一种桩基钢筋笼抗浮装置及抗浮方法与流程

1.本发明涉及桩基施工技术领域，尤其涉及一种桩基钢筋笼抗浮装置及抗浮方法。


背景技术：

2.灌注桩是桩基工程中常用的桩基种类，根据《建筑桩基技术规范》(jgj94
‑
2008)中对灌注桩施工的规定，灌注混凝土的导管需埋入混凝土中2～6m，且在灌注过程中严禁将导管提出混凝土灌注面，这是为了防止泥浆夹入混凝土中造成断桩。
3.一方面，按照这样的施工方法施工，当混凝土灌注至钢筋笼下端时，导管下端流出的混凝土将向上流动，由于混凝土密度较大，向上流动的混凝土容易推动钢筋笼使钢筋笼发生上浮的现象，造成桩基钢筋笼的错位，从而严重影响成桩质量，严重时需将钢筋笼拔出重新钻孔。
4.为了解决上述问题，施工单位一般会在钢筋笼的上部放置重物以平衡混凝土反冲所产生的上浮力，但是这种方法的适用范围有限，当重物重量大于上浮力时，特别是当桩基超过一定深度时，在顶部重物的压力和底部强大的反冲力的共同作用下，钢筋笼中的纵向主筋会产生屈曲，严重影响成桩质量。
5.现有公开号为cn106638574b的发明专利公开了一种能够将钢筋笼固定在桩孔底部的锚固装置，该锚固装置为扁球形(橄榄球形)或者圆球形锚固球，安装在混凝土灌注桩钢筋笼的底部。锚固球由普通钢筋构成，其最大圆周直径大于钢筋笼直径，略小于桩孔的内径。上述技术方案利用锚固球来平衡混凝土的反冲力，但是这种方式只能适用于桩基长度与钢筋笼长度等长的桩基中，实际施工时很多桩基的长度大于钢筋笼的长度，上涌的混凝土还会冲击锚固球和钢筋笼，所以这样的方式对钢筋笼的上浮无济于事，并且会阻碍导管的下放。
6.另一方面某些导管采用法兰盘连接，而导管在上提的过程中，法兰盘也极易挂到钢筋笼上，使钢筋笼发生位置的偏移造成钢筋笼上浮，钢筋笼受到冲击还会与桩孔壁发生碰撞和刮擦，使泥浆进入到桩基混凝土中从而发生断桩的现象。


