本實用新型涉及混凝土灌注領(lǐng)域的錨固裝置。

背景技術(shù)：

如圖1，混凝土灌注樁是一種廣泛應用于土木工程中的樁基，由鋼筋籠和現(xiàn)澆混凝土組成，其施工過程主要有三個步驟：(a)鉆孔→(b)放置鋼筋籠→(c)灌注混凝土→(d)成樁。

在灌注混凝土過程中，混凝土1沿插入樁孔底部的導管2注入樁孔底部，至下而上灌滿樁孔?；炷?以較高的速度沿導管2向下沖向樁孔底部巖土體5后，混凝土3向上反彈并與預先放置的鋼筋籠4發(fā)生劇烈碰撞和擠壓，整個過程如圖2所示。在這個過程中，向上反彈的混凝土3會帶動鋼筋籠4一起向上浮動。在灌注的初期，由于鋼筋籠4的自重不足以平衡混凝土反彈所產(chǎn)生的上浮力，鋼筋籠4會向上移動，造成混凝土灌注樁下部鋼筋缺失，對成樁質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，而且樁基的埋深越大，鋼筋籠的上浮越嚴重，對成樁質(zhì)量的不良影響越嚴重。

為了防止鋼筋籠上浮，施工單位一般會在鋼筋籠的上部放置重物以平衡混凝土反沖所產(chǎn)生的上浮力，但是這種方法不能夠準確地估算重物的重量，當重量小于上浮力時，鋼筋籠仍然上浮，解決不了問題；當重量大于上浮力時，特別是當樁基超過一定深度時，在頂部重物的壓力和底部強大的反沖力的共同作用下，鋼筋籠中的縱向鋼筋會產(chǎn)生屈曲，嚴重影響成樁質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決混凝土灌注樁施工過程中出現(xiàn)的上述問題，本實用新型提出了一種能夠?qū)摻罨\與樁孔底部巖土體錨固的裝置，該裝置一方面能夠?qū)摻罨\的底部錨固在樁基的巖土體上，另一方面能夠使混凝土的反沖力相互平衡，從根本上解決鋼混凝土灌注樁在施工過程中的筋籠上浮問題。

本實用新型技術(shù)方案：

一種能夠?qū)摻罨\，其特征在于，為固定在灌注樁樁孔側(cè)壁4上的錨固裝置，該錨固裝置為傘形可變形錨固叉1，安裝在混凝土灌注樁鋼筋籠2的底部，

所述傘形可變形錨固叉1的基本構(gòu)造，由內(nèi)支撐環(huán)5、外支撐環(huán)6、四個以上呈對稱分布的叉桿7，導軌8和張力彈簧12等主要構(gòu)件組成。

所述外支撐環(huán)6的構(gòu)造，由套筒14、水平支撐桿15和外環(huán)16三個部分組成。

所述內(nèi)支撐環(huán)5通過內(nèi)支撐環(huán)鉸鏈9與叉桿7相連，同時與導軌8采用螺母13相連；外支撐環(huán)6的直徑與鋼筋籠2的直徑相同，并且與鋼筋籠2的豎向鋼筋焊接在一起，外支撐環(huán)6通過套筒14嵌套在導軌8上，可以沿導軌8的軸線上下滑動；叉桿套筒10通過外支撐環(huán)鉸鏈11與外支撐環(huán)6相連；叉桿7的一端通過內(nèi)支撐環(huán)鉸鏈9與內(nèi)支撐環(huán)5相連，另一端則穿入叉桿套筒10，可以在叉桿套筒10內(nèi)沿其軸線滑動；在內(nèi)支撐環(huán)5和外支撐環(huán)6之間安裝有張力彈簧12。

本實用新型的優(yōu)點和有益效果如下：

1、錨固原理簡單：在鋼筋籠的自重和樁孔底部向上反力的共同作用下，叉桿7能夠自動向外撐開，插入樁孔孔壁的巖土體中，從而將鋼筋籠2的底部固定，可以有效地防止混凝土灌注過程中所引起的鋼筋籠上浮，特別是針對長深樁和超長深樁更加有效，能夠有效地避免因鋼筋籠上浮造成壞樁和廢樁，提高混凝土灌注樁的施工質(zhì)量。

