一种用于扩底灌注桩的配筋装置的制作方法

本发明涉及岩土工程施工领域的输电线路基础设计施工装置，具体涉及一种用于扩底灌注桩的配筋装置。

背景技术：

人工挖孔扩底灌注桩是在传统直孔灌注桩基础上，通过人工掏挖的方式在桩端持力层制造一个扩大的底部空间，从而增大整个桩的承载面积，进而提高桩的整体承载力的一种新桩型，如图7所示，与普通直孔(等截面)灌注桩相比，人工挖孔扩底灌注桩充分利用了土层的地基承载力，单桩承载力比普通直孔灌注桩有较大提高，并具备良好的抗压及抗拔承载性能。有利于大大缩短桩长、降低混凝土用量、节约工期，具有非常广阔的应用前景，在输电线路杆塔基础中得到了广泛的应用。

研究表明，人工挖孔扩底灌注桩在承载时，扩底段承受了大部分桩基荷载，此时扩底段主要承受压剪应力，在现实中，由于扩底段位于桩底位置，且扩底段的直径远大于主桩直径。因此，无法为扩底段进行常规的抗剪配筋。

目前，国内外使用的人工掏挖扩底灌注桩的扩底段皆为素混凝土段，无配筋，其抗剪强度总体有限，在单桩承载力要求较大的工程中，扩底段被剪坏而影响桩基承载力发挥的风险很大，严重影响人工掏挖扩底灌注桩在输电线路基础中应用和发展。

技术实现要素：

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种用于扩底灌注桩的配筋装置。

本发明提供的技术方案是：一种用于扩底灌注桩的配筋装置，所述配筋装置与柱状体钢筋笼配套设置，且位于所述扩底灌注桩的扩底段；

所述配筋装置，包括：活动内箍筋(1)、弹性伸缩件(3)、多个扩底段配筋(4)和限位内箍筋(8)；

所述活动内箍筋(1)径向滑动设于所述钢筋笼的内侧；

所述限位内箍筋(8)径向固定设于所述钢筋笼的内侧，且位于所述活动内箍筋(1)的下方；

每根所述扩底段配筋(4)的一端分别与活动内箍筋(1)活动连接，每根所述扩底段配筋(4)的另一端分别与限位内箍筋(8)活动连接；

所述弹性伸缩件(3)的两端分别与所述活动内箍筋(1)和所述限位内箍筋(8)固定连接；

每根所述扩底段配筋(4)至少包括两段，当所述弹性伸缩件(3)处于自由状态时，所述扩底段配筋(4)的两段具有一定夹角；当所述弹性伸缩件(3)处于绷紧状态时，所述扩底段配筋(4)的两段为一条直线。

优选的，所述扩底段配筋(4)包括：依次活动连接的上配筋(401)、中配筋(402)和下配筋(403)；

所述上配筋(401)的长度大于所述弹性伸缩件(3)处于绷紧状态时的长度。

优选的，所述扩底段配筋(4)还包括：用于活动连接上配筋(401)和中配筋(402)的第一铰接部以及用于活动连接中配筋(402)和下配筋(403)的第二铰接部；

当所述弹性伸缩件(3)处于自由状态时，所述上配筋(401)和中配筋(402)通过第一铰接部成一定夹角；当所述弹性伸缩件(3)处于绷紧状态时，所述上配筋(401)和中配筋(402)通过第一铰接部成一条直线；

当所述弹性伸缩件(3)处于自由状态时，所述中配筋(402)和下配筋(403)通过第二铰接部成一定夹角；当所述弹性伸缩件(3)处于绷紧状态时，所述种配筋(402)和下配筋(403)通过第二铰接部成一条直线。

优选的，所述第一铰接部和第二铰接部分别包括：圆弧状铰接槽板、圆弧状凸部、销子和矩形凸块；

所述凸部配合设于所述铰接槽板的槽内，并通过所述销子在所述第一铰接槽板的槽内转动；

所述凸块固定设于所述凸部的外侧，所述凸块用于限制与所述第一铰接部或第二铰接部连接的所述上配筋(401)与所述中配筋(402)或所述中配筋(402)与所述下配筋(403)向外展开的角度为锐角。

