一种破桩头装置及破桩施工方法与流程

1.本发明属于破桩技术领域，具体的说，涉及一种破桩头装置及破桩施工方法。


背景技术：

2.钻孔灌注桩以其适应性强、承载力高、施工简便等特点，广泛应用于公路桥梁及其他工程领域。灌注桩属于隐蔽工程，但由于影响灌注桩施工质量的因素很多，对其施工过程的每一环节都必须严格要求，通常把“桩基础灌注水下混凝土完成后凿除桩顶超灌混凝土”的工作称为“破桩头”或“凿桩头”。“破桩头”是钻孔灌注桩施工的最后一道关键工序，也是钻孔灌注桩施工不可或缺的组成部分。在破除桩头时，需要保证下部桩体的牢固，同时需保证拆除后钢筋的完好不变形，同时需保证破桩后的桩面平整。
3.目前，破除桩主要采用机械破除法，即人工利用风镐逐渐小心破除，该破除方法，不仅费力，且破除后的桩面不平整，需要后序进一步精细操作，人力消耗大，效率低。


技术实现要素：

4.为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种破桩头装置及破桩施工方法，可有效保证下部桩体的牢固，且破桩后的桩面平整，不仅提高破桩质量，且破桩效率也大大提高。
5.为实现上述目的，本发明的第一目的在于提供一种破桩头装置，本发明的第二目的在于提供一种使用第一目的破桩头装置进行破桩头的方法。
6.本发明的目的是通过如下技术方案实现的：所述的破桩头装置包括上部夹持圈、破除定位圈、下部夹持圈；所述上部夹持圈、破除定位圈、下部夹持圈从上至下设置，三者通过两根对称的连接板连接，所述破除定位圈上沿周向开设有均布的破除孔。
7.破除定位圈与下部夹持圈之间留有间隙，该间隙需满足：破除定位圈的最下端与下部夹持圈的最上端的间距小于下部夹持圈高度的2%或不超过1cm之中较小的数据。
8.所述上部夹持圈和下部夹持圈的内径与桩体外径相当，以能夹紧在桩体上；所述破除定位圈的内径大于桩体外径。
9.所述上部夹持圈、破除定位圈、下部夹持圈均为设有开口的抱箍结构，所述开口处设有用螺栓连接的夹片。
10.所述下部夹持圈内设有弹性圈，所述弹性圈设有断口。
11.进一步的，所述弹性圈为v型弹性圈，其外侧弯头处设有凸弧，所述内侧弯头处设有凹弧。
12.进一步的，所述连接板为直板，连接板和上部夹持圈、下部夹持圈上分别开设有相对的卡口，相对的卡口形成卡槽；所述上部夹持圈和下部夹持圈与连接板之间形成的卡槽上下贯通，且上下贯通的卡槽之间设有可拆卸的卡板。
13.本发明所述的利用破桩头装置的破桩头施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）桩头标高控制线完成标记，便于在凿截桩头时对桩身标高的控制；（2）将弹性圈从断口处套入桩体；（3）将下部夹持圈、破除定位圈和上部夹持圈的开口打开，套在桩体上，其中下部夹持圈夹持在弹性圈之外；（4）旋转调整上部夹持圈、破除定位圈和下部夹持圈，使破除孔与桩头标高控制线齐平，扭紧夹片螺栓，使上部夹持圈和下部夹持圈夹紧桩体，同时从桩面观察钢筋位置，使破除孔错开钢筋；（5）使用电动钻穿工具插入破除孔，逐孔破除，破除时，电动钻穿工具使用双数个，需对称或相对对称进行；并对电动钻穿工具的破除深度进行限位，避免相对的电动钻穿工具产生干扰；逐孔破除后，在桩体上形成断层；（6）取下上部夹持圈、破除定位圈和下部夹持圈，用风镐剥离断层之上钢筋保护层，将钢筋剥离砼，同时将钢筋向外侧微弯，便于后续施工；（7）加钻顶断上部素砼，钻头稍向上，位置在桩顶线上100~150mm；（8）桩头顶断以后，用吊车将桩头吊出，然后用人工凿除并清顶，对桩面人工修整。
14.本发明的有益效果：本发明采用的破桩头装置，可极大提高桩头的破除效率，且能最大化降低在破除过程中对下部桩体结构的影响，破除断面较为平整，降低后序人工修正的工作量。
附图说明
15.图1是本发明的结构示意图；图2是图1的a处放大图；图3是本发明的下部夹持圈横向剖视图；图4是本发明的弹性圈局部结构示意图；其中，图2为了更清楚地显示卡槽结构，省略卡条；图中，1-上部夹持圈、2-破除定位圈、3-下部夹持圈、4-连接板、5-破除孔、6-螺栓、7-夹片、8-弹性圈、9-凸弧、10-凹弧、11-卡口、12-断口。
具体实施方式
16.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
