长螺旋钻压灌桩超长钢筋笼入桩孔施工方法与流程

1.本发明涉及灌注桩施工技术领域，具体涉及一种长螺旋钻压灌桩超长钢筋笼入桩孔施工方法。


背景技术：

2.在对黄河滩区控导工程中采用透水桩坝结构，其能很好的控导黄河流势，便于防汛抢险，该结构属于钢筋混凝土桩。钢筋混凝土桩广泛应用于现代路桥的地基建设等方面，其包括一嵌入混凝土中的钢筋笼，主要起抗拉作用，由于混凝土的抗压强度高但抗拉强度很低，故通过钢筋笼对桩身混凝土起到约束作用，使之能承受一定的轴向拉力。钢筋笼包括一系列沿桩轴向排列的主筋，这些主筋通过多个环型加强筋相互连接，其中环型加强筋用以保持主筋的间距与排列的形态，以形成笼型。此外，钢筋笼外缠绕有螺旋形箍筋，其环绕于主筋外侧并且将主筋连接在一起。
3.设计灌注桩桩径为0.8m，桩长36m，钢筋笼长35.94m，一般灌注桩钢筋笼均先制作成9-12米一节钢筋笼，在成孔后下笼时现场焊接接长至设计钢筋笼长度，但长螺旋钻压灌桩技术由于为先灌注混凝土再下插钢筋笼，必须在混凝土初凝前尽快完成钢筋笼插放工作，故需要提前一次性加工成型至设计钢筋笼长度，整体吊装插放，因此其钢筋笼长度远超现常规使用钢筋笼长度，在其吊装时，为保证钢筋笼刚度和强度，必须在笼中插入导入杆帮助起吊及下插安放。因其插入导入杆后重量可达到5.6t，起吊难度极大，现有技术通常采用一台挖掘机辅助起吊，人工牵拉绳索控制方向，但此种起吊方式不仅存在严重的安全隐患，而且极易造成超长超重钢筋笼的扭曲、变形、折断等问题，影响施工质量；且钢筋笼被吊车竖直吊起后，在拉力和重力的作用下会来回摆动，难以固定，进而无法保证钢筋笼准确定位，而且下插时可能触碰到孔壁渣土，将渣土带入灌注桩混凝土中，造成桩身夹泥以及灌注桩钢筋保护层厚度的不均匀。
4.公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明公开提供了一种长螺旋钻压灌桩超长钢筋笼入桩孔施工方法，旨在解决现有施工方式无法适用超长超重钢筋笼起吊安装时对钢筋笼垂直度及准确定位的要求。
6.根据本公开的一个方面，提供一种超长钢筋笼入桩孔施工方法，包括如下步骤：（1）通过对应的穿杆台架将设有振动锤的导入杆穿设于具有锥形头的钢筋笼中，并将所述钢筋笼和振动锤连接；（2）将与履带吊（履带式起重机）副钩连接的组合吊带设于钢筋笼锥形头侧对应位置处，并将履带吊主钩与振动锤连接；（3）混凝土灌注完毕后且下插钢筋笼前，在桩口处设置与桩位中心重合的辊轴式
防溢料斗；（4）履带吊主、副钩同时起吊，在钢筋笼离地一定高度后停止副钩动作，主钩慢速起吊，直至钢筋笼竖直吊起；（5）履带吊吊起钢筋笼移至桩位处，使钢筋笼通过辊轴式防溢料斗对准桩位中心后校正、调整钢筋笼的垂直度符合工程要求；（6）履带吊缓慢落钩，在钢筋笼靠自重插入速度减缓时启动振动锤振动，推动钢筋笼下插至设计标高；（7）断开振动锤与钢筋笼的连接，振动锤缓慢振动上提，直至导入杆从桩孔提出后关闭。
7.在本公开的一些实施例中，在所述步骤（1）中，所述穿杆台架包括若干用于穿设于钢筋笼中且与钢筋笼主筋垂直的导杆托轴/辊、若干固定于底座或地面基础上的托轴/辊架。
8.在本公开的一些实施例中，所述导杆托轴/辊中部设有契合于所述导入杆的限位槽。
9.在本公开的一些实施例中，在所述步骤（2）中，所述组合吊带包括用于与履带吊副钩连接的一级定滑轮、两端设有二级定滑轮并穿设于所述一级定滑轮中的钢丝绳、分别穿设于所述二级定滑轮中的用于与钢筋笼连接的钢丝绳。
10.在本公开的一些实施例中，在所述步骤（3）中，所述辊轴式防溢料斗包括用于插入桩孔的管型斗嘴、与所述斗嘴对应连接的方形斗槽、设置于斗嘴上边缘对应位置处的至少三组辊轴。