技术实现要素：

7.本发明的目的之一是提供一种桩基钢筋笼抗浮装置，在灌注混凝土的过程中，利用可张开的撑紧件将导管与钢筋笼连接起来，利用导管来平衡钢筋笼受到的冲击力，并且撑紧件上的引导板能够使对导管起到定位、居中的作用，导管不易挂到钢筋笼上，有效避免钢筋笼的上浮问题。
8.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
9.一种桩基钢筋笼抗浮装置，包括安装座，所述安装座为筒状结构，所述安装座沿其周向转动设置有三个链轮，所述链轮之间传动设置有链条，所述安装座上设置有驱动链条转动的驱动机构；所述链轮的两侧均同轴固定有撑紧件，同一个所述链轮上的两个撑紧件之间固定连接有连杆，所述撑紧件为弧形结构，所述撑紧件远离链轮的一端的曲率与钢筋
笼周向的曲率相同，同一个所述链轮上的两个翻转件相互远离的一侧固定设置有弧形的引导板。
10.通过采用上述技术方案，使用时需将安装座安装在导管上，并随导管一同下放到桩孔中。导管下放到合适位置后，链条在驱动机构的驱动将进行转动，链条转动时将带动三个链轮一同转动，链轮转动时将带动撑紧件翻转，撑紧件向外翻转时将会抵接到钢筋笼的主筋上，使钢筋笼和该抗浮装置形成稳固的连接。向导管中注入混凝土时，混凝土上返的冲击力将由导管来平衡，避免钢筋笼上浮。并且该抗浮装置由钢筋笼的下端对钢筋笼施加下拉力，不会使钢筋笼产生屈曲变形。在上提导管时，撑紧件反向翻转收缩，此时引导板能够对导管进行引导，使导管居中，避免导管挂到钢筋笼上造成的钢筋笼上浮和移位。上述技术方案能够有效避免钢筋笼的多种上浮情况，并且适用范围广，抗浮效果好。
11.本发明进一步设置为：所述安装座上固定设置有三棱柱结构的保护罩，所述保护罩包覆链轮和链条。
12.通过采用上述技术方案，保护罩对链条和链轮起防护作用，避免在施工现场杂物对链条和链轮正常工作的影响。
13.本发明进一步设置为：所述保护罩的外侧转动设置有若干水平的滚轮，所述滚轮沿保护罩的周向分布。
14.通过采用上述技术方案，当撑紧件回收后，滚轮将会从上下侧的撑紧件之间露出，当导管上提过程中发生倾斜时，滚轮将会降低该抗浮装置与钢筋笼之间的摩擦力，进一步提高该抗浮装置在防止导管与钢筋笼之间发生剐蹭的能力。
15.本发明进一步设置为：所述驱动机构包括固定于安装座上的气缸体，所述气缸体的两端均连通有导气管，所述气缸体的两端均开设有滑移孔，所述气缸体内滑移设置有活塞块，所述活塞块的两侧均固定有活塞杆，所述活塞杆与对应侧的滑移孔滑移配合，所述链条的两端分别与两个活塞杆固定连接。
16.通过采用上述技术方案，通过改变气缸体两端导气管中的气体供应，可以使活塞块在气缸体中进行线性的滑移，从而驱动链条进行转动。上述技术方案能够使链条进行定距的转动，控制方便。
17.本发明进一步设置为：所述安装座包括主座体，所述主座体上转动设置有安装体，所述主座体的一端滑移设置有套环，所述套环的内侧和主座体之间铰接设置有若干对相互铰接的连杆，所述主座体设置有套环的一端螺纹套接有紧固件，所述紧固件与套环铰接。
18.通过采用上述技术方案，安装该抗浮装置时，现场施工人员将主座体和紧固件套接到导管上，然后旋转紧固件，使套环沿着主座体的轴向滑移，相互铰接的连杆受压缩后向主座体的内侧折叠，最终连杆与导管抵紧。在撑紧件向外张开抵接到钢筋笼上时，安装体能够与主座体发生相对转动，从而提高撑紧件的抵紧力度。
19.本发明进一步设置为：所述安装座上铰接设置有若干固定件，所有所述固定件拼合到一起后形成完整的半筒状结构，所述固定件上成型有用于套接到导管法兰盘或者螺纹套管上的嵌套槽，相邻两个固定件之间通过螺栓连接。
20.通过采用上述技术方案，安装时将固定件扣合到一起，并使导管连接处的法兰盘或者螺纹套管被嵌合到嵌套槽中。上述技术方案能够利用导管本身的法兰盘或者螺纹套管作为支点，在钢筋笼发生上浮时通过该抗浮装置对钢筋笼施加向下的拉力，连接可靠，能够
有效避免该抗浮装置与导管之间发生打滑。
21.本发明的另一个目的是提供一种桩基钢筋笼抗浮方法，简化桩基的施工工程，避免桩基施工过程中钢筋笼出现上浮现象，提高桩基的施工质量。
22.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
23.一种桩基钢筋笼抗浮方法，包括以下步骤：
24.步骤一，桩孔施工及下放钢筋笼；
25.步骤二，连接导管，将所述安装座安装至其中一根导管上，且所述安装座距最下方导管底端4～6m；
26.步骤三，将导管下放至桩孔内并灌注混凝土，导管埋深控制在2～6m以内；
27.步骤四，混凝土灌注至距钢筋笼下端1m之前利用所述抗浮装置将导管和钢筋笼连接，并且在混凝土面到达钢筋笼下端以上2～3m时提升导管；
28.步骤五，导管提升完成后利用抗浮装置重新将导管和钢筋笼相连，导管埋深达到4～6m之前使抗浮装置松开钢筋笼，并再次提升导管，重复该步骤直至桩基灌注完成。
