本發明涉及土木工程基礎施工技術領域，具體地指一種混凝土灌注樁樁頭的破除裝置及其施工方法。

背景技術：

混凝土灌注樁因其質量可靠，施工技術成熟，地層適應性強，承載能力好，被廣泛應用于各類基礎工程。在混凝土灌注樁的施工中，為保證樁頭混凝土的質量，避免樁基端頭摻雜浮漿、泥漿的規范，要求灌注混凝土要超出設定的灌注樁樁頭標高0.5～1.0m，然后再鑿除該超出的部分(稱之為破樁頭)。為鑿除超出設定灌注樁樁頭部分的混凝土，目前普遍采用人工鑿除或人工輔助小型機械破除的方法。該方法由于從樁頭的四周向內進行破除，一方面破除過程中存在剔傷主筋的風險，另一方面受樁頭主筋內側樁體直徑較大進而破除厚度較大影響，存在破除工作量大，勞動強度大，施工速度慢，破除過程揚塵大、危險性較高等缺點，尤其不適用大直徑樁基樁頭的破除作業，而大直徑樁基又屬于當前橋梁樁基礎的發展趨勢。

技術實現要素：

本發明的目的就是要解決上述背景技術的不足，提供一種施工方便，人工勞動強度小、安全性高適用于大直徑樁基樁頭的破除作業的混凝土灌注樁樁頭的破除裝置及其施工方法。

為實現此目的，本發明所設計的混凝土灌注樁樁頭的破除裝置，它包括環形的主筋定位護筒，所述主筋定位護筒內開有與主筋對應的主筋定位槽，所述主筋定位護筒的頂部固定有起吊耳板和用于使鋼筋籠的支撐鋼筋穿過并對鋼筋籠的支撐鋼筋進行定位的鋼筋穿口支架；所述主筋定位護筒包括兩個同軸的環形內護筒和環形外護筒，所述環形內護筒的外壁與環形外護筒的內壁貼合固定，所述主筋定位槽包括開設于環形內護筒外壁上的第一主筋定位半槽和與第一主筋定位半槽對應、開設于環形外護筒的內壁上的第二主筋定位半槽。

優選的，所述主筋定位槽的頂端與主筋定位護筒的頂面存在距離，所述主筋定位槽的長度大于樁頭破除段的長度。

具體的，所述環形內護筒的頂端和底端分別設有兩塊第一螺栓定位板，所述環形外護筒的頂端和底端分別設有兩塊與第一螺栓定位板對應的第二螺栓定位板，所述第一螺栓定位板與第二螺栓定位板之間通過螺栓固定連接。

進一步的，所述環形內護筒頂端的兩塊第一螺栓定位板和環形內護筒底端的兩塊第一螺栓定位板均相對于主筋定位護筒的軸線對稱；所述環形外護筒頂端的兩塊第二螺栓定位板和環形外護筒底端的兩塊第二螺栓定位板也相對于主筋定位護筒的軸線對稱。

優選的，所述主筋定位護筒的頂部固定有至少兩個相對于主筋定位護筒的軸線對稱的起吊耳板。

進一步優選的，所述主筋定位護筒的頂部固定有兩個相對于主筋定位護筒的軸線對稱的鋼筋穿口支架，所述鋼筋穿口支架為固定于主筋定位護筒頂部的鋼筋所圍成的方形支架。

基于上述所述的一種混凝土灌注樁樁頭的破除裝置的施工方法，包括以下步驟：

1)、在完成樁孔鉆孔、下放最后一節鋼筋籠前，將環形內護筒的第一主筋定位半槽和環形外護筒的第二主筋定位半槽卡住主筋，使主筋定位護筒的底面位于樁頂設定標高的位置，并通過螺栓將第一螺栓定位板和第二螺栓定位板固定；

2)、將安裝有破除裝置的最后一節鋼筋籠放入樁孔中，將鋼筋籠的支撐鋼筋穿過鋼筋穿口支架，并將支撐鋼筋的兩頭置于鋪設于地面的枕木上進行固定，向樁孔內灌注混凝土，形成樁基；

3)、在樁基混凝土達到初凝強度后，將鋼筋籠的支撐鋼筋拆除，用吊機通過鋼絲繩連接起吊耳板并通過吊機將破除裝置拔出；

4)、樁基達到規范要求的強度后，開挖承臺基坑，當承臺基坑開挖完成并開挖出樁頭段后，對樁頭破除段的混凝土進行鑿除。

進一步的，所述步驟1中采用填充材料對主筋與主筋定位槽之間的間隙進行填塞。

優選的，所述步驟2中在混凝土澆筑快結束時，在樁頭頂端插入多個吊環，所述吊環包括兩根豎直的錨筋，兩根錨筋的頂端之間固定連接有半圓環形耳筋，所述多個吊環之間固定連接有架立筋。

進一步優選的，所述步驟4中首先采用氣動鑿巖機在樁頭破除段鑿出環向溝槽，然后打進數個楔子，并采用外力對楔子進行敲擊，將樁頭破除段混凝土楔斷至吊機可拔斷的程度后，將鋼絲繩系于吊環上，通過吊機起吊鋼絲繩將分離后需鑿除的樁頭部分整體吊出。

