大直径桩基钢筋笼支撑装置及应用该支撑装置的施工方法与流程

[0001]
本申请涉及大直径桩基施工的领域，尤其是涉及大直径桩基钢筋笼支撑装置及应用该支撑装置的施工方法。


背景技术：

[0002]
大直径钻孔灌注桩是指采用钻孔方式成孔，然后安放钢筋笼，灌注混凝土所形成的大直径桩。近年来，随着经济发展及跨江河桥梁的增多，大直径桩的应用越来越普遍。
[0003]
由于大直径桩的长度一般较长，故其使用的钢筋笼一般采用多段，在钢筋笼沉入桩基孔时再依次进行连接，在连接时起吊设备吊起上方的钢筋笼，而下方的钢筋笼就需要对其进行支撑，才能进行连接。相关技术中采用在钢筋笼内插入钢管或钢板，将钢管或钢板的两端放置于桩基孔旁地面的枕木上，将钢筋笼撑住。
[0004]
发明人发现，上述方案对钢筋笼进行支撑时，在两个钢筋笼进行连接时，因受力不均容易产生晃动，导致施工困难且较为危险。


技术实现要素：

[0005]
为了提升对钢筋笼支撑的稳定性，本申请提供一种大直径桩基钢筋笼支撑装置及应用该支撑装置的施工方法。
[0006]
第一方面，本申请提供的一种大直径桩基钢筋笼支撑装置，采用如下的技术方案：大直径桩基钢筋笼支撑装置，包括成闭合状态的支撑架，所述支撑架内穿设有支撑件，所述支撑件沿支撑架的径向与支撑架滑动连接，所述支撑件沿支撑架的周向阵列有多个；所述支撑架放置于桩基孔的上方，所述支撑架内设有供钢筋笼穿过的穿孔。
[0007]
通过采用上述技术方案，当钢筋笼沉入桩基孔内时，将支撑件朝向穿孔的中心处滑动，对钢筋笼进行支撑，相比于直接采用钢管和钢板，支撑架内缘距钢筋笼距离较小，并且多个沿桩基孔周向阵列的支撑件的支撑更加稳定，利于钢筋笼的连接；同时支撑架安装于桩基孔旁的底面上，也更稳定，不易导致支撑件的移位，提升了安全性。
[0008]
优选的，所述支撑架呈正方形，包括四根首尾依次连接的第一连接件，所述支撑架内沿其长度方向设有第二连接件，所述第二连接件的一端与一个第一连接件连接，另一端与另一个第一连接件连接，所述第二连接件沿支撑架的宽度方向相对设置；两个所述第二连接件间连接有第三连接件，所述第三连接件沿第二连接件的长度方向相对设置，所述穿孔位于第二连接件和第三连接件之间；所述第二连接件和第三连接件均被支撑件穿过。
[0009]
通过采用上述技术方案，第二连接件和第三连接件增加了支撑架的强度，每个支撑件都穿过两个连接件，增加了支撑件支撑的稳定性，减少了支撑架因承受重量过高而变形的可能。
[0010]
优选的，所述第二连接件与第三连接件的交界处均设有加强肋，所述加强肋的一端与第二连接件连接，另一端与第三连接件连接，所述加强肋位于穿孔内；
所述第二连接件与第一连接件间连接有第四连接件，所述第四连接件沿第二连接件的长度方向设有多个。
[0011]
通过采用上述技术方案，加强肋和第四支撑件进一步对支撑架进行加强，减少支撑件支撑钢筋笼时，支撑架变形的可能。
[0012]
优选的，所述第一连接件、第二连接件、第三连接件、加强肋和第四连接件均采用工字钢。
[0013]
通过采用上述技术方案，工字钢承受横截面方向载荷的能力较强，可进一步减少支撑架变形的可能。
[0014]
优选的，所述第一连接件、第二连接件和第三连接件上均设有加强板，所述加强板被支撑件穿过。
[0015]
通过采用上述技术方案，加强板可进一步增加对支撑件的支撑能力，减少支撑件受力时，因第一连接件、第二连接件和第三连接件被支撑件穿过，截面减小而导致支撑架变形的可能。
[0016]