2、制作簡單，費用少，具有很高的經(jīng)濟效益。

3、施工過程中不需要人工干預，自動化程度高，不會對成樁質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。

附圖說明

圖1現(xiàn)有技術(shù)中應用于土木工程中的樁基

圖2鋼筋籠上浮機理示意圖

圖3鋼筋籠與錨固叉之間的構(gòu)造

圖4傘形可變形錨固叉的基本組成

圖5錨固叉的構(gòu)造詳圖

圖6外支撐環(huán)構(gòu)件

圖7傘形可變形錨固叉的工作示意圖

圖8混凝土對鋼筋籠的反沖作用

圖9錨固叉的抗浮機理示意圖

圖10灌注樁鋼筋籠與錨固叉之間的構(gòu)造關(guān)系

圖11錨固叉構(gòu)件分解圖

圖12錨固叉構(gòu)件組裝

圖13錨固叉組裝效果

圖14外支撐環(huán)構(gòu)造

數(shù)字標記

1—錨固叉；2—混凝土灌注樁鋼筋籠；3—灌注樁樁孔；4—巖土體；5—內(nèi)支撐環(huán)；6—外支撐環(huán)；7—叉桿；8—導軌；9—內(nèi)支撐環(huán)鉸鏈；10—叉桿套筒；11—外支撐環(huán)鉸鏈；12—張力彈簧；13—緊固螺母；14—套筒；15—水平支撐桿；16—外環(huán)。

具體實施方式

本實用新型提出一種能夠?qū)摻罨\2固定在灌注樁樁孔側(cè)壁4上的錨固裝置，該錨固裝置為傘形可變形錨固叉1，安裝在混凝土灌注樁鋼筋籠2的底部，如圖3所示。

傘形可變形錨固叉1的基本構(gòu)造，如圖4所示，由內(nèi)支撐環(huán)5、外支撐環(huán)6、四個以上呈對稱分布的叉桿7，導軌8和張力彈簧12等主要構(gòu)件組成。

外支撐環(huán)6的構(gòu)造如圖6所示，由套筒14、水平支撐桿15和外環(huán)16三個部分組成。

傘形可變形錨固叉1的構(gòu)造如圖4、圖5、圖6所示，其中內(nèi)支撐環(huán)5通過內(nèi)支撐環(huán)鉸鏈9與叉桿7相連，同時與導軌8采用螺母13相連；外支撐環(huán)6的直徑與鋼筋籠2的直徑相同，并且與鋼筋籠2的豎向鋼筋焊接在一起，外支撐環(huán)6通過套筒14嵌套在導軌8上，可以沿導軌8的軸線上下滑動；叉桿套筒10通過外支撐環(huán)鉸鏈11與外支撐環(huán)6相連；叉桿7的一端通過內(nèi)支撐環(huán)鉸鏈9與內(nèi)支撐環(huán)5相連，另一端則穿入叉桿套筒10，可以在叉桿套筒10內(nèi)沿其軸線滑動；在內(nèi)支撐環(huán)5和外支撐環(huán)6之間安裝有張力彈簧12。

如圖7所示，本實用新型所述的傘形可變形錨固叉的工作分為以下兩個階段：

(a)在鋼筋籠下放過程中，如圖7(a)所示，錨固叉1的下部處于自由狀態(tài)，不受外力作用，在張力彈簧12、自重和灌注樁孔壁的的共同作用下，叉桿7處于收緊狀態(tài)。叉桿7不會影響鋼筋籠的灌注樁樁孔內(nèi)的下放和提升。

(b)當鋼筋籠下放至灌注樁的樁孔底部時，如圖7(b)所示，在鋼筋籠整體自重和樁孔底部向上的反力共同作用下，錨固叉1會像雨傘一樣張開，叉桿7會插入灌注樁孔壁的巖土體內(nèi)，此時將對鋼筋籠2起到錨固的作用。