11.在本公开的一些实施例中，在所述步骤（4）中，停止副钩动作时钢筋笼吊起高度大于钢筋笼锥形端部至最近的组合吊带连接处间的距离。
12.在本公开的一些实施例中，在所述步骤（5）中，采用两台经纬仪对钢筋笼进行双向垂直测量、校正。
13.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：1. 由于采用了组合吊带，通过定滑轮滑动伸缩，调整长度，确保钢筋笼各吊点始终处于受力状态，进而保证钢筋笼整体受力，有效解决了现有技术起吊方式易局部受力而导致钢筋笼扭曲、变形、折断等问题，进而保证了超长钢筋笼起吊的整体性和完整性，减少了施工所需要的人力物力，大大降低了施工成本。
14.2. 在钢筋笼中穿入导入杆，增强超长钢筋笼的刚度及强度，有效解决了超长钢筋笼在整体起吊时以及插入混凝土后因刚度不足导致扭曲、变形、折断等问题，同时起到了在钢筋笼无法完全靠自重下插到位时，通过振捣辅助钢筋笼整体上完全入桩。
15.3.采用钢筋笼穿杆台架，解决了37m长3吨多重导入杆难以穿入钢筋笼的难题，加快了施工进度。
16.4.采用了辊轴式防溢料斗，一方面用于收集因下插钢筋笼和振动导入杆时占用桩身体积所溢出的混凝土，并防止下插钢筋笼后提出振动杆过程中桩口混凝土回流时渣土混入，避免造成桩头夹泥现象；另一方面其与钢筋笼相切的辊轴能利用辊轴转动便于钢筋笼顺畅下插，同时对超长钢筋笼的入桩起到有效的限位，保证桩身钢筋保护层厚度。
17.5.在钢筋笼下插及导入杆上提过程中始终开启振动锤进行振捣，一方面有效保证了钢筋笼下插到位以及与之相连的导入杆的顺利提出，另一方面，防止导入杆直接拔出过程中混凝土产生空洞，起到密实混凝土的作用。
附图说明
18.图1为本技术一实施例中超长钢筋笼入桩孔施工方法的流程图。
19.图2为本技术一实施例中穿杆台架的结构示意图。
20.图3为本技术一实施例中放置有钢筋笼的穿杆台架示意图。
21.图4为本技术一实施例中穿杆台架导入杆穿设示意图。
22.图5为本技术一实施例中履带吊吊带使用示意图。
23.图6为本技术一实施例中辊轴式防溢料斗的结构示意图。
24.以上各图中，1为导杆托轴/辊，2为托轴/辊架，3为钢筋笼，4为导入杆，5为履带吊，6为履带吊主钩，7为履带吊副钩，8为组合吊带，80为一级定滑轮，82为二级定滑轮，90为斗嘴，91为斗槽，92为辊轮。
具体实施方式
25.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。而本技术所涉及“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
26.以下实施例中所涉及的零部件、结构、机构等器件，如无特别说明，则均为常规市售产品。
27.为了更好的理解本技术技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
28.本例公开一种超长钢筋笼入桩孔施工方法，参见图1，包括如下步骤：（1）通过对应的穿杆台架将设有振动锤的导入杆穿设于具有锥形头的钢筋笼中，并将所述钢筋笼和振动锤连接。
29.由于超长超重的钢筋笼在起吊时会产生一定的弯曲，影响其垂直度，甚至造成扭曲、变形、折断等问题，进而造成下穿困难，影响施工质量；其次，在钢筋笼下插进桩孔内时，仅依靠自身重力无法下插至底，所以为了保证钢筋笼吊起时不过分弯曲，以及确保其能插入至孔底，故在钢筋笼中穿设一根直径33cm，壁厚20mm的无缝锰钢钢管制导入杆，通过穿设于钢筋笼内的导入杆，依靠导入杆的刚性以保证钢筋笼一定程度上的形状。此外，通过导入杆连接的振动锤，带动导入杆振动，进而推动钢筋笼进一步下插至底。