优选的，还包括：多个勾筋(5)和主筋内箍筋(6)；

所述勾筋(5)的一端与所述第一铰接部铰接，另一端呈弯钩状，用于勾住所述主筋内箍筋(6)；

所述主筋内箍筋(6)径向固定设于所述钢筋笼内侧，且位于所述活动内箍筋(1)和限位内箍筋(8)之间，用于所述勾筋(5)向外伸出时，与所述主筋内箍筋(6)拉紧，形成网状的钢筋网。

优选的，所述勾筋(5)的长度和所述下配筋(403)的长度相等。

优选的，还包括：连接部(2)；

所述连接部，用于与所述钢筋笼活动连接或固定连接；

所述连接部包括：空心柱形体(201)和承插板(202)；

所述承插板(202)与所述空心柱形体(201)的外侧壁固定连接；

所述空心柱形体(201)套设于所述钢筋笼的主筋上；

所述承插板(202)上设有承插孔；

所述扩底段配筋(4)的两自由端通过所述承插孔与所述连接部铰接。

优选的，当所述连接部与所述钢筋笼活动连接时，所述空心柱形体(201)与所述钢筋笼的主筋滑动连接，且与所述活动内笼筋(1)固定连接。

优选的，当所述连接部与所述钢筋笼固定连接时，所述空心柱形体(201)与所述钢筋笼的主筋焊接，且位于所述限位内箍筋(8)的下方。

优选的，还包括：数目与所述弹性伸缩件(3)相等的拉紧钢丝绳(7)；

所述拉紧钢丝绳(7)的一端与所述钢筋笼的顶部内笼筋连接，另一端与所述活动内箍筋(1)固定连接，用于在下所述钢筋笼前，使所述弹性伸缩件(3)处于绷紧状态；在下所述钢筋笼完成后，使所述弹性伸缩件(3)处于自由状态。

优选的，所述弹性伸缩件(3)的数目至少为2；

所述弹性伸缩件(3)为弹簧。

优选的，所述连接部由按质量百分比计的38crmoal组份的材质制得。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

(1)本发明提供的一种用于扩底灌注桩的配筋装置，配筋装置包括：活动内箍筋、弹性伸缩件、多个扩底段配筋和限位内箍筋；每根扩底段配筋的一端分别与活动内箍筋活动连接，每根扩底段配筋的另一端分别与限位内箍筋活动连接；弹性伸缩件的两端分别与所述活动内箍筋和所述限位内箍筋固定连接；每根扩底段配筋至少包括两段，当弹性伸缩件处于自由状态时，扩底段配筋的两段具有一定夹角；当所述弹性伸缩件处于绷紧状态时，扩底段配筋的两段为一条直线；本发明提供的配筋装置，能够极大地提高输电线路人工掏挖型扩底灌注桩的抗剪、抗拉强度，从而最大程度发挥输电线路人工掏挖型扩底灌注桩的承载能力，进而提高输电线路人工掏挖型扩底灌注桩的抗压和抗拔承载能力。

(2)本发明提供的配筋装置，解决了传统输电线路人工掏挖型扩底灌注桩扩底段无法配筋，抗剪强度不足的问题。

(3)本发明提供的配筋装置，结构简单，应用方便，鉴于掏挖型扩底灌注桩在输电线路中的广泛应用，本发明使其具有更加良好的抗压、抗拔性能，发明具有较好的应用和市场推广前景。

附图说明

图1为本发明的配筋装置展开后的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明的配筋装置收起时的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明的连接部的结构示意图，其中(a)为连接部的正视图，(b)为连接部的侧视图，(c)为连接部的俯视图；