第二方面，本申请提供的一种大直径桩基钢筋笼的施工方法，采用如下的技术方案：一种大直径桩基钢筋笼的施工方法，包括如下步骤：放置支撑装置步骤，将支撑架放置于桩基孔旁的地面上，使穿孔位于桩基孔的中心处；起吊钢筋笼步骤，利用起吊设备将钢筋笼吊起，控制钢筋笼穿过穿孔，沉入桩基孔内；支撑钢筋笼步骤，当钢筋笼下放至顶端第一道加强筋靠近支撑架时，将多个支撑件均朝向穿孔的中心处滑动，使得钢筋笼的加强筋沿竖直方向的投影与支撑件相交，然后起吊设备控制钢筋笼继续下落，使得钢筋笼顶端第一道加强筋落于多个支撑件上；钢筋笼连接步骤，支撑件将钢筋笼支撑住后，将钢筋笼与起吊设备间的连接松开，起吊设备吊起另一个钢筋笼,使新吊起的钢筋笼与被支撑件支撑的钢筋笼同轴线，然后将两个钢筋笼连接，重复支撑钢筋笼步骤和钢筋笼连接步骤直到只剩最后一个钢筋笼；安装吊筋步骤，起吊设备将最后一节钢筋笼沉入桩基孔，当最后一个钢筋笼顶端第一道加强筋被支撑件支撑时，在最后一个钢筋笼的顶端安装吊筋，吊筋的数量和位置均与支撑件对应，然后起吊设备将最后一个钢筋笼吊起，将支撑件抽回，再将最后一个钢筋笼下降，使最后一个钢筋笼顶端第一道加强筋位于支撑件的下方，然后将支撑件插入吊筋内，再控制最后一个钢筋笼继续下降，使吊筋被支撑件吊住，最后解除最后一个钢筋笼与起吊设备的连接。
[0017]
通过采用上述技术方案，支撑件对钢筋笼进行支撑，提升钢筋笼连接的稳定性和安全性，进而提升钢筋笼的连接质量，同时在最后一个钢筋笼的上方焊接吊筋，吊筋相对再设置一节钢筋笼而言，可节省较多的钢筋。
[0018]
优选的，所述起吊设备上设有用于与钢筋笼连接的吊具，所述吊具包括顶板、第一吊杆和第二吊杆，所述第一吊杆与第二吊杆垂直交叉设置，且安装于顶板的底面上，所述第一吊杆内沿其长度方向开设有第一滑槽，所述滑槽沿第一吊杆的长度方向相对设置，所述第一滑槽内沿其长度方向转动连接有第一螺杆，所述第一螺杆上螺纹连接有第一滑块，两个所述第一螺杆的相对端上均固定有第一锥齿轮；所述第二吊杆内沿其长度方向开设有第二滑槽，所述第二滑槽内沿其长度方向转动连
接有第二螺杆，所述第二螺杆沿其轴向相对设有两个螺纹段，两个所述螺纹段上均螺纹连接有第二滑块，所述第二螺杆上同轴固定有第二锥齿轮；所述顶板上安装有第一电机，所述第一电机的输出轴穿过顶板并固定有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮与两个第一锥齿轮均啮合，所述第一电机的输出轴上还固定有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所述第一滑块和第二滑块朝向背离顶板的一端均设有吊绳。
[0019]
通过采用上述技术方案，钢筋笼在吊装时，多根吊绳一般沿钢筋笼的周向安装，多根吊绳远离钢筋笼的一端均从吊具的中心处延伸而出，使得在吊装钢筋笼时，吊绳对钢筋笼施加朝向钢筋笼轴线位置的拉力，导致钢筋笼朝向其轴线方向而变形，为了减少产生这种变形的可能，设计使得吊绳可沿钢筋笼径向调节，使得吊绳在吊装时处于竖直状态，减少钢筋笼变形的可能；同时第一锥齿轮与第三锥齿轮、第二锥齿轮与第四锥齿轮的啮合，使得第一电机可同时带动三根螺杆转动，而三根螺杆及螺纹段的设置又可使第一滑块和第二滑块同时同速同向运动，实现同步调节，还可根据钢筋笼的尺寸通过控制电机的输出轴的转动角度使吊绳直接调节到位，增加了吊装的便捷性。
[0020]
优选的，所述第一电机的输出轴穿过顶板的部分上还固定有直齿轮，所述顶板的底面上沿直齿轮的径向滑动连接有推板，所述顶板的顶面上安装有第二电机，所述第二电机的输出轴穿过顶板固定有驱动齿轮，所述推板上设有与驱动齿轮啮合的齿条，所述推板朝向直齿轮的一端设有锁紧齿板，所述锁紧齿板上设有与直齿轮啮合的啮合齿。
[0021]
通过采用上述技术方案，第二电机启动，带动驱动齿轮转动，驱动齿轮再带动推板移动，将锁紧齿板推向直齿轮，使啮合齿与直齿轮啮合，将直齿轮固定。
[0022]
优选的，所述推板朝向直齿轮的一端设有第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆与第二连接杆沿推板的宽度方向相对设置，所述第一连接杆与锁紧齿板连接，所述第二连接杆远离推板的一端设有固定齿；所述第一吊杆和第二吊杆内还设有底板，所述固定齿和锁紧齿板均沿直齿轮的径向与底板滑动连接。
[0023]
通过采用上述技术方案，推板移动可同时带动固定齿和锁紧齿朝向直齿轮移动，对直齿轮进行固定，减少直齿轮转动的可能。
[0024]
优选的，所述固定齿与锁紧齿板的滑动方向相互垂直，所述推板与固定齿的滑动方向间的夹角为45度。