17.所述的破桩头装置包括上部夹持圈1、破除定位圈2、下部夹持圈3和卡板。
18.上部夹持圈1、破除定位圈2、下部夹持圈3从上至下设置，三者通过两根对称的连接板4连接，连接板4为直板，连接板4和上部夹持圈1、下部夹持圈3上分别开设有相对的卡口11，相对的卡口11形成卡槽，上部夹持圈1和下部夹持圈3与连接板4之间形成的卡槽上下贯通，卡板设置在上下贯通的卡槽内，且能在卡槽内上下滑动。在进行桩头破除时，通过上下滑动卡板，调整连接板与上部夹持圈1和下部夹持圈3的连接（受力）长度，进而调整在破孔时，对上下桩体的影响，提高拆除效率（备注：将破除孔5以上桩体称为上桩体，破除孔5以下桩体称为下桩体）。
19.下部夹持圈3内设有弹性圈8，破除定位圈2上沿周向开设有均布的破除孔5，在破
除时，通过将电动钻穿工具穿入破除孔5进行破除，即能避免伤及上桩体内钢筋，且能保证破除面的整齐。在进行破除时，下部夹持圈3将下桩体夹紧，可缓解破除作业时对下桩体结构的破坏，同时弹性圈8，既能起到稳定下桩体结构，又能缓冲破除时难以避免的震动，进一步保证下桩体的结构稳定。
20.为了保证破除后桩面的平整，降低后序人工平整的效率，破除定位圈2与下部夹持圈3之间留有间隙，该间隙需满足：破除定位圈2的最下端与下部夹持圈3的最上端的间距小于下部夹持圈3高度的2%或不超过1cm之中较小的数据。发明人经过大量实践验证，在该间隙范围内进行的破除作业，破除后破出面的平整度较好，后序只需简单的人工打磨即可获得符合平整度要求的破桩面，且下桩体无任何开裂裂纹。
21.上部夹持圈1、破除定位圈2、下部夹持圈3均为设有开口的抱箍结构，便于套装在桩体上，在开口处设有用螺栓6连接的夹片7，螺栓6和夹片7的使用，能使上部夹持圈1、破除定位圈2、下部夹持圈3对不同直径的桩体有一定的适应性。上部夹持圈1和下部夹持圈3的内径与桩体外径相当，以能夹紧在桩体上，破除定位圈2的内径大于桩体外径，以使破除的混凝土物料从破除定位圈2与桩体之间及时排走。
22.弹性圈8设有断口12，断口的作用于上述开口的作用相同，是为了便于将弹性圈8套装在桩体上。
23.弹性圈8为v型弯曲的弹性圈，如图4所示，其外侧弯头处设有凸弧9，内侧弯头处设有凹弧10，凸弧9和凹弧10的设置，可使弹性圈8的弯头与下部夹持圈3和桩体更好地贴合，保证夹固的稳定性，同时增大受力面积，强化弹性圈8的缓冲作用。
24.本发明所述的利用破桩头装置的破桩头施工方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）桩头标高控制线完成标记，便于在凿截桩头时对桩身标高的控制。
25.（2）先将弹性圈8从断口处套入桩体，且套入位置在桩头标高控制线以下。
26.（3）将下部夹持圈3、破除定位圈2和上部夹持圈1的开口打开，套在桩体上，其中，下部夹持3夹持在弹性圈3之外。
27.（4）旋转调整上部夹持圈1、破除定位圈2和下部夹持圈3，使破除孔5与桩头标高控制线齐平，用螺栓6夹紧两个夹片7，使上部夹持圈1和下部夹持圈3夹紧桩体，同时从桩面观察钢筋位置，使破除孔5错开钢筋，以避免破除时，伤及钢筋，将卡板插入卡槽中。
28.（5）使用电动钻穿工具插入破除孔，逐孔破除，破除时，电动钻穿工具使用双数个，需对称或相对对称进行破孔；并对电动钻穿工具的破除深度进行限位，避免相对的电动钻穿工具产生干扰；逐孔破除后，在桩体上形成断层，刚破除时，需保证卡板完全将连接板4与上部夹持圈1的相对面完全卡固，待破除孔5的破除数量过半后，将卡板下移，时卡板与下部夹持圈的上表面齐平即可，然后再进行后序破孔。发明人经过对同一工程的桩头破除发现，在进行破除时，通过调整卡板的上下位置，可显著提高破桩面的平整度，相对与不调整卡板的破除，破桩面后序的人工整理可有1小时缩短至20分钟之内。
29.（6）取下卡板、上部夹持圈1、破除定位圈和下部夹持圈，用风镐剥离断层之上钢筋保护层，将钢筋剥离砼，同时将钢筋向外侧微弯，便于后续施工；（7）加钻顶断上部素砼，钻头稍向上，位置在桩顶线上100~150mm；（8）桩头顶断以后，用吊车将桩头吊出，然后用人工凿除并清顶，对桩面人工修整。
30.最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通
过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。