图6为本发明中配筋和下配筋的铰接部示意图，其中(a)铰接部的正视图，(b)为铰接部的侧视图，(c)为铰接部的俯视图；

图7为现有的输电线路掏挖型扩底灌注桩示意图；

图8为本发明的配筋装置收起时和展开后的整体效果图，其中(a)为配筋装置收起时的整体效果图，(b)为配筋装置展开后的整体效果图。

其中，1-活动内箍筋；2-连接部；3-弹性伸缩件；4-扩底段配筋；5-勾筋；6-主筋内箍筋；7-拉紧钢丝绳；8-限位内箍筋；201-空心柱形体；202-承插板；401-上配筋；402-中配筋；403-下配筋。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。

如图1至图8所示，本发明提供的一种用于扩底灌注桩的配筋装置，所述配筋装置与柱状体钢筋笼配套设置，且位于所述扩底灌注桩的扩底段；

所述配筋装置，包括：活动内箍筋1、弹性伸缩件3、多个扩底段配筋4和限位内箍筋8；

所述活动内箍筋1径向滑动设于所述钢筋笼的内侧；

所述限位内箍筋8径向固定设于所述钢筋笼的内侧，且位于所述活动内箍筋1的下方；

每根所述扩底段配筋4的一端分别与活动内箍筋1活动连接，每根所述扩底段配筋4的另一端分别与限位内箍筋8活动连接；

所述弹性伸缩件3的两端分别与所述活动内箍筋1和所述限位内箍筋8固定连接；

每根所述扩底段配筋4至少包括两段，当所述弹性伸缩件3处于自由状态时，所述扩底段配筋4的两段具有一定夹角；当所述弹性伸缩件3处于绷紧状态时，所述扩底段配筋4的两段为一条直线。

优选的，所述扩底段配筋4包括：依次活动连接的上配筋401、中配筋402和下配筋403；

所述上配筋401的长度大于所述弹性伸缩件3处于绷紧状态时的长度。

优选的，所述扩底段配筋4还包括：用于活动连接上配筋401和中配筋402的第一铰接部以及用于活动连接中配筋402和下配筋403的第二铰接部；

当所述弹性伸缩件3处于自由状态时，所述上配筋401和中配筋402通过第一铰接部成一定夹角；当所述弹性伸缩件3处于绷紧状态时，所述上配筋401和中配筋402通过第一铰接部成一条直线；

当所述弹性伸缩件3处于自由状态时，所述中配筋402和下配筋403通过第二铰接部成一定夹角；当所述弹性伸缩件3处于绷紧状态时，所述种配筋402和下配筋403通过第二铰接部成一条直线。

优选的，所述第一铰接部和第二铰接部分别包括：圆弧状铰接槽板、圆弧状凸部、销子和矩形凸块；

所述凸部配合设于所述铰接槽板的槽内，并通过所述销子在所述第一铰接槽板的槽内转动；

所述凸块固定设于所述凸部的外侧，所述凸块用于限制与所述第一铰接部或第二铰接部连接的所述上配筋401与所述中配筋402或所述中配筋402与所述下配筋403向外展开的角度为锐角。

优选的，还包括：多个勾筋5和主筋内箍筋6；

所述勾筋5的一端与所述第一铰接部铰接，另一端呈弯钩状，用于勾住所述主筋内箍筋6；

所述主筋内箍筋6径向固定设于所述钢筋笼内侧，且位于所述活动内箍筋1和限位内箍筋8之间，用于所述勾筋5向外伸出时，与所述主筋内箍筋6拉紧，形成网状的钢筋网。

优选的，所述勾筋5的长度和所述下配筋403的长度相等。

优选的，还包括：连接部2；

所述连接部，用于与所述钢筋笼活动连接或固定连接；

所述连接部包括：空心柱形体201和承插板202；

所述承插板202与所述空心柱形体201的外侧壁固定连接；

所述空心柱形体201套设于所述钢筋笼的主筋上；

所述承插板202上设有承插孔；

所述扩底段配筋4的两自由端通过所述承插孔与所述连接部铰接。

优选的，当所述连接部与所述钢筋笼活动连接时，所述空心柱形体201与所述钢筋笼的主筋滑动连接，且与所述活动内笼筋1固定连接。

优选的，当所述连接部与所述钢筋笼固定连接时，所述空心柱形体201与所述钢筋笼的主筋焊接，且位于所述限位内箍筋8的下方。

优选的，还包括：数目与所述弹性伸缩件3相等的拉紧钢丝绳7；

所述拉紧钢丝绳7的一端与所述钢筋笼的顶部内笼筋连接，另一端与所述活动内箍筋1固定连接，用于在下所述钢筋笼前，使所述弹性伸缩件3处于绷紧状态；在下所述钢筋笼完成后，使所述弹性伸缩件3处于自由状态。

