱模21及环形中空圆柱模22阻隔了混凝土与主筋11和声测管的粘结，从而在破除桩头部分的过程中不会对主筋11及声测管造成损伤。

而且，进一步的，所述环形中空圆柱模22通过隔板24设置在所述钢筋笼本体1上。隔板24的导热性能好，能很好将其下方的混凝土散发出的水化热传递到上方，加快中空圆柱模21以及环形中空圆柱模22的吸热熔化以及混凝土预破损填料23的受热分解。

其中，所述隔板24与所述钢筋笼本体1的主筋11固定连接，并位于桩头破除的标高位置处；所述环形中空圆柱模22设置在所述隔板24上。

本实施例中，所述隔板23的尺寸大小与所述钢筋笼本体1的截面尺寸大小相同。并且，所述隔板24的中间开设有与所述环形中空圆柱模22的内环尺寸大小对应的导管孔241，用于容纳浇筑用的混凝土导管的贯穿。

所述隔板24上开设有容纳所述钢筋笼本体1的主筋11贯穿的主筋孔242，在隔板24的搭设过程中，将隔板24上的主筋孔242对准主筋11并套入，从而使隔板24放入在钢筋笼本体1上。并且，所述中空圆柱模21套设在所述钢筋笼本体1的主筋11上时，中空圆柱模21的靠近所述隔板24的底端抵接至所述主筋孔242的边缘上。

如此，盛放混凝土预破损填料23的中空圆柱模21通过导热性能良好的隔板24支撑，环形中空圆柱模22与隔板24接触，使桩头破除辅破部分2能有效利用混凝土凝固时释放的水化热进行加热，以完成对桩头部分的预先破坏，极大的利用了各结构部分的化学特性，而无需消耗额外的能量，有效节约能源，进一步提高了施工效率并降低了施工成本。

本实施例中，所述隔板24上、位于所述主筋孔242与所述导管孔241之间开设有环形定位槽243；所述环形定位槽243与所述环形中空圆柱模22的外型对应适配，用于定位放置所述环形中空圆柱模22。通过环形定位槽243的设计，使环形中空圆柱模22能够定位的放置在隔板24的中部位置上，避免环形中空圆柱模22轻易发生位移，从而出现对浇筑用的混凝土导管形成阻挡或被混凝土导管刮损而导致混凝土预破损填料23提前外露的不良现象。

并且，在可选的实施例中，隔板24与主筋11之间的固定方式便于破除桩头后隔板24拆卸取出，而且不会对主筋11造成损伤。

具体的，本实施例中，所述隔板24通过底托扣件25与所述钢筋笼本体1的主筋11固定连接。其中，所述底托扣件25通过焊接或螺丝锁紧而固定连接在所述隔板24的底面，底托扣件25可采用常规自带螺丝的扣件；所述底托扣件25通过自带螺丝锁紧定位固定在所述钢筋笼本体1的主筋11上，并位于桩头破除的标高位置处，使所述隔板24与所述钢筋笼本体1的主筋11固定连接。

通过底托扣件25将隔板24固定连接在钢筋笼本体1的主筋11上，底托扣件25与主筋11之间可通过简单的螺丝锁紧并进而使隔板24与主筋11形成固定连接关系，拆卸方便；从而在浇筑混凝土过程中保证能对隔板24进行有效固定的同时，还便于隔板24在破除桩头部分时的拆卸取出，且不会对主筋11造成损伤，极大提高了灌注桩桩头的破除施工效率。

更进一步的，所述隔板24采用导热系数大的材质，所述导热系数大的材质包括铁。本实施例中，隔板24为铁板，有利于保证将隔板24底部混凝土散发的热量对位于其顶部的中空圆柱模21、环形中空圆柱模22以及混凝土预破损填料23进行传导。

且所述隔板24的外表面涂覆有脱模剂，脱模剂可有效防止隔板24与混凝土的粘结，便于隔板24的拆卸，提高施工效率。

实施例2

一种逆作法静***破除灌注桩桩头的方法，基于如实施例1的钢筋笼搭设结构，具体施工步骤如下：

S1、取与灌注桩的钢筋笼尺寸对应的隔板24，根据所述钢筋笼本体1的主筋11位置、所述钢筋笼本体1的主筋11直径以及浇筑用的混凝土导管的直径，在所述隔板24上同时开设主筋孔242以及导管孔241；

所述隔板24选自包括铁板；

S2、在所述隔板24的上表面、位于所述主筋孔242与所述导管孔241之间切割环形定位槽243；

S3、在所述隔板24的底部通过焊接或螺丝锁紧固定连接底托扣件25，将所述主筋孔242对准所述钢筋笼的主筋11并使所述隔板24套入至所述钢筋笼本体1上，且所述底托扣件25位于桩头破除的标高位置处；再将所述底托扣件25与所述钢筋笼本体1的主筋11锁紧，使所述隔板24固定连接设置在所述钢筋笼本体1上；

S4、根据所述环形定位槽243的形状及尺寸，采用石蜡制作与所述环形定位槽243适配的凹槽模型，并将所述凹槽模型至于所述环形定位槽243上；在所述凹槽模型内填充混凝土预破损填料23，再用石蜡模顶盖封盖，石蜡溶液封边，防止混凝土预破损填料23过早外露而提前分解；完成环形中空圆柱模22及其内部填充混凝土预破损填料23的结构搭设；

根据所述钢筋笼本体1的主筋11的直径大小，采用石蜡制作空心的圆柱模材，将所述圆柱模材套设在所述主筋11的待破除桩头标高位置以上的部位上，且底端抵接至所述主筋孔242的边缘，而后用石蜡封底；在所述圆柱模材与所述钢筋笼本体1的主筋11之间的间隙填充混凝土预破损填料23后，再用制作好的石蜡板盖封盖，最后用石蜡溶液密封封边，防止混凝土预破损填料23过早外露而提前分解；完成中空圆柱模21及其内部填充混凝土预破损填料23的结构搭设；

所述混凝土预破损填料23为碳酸氢钠；

S5、将所述钢筋笼本体1下放至灌注桩桩孔内，浇筑混凝土；浇筑完毕，灌注桩成型后，对灌注桩的桩头混凝土进行切割，破除桩头。

该破除施工方法，由于在混凝土凝固产生强度过程中，水泥中的氧化物与水会发生化学反应，释放大量的水化热，会使桩内的温度上升。而桩内上升的温度将被石蜡材质的中空圆柱模21以及环形中空圆柱模22吸收，中空圆柱模21以及环形中空圆柱模22由于熔点较低，吸热后将发生熔化。中空圆柱模21以及环形中空圆柱模22熔化后，其内部的混凝土预破损填料23将裸露在外并与混凝土直接接触，混凝土预破损填料23在吸收混凝土凝固过程中释放的水化热后，将产生大量的气体使混凝土的内部形成大量空腔甚至裂纹，大大降低混凝土的强度，从而在浇筑的混凝土达到设计强度前完成对桩头部分的预破坏。而后，对桩头部分采用机械切割，即可快速破除桩头，大大降低了机械和人工破除桩头的工作难度，提高了施工效率，降低了施工成本。

而且，其中，石蜡材质的中空圆柱模21及环形中空圆柱模22阻隔了混凝土与主筋11和声测管的粘结，从而在破除桩头部分的过程中不会对主筋11及声测管造成损伤。

以上实施例仅为本发明的较优实施例，仅在于对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本发明精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本发明的保护范围内。