30.由于导入杆为超长超重结构，仅靠人力难以直接将导入杆穿入钢筋笼内，故采用穿杆台架辅助穿杆。参见图2-图4，穿杆台架包括若干用于穿设于钢筋笼中且与钢筋笼主筋垂直的导杆托轴/辊、若干固定于底座或地面基础上的托轴/辊架。其中，导杆托轴/辊高度小于钢筋笼半径，以便于钢筋笼与导杆托轴/辊间距离能确保导入杆顺利穿入后基本位于钢筋笼中心位置，且导杆托轴/辊中部设有契合于导入杆的限位槽，其能有效定位超长超重
导入杆，避免插入过程中导入杆偏离。施工顺序为将加工好的钢筋笼吊放于两排托轴/辊架间，将导杆托轴/辊穿过钢筋笼并分别置于对应托轴/辊架上，再由履带吊将导入杆吊放于首端导杆托轴/辊上，然后用推动导入杆，其借助导杆托轴/辊转动即可轻松将导入杆穿入钢筋笼中。
31.穿设完成后，采用钢丝绳将钢筋笼体与导入杆端部的振动锤相连，且确保导入杆另一侧的端部与钢筋笼锥形底部相抵，以便于实现力的传递，推动钢筋笼下插至桩底设计位置。
32.（2）将与履带吊副钩连接的组合吊带设于钢筋笼锥形头侧对应位置处，并将履带吊主钩与振动锤连接。
33.本实施例中的钢筋笼长度超过35m，且为保证钢筋笼刚度，钢筋笼中间穿设的导入杆长度达到37m，其采用直径33cm，壁厚20mm的无缝锰钢钢管焊接构成，端部连接有振动锤，提供动力源。由此，钢筋笼、振动锤加导入杆总重量超过5.6t，其中，依靠导入杆的刚度能一定程度的保证钢筋笼的垂直度，但极有可能造成导入杆和钢筋笼同时受损，因此，为保证超长超重的钢筋笼整体安全可靠的由水平状态到垂直吊起，避免扭曲、变形、折断等现象，需采用组合吊带辅助起吊。
34.参见图5，组合吊带包括用于与履带吊副钩连接的一级定滑轮、两端设有二级定滑轮并穿设于一级定滑轮中的钢丝绳、分别穿设于两二级定滑轮中的用于与钢筋笼对应连接的钢丝绳。其中，组合吊带中，穿设于两个二级定滑轮中的钢丝绳安装在靠近钢筋笼锥形头部侧，通过钢丝绳绳扣与钢筋笼固定。此外，该组合吊带在钢筋笼上共设置四个固定点，最靠近钢筋笼锥形头部的固定点设置于钢筋笼柱形笼体与锥形头交接处附近，且位于钢筋笼柱形笼体上；最远离钢筋笼锥形头部的固定点与最靠近钢筋笼锥形头部的固定点二者间的长度至少大于钢筋笼长度的一半，以便于组合吊带能对钢筋笼体中部提供尽可能的牵拉，防止钢筋笼的弯曲。
35.组合吊带组装固定完毕后，将履带吊的主钩与穿设于钢筋笼中的导入杆的头部设置的振动锤连接，起吊时，利用组合滑轮调整钢丝绳，使钢筋笼起吊受力均匀，起吊平稳，避免了钢筋笼变形损坏，消除了安全隐患。
36.（3）混凝土灌注完毕后且下插钢筋笼前，在桩口处设置与桩位中心重合的辊轴式防溢料斗。
37.在钢筋笼下插至桩孔前，一方面，为了防止插入钢筋笼的过程中，桩口泥土混入混凝土造成桩头夹泥，影响成桩质量；另一方面，由于钢筋笼超长超重的特点，其在吊起后在场地周围风力或惯性的影响下，会发生晃动，影响入桩，亦或入桩后由于晃动触碰孔壁，进而带动泥块进入桩身混凝土内，影响成桩质量。因此，为了保证钢筋笼下插至桩体的过程中能准确对位，且不发生偏斜，保证成桩质量，故在桩口设置辊轴式防溢料斗，且使料斗中心与桩位中心重合。
38.参见图6，辊轴式防溢料斗包括用于插入桩孔的管型斗嘴、与斗嘴对应连接的方形斗槽、设置于斗嘴上边缘对应位置处的至少三组辊轴。其中斗嘴的直径需小于灌注桩直径，以便于其能插入桩孔内固定；三组辊轴各包括三个与钢筋笼对应弧形分布的辊轮，在钢筋笼下插时实现对钢筋笼体的夹持，辊轴转动起到良好的导向作用，便于钢筋笼插入，同时辊轴还起到限位作用，防止钢筋笼来回摆动，触碰孔壁，保证桩身钢筋保护层厚度。此外，辊轴