本實用新型所述的錨固裝置的抗上浮作用有以下兩個方面：

1、錨固作用：如上所述，當安裝有錨固裝置的鋼筋籠放置在混凝土灌注樁的樁孔底部后，叉桿7將插入樁孔側(cè)壁的巖土體內(nèi)或者與巖土體產(chǎn)生相互擠壓，如圖7(b)所示。從而將鋼筋籠錨固在樁孔的底部，防止鋼筋籠在混凝土反沖力的作用下向上浮起。

2、抵消混凝土反彈作用：傳統(tǒng)的鋼筋籠底部沒有鋼筋，當混凝土沖入樁孔底部時會向上反彈，會帶動鋼筋籠上浮，其上浮機理如圖8所示。

當鋼筋籠2的底部安裝錨固叉1之后，如圖9所示，混凝土對錨固叉1的外支撐環(huán)產(chǎn)生向下的沖擊，使得叉桿7的張開角度更大，叉桿與樁孔側(cè)壁之間會產(chǎn)生更大的擠壓力，鋼筋籠與巖土體之間的錨固將更加牢固。

本實用新型關(guān)鍵技術(shù)點在于提出了傘形可變形錨固叉，是一個根據(jù)混凝土灌注樁具體埋深和樁孔及樁基條件，經(jīng)過設計計算的可張開和閉合的傘形鋼結(jié)構(gòu)。

錨固叉1的外支撐環(huán)6的最大直徑等于灌注樁鋼筋籠2的直徑，與鋼筋籠2的豎向鋼筋焊接下為一體。

外支撐環(huán)6由內(nèi)套筒14、水平支撐桿15和外環(huán)16三個部分組成。內(nèi)套筒14為光滑圓管，嵌套在導軌8上，起到限制導軌8水平位移的作用，導軌8可以沿內(nèi)套筒14的軸線上、下滑動；水平支撐桿15由在水平面內(nèi)呈對稱布置的構(gòu)件組成，至少需要四根，起到固定內(nèi)套筒14的作用；在外環(huán)16上安裝有若干個外支撐環(huán)鉸鏈11，用來固定叉桿套筒10。

錨固叉1的內(nèi)支撐環(huán)5通過螺母13固定在導軌8的底部，同時在其外側(cè)安裝有若干個內(nèi)支撐環(huán)鉸鏈9，用來固定叉桿7。

導軌8的頂部的外徑大于外支撐環(huán)內(nèi)套筒的內(nèi)徑，能夠限制導軌8的最大軸向位移，防止其從內(nèi)套筒脫出，同時也能夠防止叉桿7從叉桿套筒10中脫出。

叉桿7嵌套在叉桿套筒10內(nèi)，兩者之間能夠沿軸線產(chǎn)生相對滑動，叉桿7的一端切削成為尖狀，另一端則通過內(nèi)環(huán)支撐鉸鏈9固定在內(nèi)支撐環(huán)5上。

在內(nèi)支撐環(huán)5和外支撐環(huán)6之間安裝有張力彈簧12，在鋼筋籠下放過程中能夠保持叉桿7處于收緊狀態(tài)，不會對施工產(chǎn)生影響。

實施方式：

1、錨固叉的組裝次序：

將叉桿套筒10通過外支撐環(huán)鉸鏈11安裝在外支撐環(huán)6上；

將叉桿7插入叉桿套筒10內(nèi)，另一端通過內(nèi)支撐環(huán)鉸鏈9安裝在內(nèi)支撐環(huán)5上；

將導軌8插入套筒14，將張力彈簧套在導軌8上，然后將導軌8用緊固螺母13安裝在內(nèi)支撐環(huán)5上。

2、錨固叉與灌注樁鋼筋籠的連接

將錨固叉1的外支撐環(huán)6焊接在灌注樁鋼筋籠2的底部的縱向鋼筋上，形成帶有錨固裝置的鋼筋籠。