29.通过采用上述技术方案，对桩基内灌混凝土时，混凝土上返对钢筋笼产生的冲击力能够受到导管对钢筋笼向下拉力的平衡，有效避免钢筋笼出现上浮现象。进而在灌注混凝土的过程中，可不必担心钢筋笼上浮的影响而采取较快的灌注速度，提高混凝土的灌注速度，避免在灌注过程中混凝土发生初凝现象，有效提高桩基的施工质量。
30.综上所述，本发明的有益技术效果为：
31.(1)本发明在导管伸入到桩孔中灌注混凝土时，能够利用张开的撑紧件将钢筋笼与导管固定，从而在钢筋笼受到混凝土的上浮力时，导管能够给钢筋笼下拉力从而平衡钢筋笼受到的上浮力，有效避免钢筋笼的上浮，并且引导板能够避免导管上的法兰盘挂到钢筋笼上造成钢筋笼上浮；
32.(2)本发明通过固定件与导管法兰盘或者螺纹套管进行嵌套卡接，从而保证导管与该抗浮装置之间力传递的稳定性与可靠性；
附图说明
33.图1是本发明实施例一的整体结构轴测示意图；
34.图2是本发明实施例一沿一个平面的剖视图，该平面过主座体的轴线，主要体现套环以及连杆的结构；
35.图3是本发明实施例一沿另一个平面的剖视图，该平面与主座体的轴线垂直，主要体现驱动机构的结构。
36.附图标记：1、主座体；2、固定件；3、嵌套槽；4、套环；5、安装槽；6、连杆；7、紧固件；8、安装体；9、链轮；10、链条；11、气缸体；12、导气管；13、滑移孔；14、活塞块；15、活塞杆；16、保护罩；17、滚轮；18、撑紧件；19、连接柱；20、引导板。
具体实施方式
37.下面将结合实施例对本发明进行清楚、完整地描述。
38.实施例一：
39.参见附图1，一种桩基钢筋笼抗浮装置，包括安装座，安装座包括主座体1，主座体1
为筒状结构，主座体1的内径大于等于导管的法兰盘直径或者螺纹套管的直径，主座体1的上侧铰接设置有三个固定件2，三个固定件2拼合到一起后形成一个完整的筒状结构，固定件2上成型有用于套接到导管法兰盘或者螺纹套管上的嵌套槽3，两个固定件2之间通过螺栓连接。
40.参见附图2，主座体1的下端滑移设置有套环4，主座体1上成型有多个安装槽5，安装槽5中均设置有两个相互铰接的连杆6，两个连杆6相互远离的一端分别与主座体1和套环4铰接。主座体1的下端螺纹套接有紧固件7，紧固件7与套环4滑移配合。施工人员转动紧固件7时，套环4被向上抵进，则连杆6将向内折叠并抵接到导管上。
41.参见附图3，主座体1上转动设置有安装体8，安装体8沿其周向转动设置有三个链轮9，链轮9之间传动设置有链条10，安装体8上设置有驱动链条10转动的驱动机构。驱动机构包括固定于安装座上的气缸体11，气缸体11的两端均连通有导气管12，气缸体11的两端均开设有滑移孔13，气缸体11内滑移设置有活塞块14，活塞块14的两侧均固定有活塞杆15，活塞杆15与对应侧的滑移孔13滑移配合，链条10的两端分别与两个活塞杆15固定连接。安装体8上固定设置有三棱柱结构的保护罩16，保护罩16包覆链轮9和链条10以及驱动机构。保护罩16的外侧转动设置有多个水平的滚轮17，滚轮17沿保护罩16的周向分布。
42.结合附图1，链轮9的两侧均同轴固定有撑紧件18，同一个链轮9上的两个撑紧件18之间固定连接有连接柱19，撑紧件18为弧形结构，撑紧件18远离链轮9的一端的曲率与钢筋笼周向的曲率相同，同一个链轮9上的两个翻转件相互远离的一侧固定设置有弧形的引导板20，引导板20由撑紧件18向靠近安装件的方向弯折。撑紧件18与钢筋笼抵接的一侧为波纹状结构，撑紧件18与钢筋笼抵接的一侧还成型有防滑凸点。
43.本实施例的工作原理是：使用时施工人员将该抗浮装置安装到导管的连接处，在灌注混凝土时，利用驱动机构驱动链条10转动，从而使三个链轮9同步转动，进而使三个撑紧件18向外翻转并与钢筋笼的主筋抵紧。混凝土上返使的冲击力作用到钢筋笼上时，导管能够通过该抗浮装置对钢筋笼产生向下的拉力，使钢筋笼受力平衡，从而避免钢筋笼上浮。本实施例能够有效避免钢筋笼上浮，并且利用引导板20避免导管上的法兰盘挂到钢筋笼上，操作简单便捷，有效提高施工效率和施工质量。
44.实施例二：
45.一种桩基钢筋笼抗浮方法，包括以下步骤：
46.步骤一，桩孔施工及下放钢筋笼；
47.步骤二，连接导管，将安装座安装至其中一根导管上，且安装座距最下方导管底端4～6m；
48.步骤三，将导管下放至桩孔内并灌注混凝土，导管埋深控制在2～6m以内；
49.步骤四，混凝土灌注至距钢筋笼下端1m之前利用抗浮装置将导管和钢筋笼连接，并且在混凝土面到达钢筋笼下端以上2～3m时提升导管；
50.步骤五，导管提升完成后利用抗浮装置重新将导管和钢筋笼相连，导管埋深达到4～6m之前使抗浮装置松开钢筋笼，并再次提升导管，重复该步骤直至桩基灌注完成。
51.本实施例的工作原理是：在混凝土顶部到达钢筋笼下端时，导管的下拉力将钢筋笼受到混凝土的上浮力平衡，避免钢筋笼发生上浮现象，并且上述施工方法能够保持混凝土稳定、较高的灌注速度，避免混凝土在灌注过程中表面出现初凝现象，提高桩基施工的效
率和质量。
52.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。