式防溢料斗还可用于收集因下插钢筋笼和振动导入杆时占用桩身体积所溢出的混凝土，并防止下插钢筋笼后提出导入杆造成桩口混凝土回流时渣土混入混凝土中，造成桩头夹泥现象。
39.（4）履带吊主、副钩同时起吊，在钢筋笼离地一定高度后停止副钩动作，主钩慢速起吊，直至钢筋笼竖直吊起。
40.检查履带吊的主、副吊钩分别与钢筋笼连接的牢固性后，开始起吊。初始起吊时，主钩和副钩同时起吊，直至钢筋笼离地1米以后，副钩停止动作，主钩继续慢速吊起，此时，组合吊带的各钢丝绳会通过定滑轮自动调整其处于滑轮两端的长度，以保证钢筋笼各吊点始终处于受力状态，进而保证了钢筋笼的整体受力，避免了因局部受力所导致的钢筋笼弯折、扭曲等变形现象。主钩缓慢提升，直至钢筋笼被完全竖直吊起。在其他的一些实施例中，停止副钩动作时钢筋笼吊起高度为大于钢筋笼锥形端部至最近的组合吊带连接处间距离的其他高度，由此保证钢筋笼竖直吊起后，钢筋笼锥形头部不与地面发生触碰，避免对钢筋笼造成损坏。
41.（5）履带吊吊起钢筋笼移至桩位处，使钢筋笼通过辊轴式防溢料斗对准桩位中心后校正、调整钢筋笼的垂直度符合工程要求。
42.履带吊吊起钢筋笼后逐步移动至桩位处，此移动速度不宜过快，避免超重钢筋笼在惯性作用下发生晃动，与履带吊或其他设备发生碰撞，造成安全隐患。履带吊移动到位后，将钢筋笼插入至桩口处的辊轴式防溢料斗中，使钢筋笼体与防溢料斗的辊轴相接触，实现钢筋笼锥形头部的初步定位；然后，采用两台经纬仪对钢筋笼的垂直度进行双向校准，进一步保证钢筋笼体下插后钢筋与孔壁间的距离，从而确保钢筋保护层的厚度。其中，两台经纬仪至钢筋笼的连线相互垂直，从不同方向确认钢筋笼垂直度，实现精确的测量，进而调整履带吊位置，确保钢筋笼垂直下插。
43.（6）履带吊缓慢落钩，在钢筋笼靠自重插入速度减缓时启动振动锤振动，推动钢筋笼下插至设计标高。
44.钢筋笼对准桩心后，履带吊主钩缓慢下放，钢筋笼在其自重作用下，缓慢插入桩中。且根据下插深度，及时解除组合吊带与钢筋笼体的连接。当钢筋笼体在依靠其自身重量时，其下插速度明显减缓时，便需启动振动锤，进行辅助下插，由于导入杆与钢筋笼的锥形头部相抵，其另一端与振动锤相连，故可传递振动锤的能量，促使钢筋笼在振动下逐步实现下插，直至设计标高。
45.（7）断开振动锤与钢筋笼的连接，振动锤缓慢振动上提，直至导入杆从桩孔提出后关闭。
46.钢筋笼下插到位后，便可断开振动锤与钢筋笼连接的钢丝绳，此时保持振动锤的振动，缓慢提升履带吊主钩，将导入杆从桩孔中提出，通过振动以保证导入杆提出过程中混凝土的密实，避免夹杂空气后所导致的断桩风险。导入杆被完全提出桩孔后，便可关闭振动锤，由此完成超长超重钢筋笼的入桩施工。
47.本例公开的施工方法在运用组合吊带起吊后，不仅保证了钢筋笼的受力整体性，而且起吊更加平稳，更加安全，起吊速度大大提高，同时不需要挖掘机的配合，仅一台履带吊就能轻松起吊超长钢筋笼，效率更高，大大节约了施工成本，取得了良好的经济效益。经测算，每颗桩可节约329.17元，此外，辊轴式防溢料斗的使用不仅有效解决了桩头桩身混凝
土夹泥的难题，保证了钢筋笼的准确定位和钢筋保护层厚度，而且由于缩短了安插钢筋笼时间，减少了不必要的混凝土损失浪费，有效降低了施工成本，每颗桩另可节约789元。
48.尽管已描述了本发明的一些优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
49.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。