本發(fā)明涉及混凝土灌注領(lǐng)域的錨固裝置。

背景技術(shù)：

混凝土灌注樁是一種廣泛應(yīng)用于土木工程中的樁基，由鋼筋籠和現(xiàn)澆混凝土組成，如圖1所示，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(dǎo)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(dǎo)管向下沖向樁孔底部巖土體5后，混凝土3向上反彈并與預(yù)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?xí)愉摻罨\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(yán)重，對成樁質(zhì)量的不良影響越嚴(yán)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(zhǔn)確地估算重物的重量，當(dāng)重量小于上浮力時，鋼筋籠仍然上浮，解決不了問題；當(dāng)重量大于上浮力時，特別是當(dāng)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(yán)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，本發(fā)明提出了一種能夠?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。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種能夠?qū)摻罨\固定在樁孔底部的錨固裝置，該錨固裝置為扁球形(橄欖球形)或者圓球形錨固球1，安裝在混凝土灌注樁鋼筋籠2的底部。錨固球1由普通鋼筋構(gòu)成，其最大圓周直徑大于鋼筋籠直徑，略小于樁孔3的內(nèi)徑。

當(dāng)安裝有錨固裝置的鋼筋籠放置在混凝土灌注樁的樁孔后，錨固球在上部鋼筋籠的自重以及樁孔底部的巖土體的共同作用下產(chǎn)生豎向壓縮變形，同時也會產(chǎn)生水平方向的膨脹變形，錨固球與樁孔側(cè)壁4之間將產(chǎn)生相互擠壓，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上浮。

當(dāng)鋼筋籠的底部安裝錨固球1之后，混凝土6不僅對錨固球1的上部產(chǎn)生向下的作用力，使得錨固球1產(chǎn)生二次橫向變形，與樁孔側(cè)壁之間產(chǎn)生更大的擠壓力，鋼筋籠與巖土體之間的錨固更加牢固，同時可以部分抵消混凝土反沖7所產(chǎn)生的上浮力，能夠起到限制鋼筋籠上浮力的作用。

錨固球1的外觀最大直徑應(yīng)該等于或者接近樁孔3的直徑。

錨固球1的鋼筋布置方案為沿經(jīng)、緯線布置，其中大部分為沿經(jīng)線8布置，在錨固球上部的樁孔直徑范圍內(nèi)，沿緯線布置一些直徑較小的鋼筋10，當(dāng)灌注混凝土?xí)r可以產(chǎn)生較大的向下的作用力，經(jīng)線鋼筋與緯線鋼筋之間的空隙不得小于混凝土粗骨料的最大直徑。在錨固球下部不得設(shè)置緯線鋼筋，避免影響樁基底部渣石的上浮和清理。

錨固球1通過緯線鋼筋9與灌注樁鋼筋籠2焊接連接。

錨固球1的鋼筋直徑需要根據(jù)混凝土灌注樁的埋深和混凝土灌注樁的鋼筋籠直徑、樁孔直徑等條件確定。

本發(fā)明的優(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巖土體的共同作用下，錨固球產(chǎn)生橫向變形，與樁孔側(cè)壁的巖土體產(chǎn)生擠壓和摩擦力，從而將鋼筋籠固定在樁孔底部，可以有效地防止鋼筋籠在灌注混凝土過程中上浮，避免因鋼筋籠上浮造成壞樁和廢樁，特別是針對長深樁和超長深樁更加有效，大大提高混凝土灌注樁的施工質(zhì)量。

2、錨固球的制作簡單，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(yù)，自動化程度高，不會對成樁質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。

附圖說明

圖1現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于土木工程中的樁基

圖2鋼筋籠上浮機理示意圖

圖3錨固球的錨固機理示意圖

圖4錨固球的抗浮機理示意圖

圖5錨固球的構(gòu)造示意圖

圖6鋼筋籠與錨固球之間連接示意圖

圖7錨固球的組成

數(shù)字標(biāo)記

1—混凝土灌注樁鋼筋籠，2—錨固球鋼筋籠，3—樁孔，4—樁孔孔壁，8—經(jīng)線鋼筋，9、10—緯線鋼筋

具體實施方式

本發(fā)明提出一種能夠?qū)摻罨\固定在樁孔底部的錨固裝置，如圖3(a)所示。該錨固裝置為扁球形(橄欖球形)或者圓球形錨固球1，安裝在混凝土灌注樁鋼筋籠2的底部。錨固球1由普通鋼筋構(gòu)成，其最大圓周直徑大于鋼筋籠直徑，略小于樁孔3的內(nèi)徑。

本發(fā)明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：當(dāng)安裝有錨固裝置的鋼筋籠放置在混凝土灌注樁的樁孔后，錨固球在上部鋼筋籠的自重以及樁孔底部的巖土體的共同作用下產(chǎn)生豎向壓縮變形，同時也會產(chǎn)生水平方向的膨脹變形，錨固球與樁孔側(cè)壁4之間將產(chǎn)生相互擠壓，如圖3(b)和圖3(c)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上浮。

2、抵消混凝土反彈作用：傳統(tǒng)的鋼筋籠底部沒有鋼筋，其上浮機理如圖2所示。

當(dāng)鋼筋籠的底部安裝錨固球1之后，如圖4所示，混凝土6不僅對錨固球1的上部產(chǎn)生向下的作用力，使得錨固球1產(chǎn)生二次橫向變形，與樁孔側(cè)壁之間產(chǎn)生更大的擠壓力，鋼筋籠與巖土體之間的錨固更加牢固，同時可以部分抵消混凝土反沖7所產(chǎn)生的上浮力，能夠起到限制鋼筋籠上浮力的作用。

本發(fā)明關(guān)鍵技術(shù)點在于提出了可以變形的錨固球，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(shè)計計算的球形或者扁球形鋼筋籠，其基本構(gòu)成如圖5所示。

錨固球1的外觀最大直徑應(yīng)該等于或者接近樁孔3的直徑。

錨固球1的鋼筋布置方案為沿經(jīng)、緯線布置，其中大部分為沿經(jīng)線8布置，在錨固球上部的樁孔直徑范圍內(nèi)，沿緯線布置一些直徑較小的鋼筋10，當(dāng)灌注混凝土?xí)r可以產(chǎn)生較大的向下的作用力，經(jīng)線鋼筋與緯線鋼筋之間的空隙不得小于混凝土粗骨料的最大直徑。在錨固球下部不得設(shè)置緯線鋼筋，避免影響樁基底部渣石的上浮和清理。

錨固球1通過緯線鋼筋9與灌注樁鋼筋籠2焊接連接。

錨固球1的鋼筋直徑需要根據(jù)混凝土灌注樁的埋深和混凝土灌注樁的鋼筋籠直徑、樁孔直徑等條件確定。

圖6，圖7所示。

實施方式1：扁球形(橄欖球形)方案

當(dāng)樁孔直徑較大、樁基埋深較深的條件下，采用扁球形(橄欖球形)技術(shù)方案，有利于控制灌注樁樁身鋼筋籠的擺放，同時有利于錨固球產(chǎn)生橫向變形。

實施方案2：圓球形方案

當(dāng)樁孔直徑較小、樁基埋深較前的條件下，采用圓球形技術(shù)方案，制作簡單，施工方便。