[0025]
通过采用上述技术方案，推板移动时，固定齿和锁紧齿板的移动距离一致，减少固定齿和锁紧齿板不能同时对直齿轮固定的可能。
[0026]
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.通过支撑件和支撑架的设置，具有对钢筋笼支撑的稳定性较高、便于钢筋笼的连接的效果；2.通过第二连接件、第三连接件、第四连接件、加强筋和加强板的设置，提升了支撑架的强度，增加支撑件支撑的稳定性。
附图说明
[0027]
图1是本申请实施例中体现支撑装置的结构示意图。
[0028]
图2是本申请实施例中体现吊具的结构示意图。
[0029]
图3是本申请实施例中体现第一滑块、第二滑块、第一螺杆和第二螺杆的结构示意图。
[0030]
图4是本申请实施例中体现第一滑槽、第二滑槽、凸块和凹槽的结构示意图。
[0031]
图5是图4中a部的局部放大图。
[0032]
图6是本申请实施例中体现直齿轮、第二电机、推板、固定齿和锁紧齿板的结构示意图。
[0033]
图7是本申请实施例中体现第一t形块、第一t形槽、第二t形块、第二t形槽和第三t形块、第三t形槽的结构示意图。
[0034]
图8是图7中b部的局部放大图。
[0035]
图9是本申请实施例中体现钢筋笼的结构示意图。
[0036]
附图标记说明：1、支撑架；11、支撑件；12、第一连接件；13、第二连接件；14、第三连接件；15、第四连接件；16、加强肋；17、加强板；18、吊环；2、吊具；21、顶板；211、第一电机；212、直齿轮；213、第三锥齿轮；214、第四锥齿轮；215、第二电机；2151、驱动齿轮；216、推板；2161、齿条；2162、第一连接杆；2163、第一滑杆；2164、第二连接杆；2165、第二滑杆；2167、第一t形块；217、第一t形槽；22、第一吊杆；221、第一滑槽；2211、凹槽；222、第一螺杆；223、第一滑块；2231、凸块；224、吊绳；225、第一锥齿轮；23、第二吊杆；231、第二滑槽；232、第二螺杆；2331、第二滑块；234、第二锥齿轮；25、底板；251、锁紧齿板；2511、啮合齿；2512、第一腰形槽；2513、第二t形块；252、固定齿；2521、第二腰形槽；2522、第三t形块；253、第二t形槽；254、第三t形槽；3、钢筋笼；31、加强筋；32、竖向筋；321、长筋；322、短筋；33、吊筋。
具体实施方式
[0037]
以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。
[0038]
本申请实施例一种大直径桩基钢筋笼支撑装置。
[0039]
参照图1，支撑装置包括支撑架1，支撑架1包括四根首尾依次连接且长度一致的第一连接件12，支撑架1内沿其长度方向设有第二连接件13，第二连接件13的一端与一个第一连接件12焊接，另一端与另一个第一连接件12焊接，第二连接件13沿支撑架1的宽度方向相对设置。两个第二连接件13间焊接有第三连接件14，第三连接件14沿第二连接件13的长度方向相对设置，两个第三连接件14之间的距离与第三连接件14的长度一致，两个第二连接件13与两个第三连接件14间形成有穿孔，用于供钢筋笼3穿过。支撑架1的四边均设有支撑件11，四个支撑件11均朝向支撑架1的中心设置，每个支撑件11均同时穿过第一连接件12与第二连接件13或第一连接件12与第三连接件14。
[0040]
参照图1，第一连接件12与第二连接件13间还焊接有第四连接件15，第四连接件15沿第二连接件13的长度方向设有多个，可以是两个，也可以是三个。第二连接件13与第三连接件14的交界处均设有加强肋16，加强肋16的一端与第二连接件13焊接，另一端与第三连接件14焊接，同时加强肋16位于穿孔内，用于增加第二连接件13与第三连接件14的连接强度。第一连接件12、第二连接件13、第三连接件14、加强肋16和第四连接件15均采用工字钢，即横截面为工字形，工字钢强度较高，尤其是承受横截面各个方向的载荷的能力较强，进而增加对钢筋笼3的支撑能力。