本發明的有益效果是：1、安全：取消了風鎬作業，消除了工程安全隱患；在垂直向上吊拉破除樁頭的過程中，主筋只起到豎向導向的作用，不產生水平擾動，最大程度的保護了主筋。2、快速：無需用風鎬清除，主筋無需向外微彎后，再向內扳回，所以主筋一次性完成包裹，同時廢棄樁頭段的截斷與吊出快速高效。3、經濟：減少了人力物力的投入，降低了施工成本。4、環保：施工過程中不會產生大量粉塵及噪音，剝離后的混凝土殘留物不需要二次清除，可以滿足在人口密集地區的施工要求。

附圖說明

圖1為本發明中破除裝置套設于鋼筋籠頂部放置于樁孔中的俯視圖；

圖2為圖1中a—a的剖視圖；

圖3為圖1中b—b的剖視圖；

圖4為本發明中環形內護筒的縱向截面圖；

圖5為本發明中環形外護筒的縱向截面圖；

其中，1—主筋定位護筒(1.1—環形內護筒，1.2—環形外護筒)，2—主筋，3—起吊耳板，4—鋼筋穿口支架，5—第一主筋定位半槽，6—第二主筋定位半槽，7—第一螺栓定位板，8—第二螺栓定位板，9—螺栓，10—樁孔，11—吊環(11.1—錨筋，11.2—半圓環形耳筋)，12—架立筋，13—箍筋，14—主筋定位槽。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

如圖1—5所示的混凝土灌注樁樁頭的破除裝置，包括環形的主筋定位護筒1，主筋定位護筒1包括兩個同軸的環形內護筒1.1和環形外護筒1.2，環形內護筒1.1的外壁與環形外護筒1.2的內壁貼合固定，主筋定位槽14包括開設于環形內護筒1.1外壁上的第一主筋定位半槽5和與第一主筋定位半槽5對應、開設于環形外護筒1.2的內壁上的第二主筋定位半槽6。主筋定位護筒1的頂部固定有兩個相對于主筋定位護筒1的軸線對稱的起吊耳板3。主筋定位護筒1的頂部固定有兩個相對于主筋定位護筒1的軸線對稱的鋼筋穿口支架4，鋼筋穿口支架4為固定于主筋定位護筒1頂部的鋼筋所圍成的方形支架。主筋定位槽14的頂端與主筋定位護筒1的頂面存在距離，主筋定位槽14的長度大于樁頭破除段的長度。環形內護筒1.1的頂端和底端分別設有兩塊第一螺栓定位板7，環形外護筒1.2的頂端和底端分別設有兩塊與第一螺栓定位板7對應的第二螺栓定位板8，第一螺栓定位板7與第二螺栓定位板8之間通過螺栓9固定連接。環形內護筒1.1頂端的兩塊第一螺栓定位板7和環形內護筒1.1底端的兩塊第一螺栓定位板8均相對于主筋定位護筒1的軸線對稱；環形外護筒1.2頂端的兩塊第二螺栓定位板8和環形外護筒1.2底端的兩塊第二螺栓定位板8也相對于主筋定位護筒1的軸線對稱。

本發明所設計的破除裝置的施工方法包括以下步驟：

1)、在完成樁孔鉆孔、下放最后一節鋼筋籠前，將環形內護筒1.1的第一主筋定位半槽5和環形外護筒1.2的第二主筋定位半槽6卡住主筋2，使主筋定位護筒1的底面位于樁頂設定標高的位置，并通過螺栓9將第一螺栓定位板7和第二螺栓定位板8固定；采用填充材料對主筋2與主筋定位槽14之間的間隙進行填塞。

2)、將安裝有破除裝置的最后一節鋼筋籠放入樁孔10中，將鋼筋籠的支撐鋼筋穿過鋼筋穿口支架4，并將支撐鋼筋的兩頭置于鋪設于地面的枕木上進行固定，向樁孔10內灌注混凝土，形成樁基；在混凝土澆筑快結束時，在樁頭頂端插入多個吊環11，吊環11包括兩根豎直的錨筋11.1，兩根錨筋的頂端之間固定連接有半圓環形耳筋11.2，多個吊環2之間固定連接有架立筋12。

3)、在樁基混凝土達到初凝強度后，將鋼筋籠的支撐鋼筋拆除，用吊機通過鋼絲繩連接起吊耳板3并通過吊機將破除裝置拔出；

4)、樁基達到規范要求的強度后，開挖承臺基坑，當承臺基坑開挖完成并開挖出樁頭段后，首先采用氣動鑿巖機在樁頭破除段鑿出環向溝槽，然后打進數個楔子，并采用外力對楔子進行敲擊，將樁頭破除段混凝土楔斷至吊機可拔斷的程度后，將鋼絲繩系于吊環11上，通過吊機起吊鋼絲繩將分離后需鑿除的樁頭部分整體吊出。

本發明在下鋼筋籠之前，在鋼筋籠上安裝了一種內護筒結構(破除裝置)，實現了樁頭破除段混凝土與主筋2之間零接觸，并減少了樁頭破除段截面混凝土的面積，降低了樁頭的抗拔力。同時，混凝土頂端埋設的吊環11方便了廢棄樁頭段的截斷吊出，大大加快樁頭鑿除速度，降低了施工成本。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明的結構做任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明的技術方案的范圍內。