[0041]
参照图1，为减少支撑架1与支撑件11的接触处变形的可能，第一连接件12、第二连接件13和第三连接件14上均设有供支撑件11穿过的加强板17，加强板17可以设置于第一连接件12、第二连接件13和第三连接件14背离穿孔的一端，也可设置于第一连接件12、第二连接件13和第三连接件14朝向穿孔的一端，也可以两端均设置。支撑件11可以是厚度较大的钢板，也可以是多个钢板拼焊而成。
[0042]
参照图1，支撑架1的下方放置有枕木，枕木沿支撑架1的周向设有四个，分别对应两个第二连接件13和两个第三连接件14，每个枕木的顶面均平齐，放置枕木时需先将地面夯实整平，用于减少支撑架1在支撑钢筋笼3时出现下陷情况的可能。支撑架1上还焊接有吊环18，便于吊装，吊环18设有四个，分别位于两个第三连接件14的两端。
[0043]
参照图2，起吊设备上设有吊具2，用于与被吊装的物品连接。吊具2包括顶板21、第一吊杆22和第二吊杆23，第一吊杆22与第二吊杆23垂直交叉设置，且固定连接于顶板21的底面上。顶板21上安装有第一电机211，第一电机211的输出轴穿过顶板21并固定有第三锥齿轮213和第四锥齿轮214。
[0044]
参照图3和图4，第一吊杆22内沿其长度方向开设有第一滑槽221，滑槽沿第一吊杆22的长度方向相对设置，第一滑槽221内沿其长度方向转动连接有第一螺杆222，两个第一螺杆222上均固定有与第三锥齿轮213啮合的第一锥齿轮225，即第三锥齿轮213同时带动两个第一锥齿轮225转动。第二吊杆23内沿其长度方向开设有第二滑槽231，第二滑槽231内沿其长度方向转动连接有第二螺杆232，第二螺杆232上固定有与第四锥齿轮214啮合的第二锥齿轮234。
[0045]
参照图4和图5，第一螺杆222上螺纹连接有第一滑块223，两个第一螺杆222的旋向相反，使得两个第一螺杆222同时转动时，两个第一滑块223相对或相背移动；第二螺杆232沿其轴向相对设有两个螺纹段，两个螺纹段上均螺纹连接有第二滑块2331，使得第二螺杆232转动时，两个第二滑块2331相对或相背移动。第三锥齿轮213与第一锥齿轮225的传动比和第四锥齿轮214与第二锥齿轮234的传动比一致，第一螺杆222与第二螺杆232上的螺纹的螺距、大径和齿形均一致。第一滑块223和第二滑块2331朝向背离顶板21的一端均固定连接有吊绳224，即有四根吊绳224，对称设置以提升吊装的稳定性。第一滑块223和第二滑块2331的两端均固定连接有凸块2231，第一滑槽221和第二滑槽231的侧壁上则均开设有与凸块2231滑动连接凹槽2211，便于滑块滑动，同时起支撑作用。
[0046]
参照图6，第一电机211的输出轴穿过顶板21的部分上还固定有直齿轮212，第一吊杆22与第二吊杆23内还安装有底板25，直齿轮212位于底板25与顶板21之间。
[0047]
参照图7和图8，顶板21的底面上沿直齿轮212的径向滑动连接有推板216，推板216朝向顶板21的一端固定连接有第一t形块2167，顶板21上开设有供第一t形块2167滑动的第一t形槽217。顶板21的顶面上安装有第二电机215，第二电机215的输出轴穿过顶板21固定有驱动齿轮2151，推板216的侧壁上固定连接有与驱动齿轮2151啮合的齿条2161。
[0048]
参照图6，推板216朝向直齿轮212的一端固定连接有第一连接杆2162和第二连接杆2164，第一连接杆2162与第二连接杆2164沿推板216的宽度方向相对设置，第一连接杆2162远离推板216的一端设有锁紧齿板251，锁紧齿板251上一体成型有与直齿轮212啮合的啮合齿2511，第二连接杆2164远离推板216的一端则设有固定齿252。第一连接杆2162朝向锁紧齿板251的一端固定连接有第一滑杆2163，锁紧齿板251上开设有供第一滑杆2163滑动
的第一腰形槽2512。第二连接杆2164朝向固定齿252的一端固定有第二滑杆2165，固定齿252上开设有供第二滑杆2165滑动的第二腰形槽2521。固定齿252和锁紧齿板251均沿直齿轮212的径向与底板25滑动连接，第一腰形槽2512垂直于锁紧齿板251的滑动方向开设，第二腰形槽2521垂直于固定齿252的滑动方向开设。
[0049]
参照图7，固定齿252朝向底板25固定连接有第二t形块2513，底板25上开设有供第二t形块2513滑动的第二t形槽253，锁紧齿板251朝向底板25固定连接有第三t形块2522，底板25上开设有供第三t形块2522滑动的第三t形槽254。固定齿252与锁紧齿板251的滑动方向相互垂直，同时推板216的滑动方向与固定齿252的滑动方向间的夹角为45度，使得推板216带动固定齿252和锁紧齿板251运动时，锁紧齿板251和固定齿252的移动距离一致。
[0050]
钢筋笼3包括加强筋31和竖向筋32，加强筋31呈圆形，竖向筋32沿加强筋31的轴向与加强筋31连接，竖向筋32沿加强筋31的周向阵列有若干个，加强筋31还沿竖向筋32阵列有多个。钢筋笼3连接端的竖向筋32包括长筋321和短筋322，长筋321和短筋322沿加强筋31的周向错开设置，便于两个钢筋笼3进行连接。最后一个钢筋笼3远离连接端的一端焊接有吊筋33，吊筋33设有四个，且分别与四个支撑件11的位置对应，吊筋33可以是倒u形，用于套于支撑件11上。吊筋33的长度以位于最下方的钢筋笼达到预设深度为准。
[0051]
本申请实施例还公开一种大直径桩基钢筋笼的施工方法，包括如下步骤：准备步骤在桩基孔的顶部安装钢护筒，减少桩基孔附近的泥土朝向桩基孔塌陷的可能；然后通过钻孔设备将桩基孔钻出，移走钻孔设备，将桩基孔附近的地面夯实整平，放置枕木。
[0052]
放置支撑装置步骤，通过起吊设备将支撑架1放置于枕木上，使穿孔的中心与桩基孔的中心对准。
[0053]
起吊钢筋笼步骤，吊起前根据钢筋笼3的直径，控制第一电机211的转动角度，第一电机211带动第三锥齿轮213和第四锥齿轮214转动，第三锥齿轮213和第四锥齿轮214带动第一螺杆222和第二螺杆232同时转动，进而使滑块同步调节，使得四根吊绳224沿竖直方向的投影均落于钢筋轮的周向边缘上，然后第二电机215启动，带动驱动齿轮2151转动，带动推板216朝向直齿轮212移动，使得啮合齿2511与直齿轮212啮合，固定齿252插于直齿轮212的齿槽内。然后将吊绳224与钢筋笼3连接，随后起吊设备将钢筋笼3吊起，控制钢筋笼3穿过穿孔，沉入桩基孔内。
[0054]
支撑钢筋笼步骤，当钢筋笼3下放至顶端第一道加强筋31靠近支撑架1时，将多个支撑件11均朝向穿孔的中心处滑动，使得钢筋笼3的加强筋31沿竖直方向的投影与支撑件11相交，然后起吊设备控制钢筋笼3继续下落，使得钢筋笼3顶端第一道加强筋31落于多个支撑件11上。
[0055]
钢筋笼连接步骤，支撑件11将钢筋笼3支撑住后，将钢筋笼3与吊绳224松开，起吊设备吊起另一个钢筋笼3,使新吊起的钢筋笼3与被支撑件11支撑的钢筋笼3同轴线，同时一个钢筋笼3上的长筋321与另一个钢筋笼3上的短筋322沿竖直方向对应，然后将两个钢筋笼3焊接或通过直螺纹连接，重复支撑钢筋笼步骤和钢筋笼连接步骤直到只剩最后一个钢筋笼3。
[0056]
安装吊筋步骤，起吊设备将最后一节钢筋笼3沉入桩基孔，当最后一个钢筋笼3顶端第一道加强筋31被支撑件11支撑时，在最后一个钢筋笼3顶竖向筋32上焊接吊筋33，吊筋
33的数量和位置均与支撑件11对应，然后起吊设备将最后一个钢筋笼3吊起，将支撑件11抽回，再将最后一个钢筋笼3下降，使最后一个钢筋笼3顶端第一道加强筋31位于支撑件11的下方，然后将支撑件11插入吊筋33内，再控制最后一个钢筋笼3继续下降，使吊筋33被支撑件11吊住，最后解除最后一个钢筋笼3与起吊设备的连接。
[0057]
浇筑混凝土步骤，在支撑架1上铺设木方，形成混凝土浇筑平台，然后安装导管和料斗，进行浇注，直至混凝土浇注至桩顶设计位置。
[0058]
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。