优选的，所述弹性伸缩件3的数目至少为2个；

所述弹性伸缩件3为弹簧。

优选的，所述连接部由按质量百分比计的38crmoal组份的材质制得。

具体讲，

所述配筋装置，还包括：第一工作状态和第二工作状态；

当所述配筋装置处于所述第一工作状态时，向上拉动所述拉紧钢丝绳7并系在所述钢筋笼顶部的内笼筋上，所述活动内箍筋1基于所述拉紧钢丝绳7的拉力向上滑动，拉动弹性伸缩件3伸展，驱动扩底段配筋4收起；

当所述配筋装置处于所述第二工作状态时，解开所述钢筋笼顶部的内笼筋上的所述拉紧钢丝绳7，所述活动内箍筋1基于所述弹性伸缩件3的势能向下滑动，驱动所述扩底段配筋4展开和所述灌注桩的扩底段一致的形状。

本发明提供的活动内箍筋1为圆环形，材质为普通的钢筋，直径范围一般在16mm～30mm之间，与空心柱形体201焊接在一起，在拉紧钢丝绳7的牵引下可带动连接部沿钢筋笼的主筋上下运动，活动内箍筋1用于将扩底段的配筋之间连接成整体，实现同步的运动，同时，也起到防止单根配筋绕主筋左右转动，以及作为主钢筋笼的箍筋用。

本发明提供的连接部2，由空心柱形体201和承插板202构成，承插板202为中心打孔的具有一定厚度的长方形铁片，平行焊接在空心柱形体201外部，空心柱形体201套接于钢筋笼的主筋上，上下对称布置。与钢筋笼的主筋活动连接的为活动连接部，与钢筋笼的主筋固定连接的为限位连接部；活动连接部与活动内箍筋1焊接；限位连接部套在主桩钢筋笼主筋上，且与主筋焊接；扩底段配筋4一端卡入连接部的承插孔内，通过销子连接。

本发明中提供的弹性伸缩件3为普通弹簧；弹性伸缩件3一端连接于活动内箍筋1上，另一端连接于限位内箍筋8上；下放钢筋笼前，将弹性伸缩件3拉开，扩底段配筋同步收起，拉紧钢丝绳7上端拉紧固定在钢筋笼顶端的箍筋上，下放到位置后，将顶端固定解除，弹性伸缩件3提供的拉力可以使活动内箍筋1向下运动，从而带动扩底段配筋展开，弹性伸缩件3处于自由状态时与扩底段配筋4完全展开状态相匹配。弹性伸缩件3径向对称布置2个，也可根据情况调整弹簧数量，但不能少于2个。

本发明提供的扩底段配筋4由3段钢筋构成；上配筋401的一端连接在活动连接部的承插槽上，另一端与中配筋402、勾筋5铰接；中配筋402与下配筋403铰接；铰接方式如图6所示；下配筋403末端通过限位连接部连接在主筋上。当弹性伸缩件3收缩时，在弹性伸缩件3的拉力的作用下，扩底段配筋展开，中配筋402与下配筋403的铰接作用使两段钢筋内侧伸展成直角。

本发明中提供的勾筋5为普通钢筋，一端平直，一端带弯钩。当弹性伸缩件3在钢筋笼的顶端固定时，勾筋5搭在螺母的光滑通孔上；当弹性伸缩件3固定状态解除，勾筋5在上配筋向外的拉力作用下，向外伸展，与螺母拉紧，形成平行于底面的钢筋网。

本发明中提供的主筋内箍筋6，固定在钢筋笼内侧与勾筋5平行的位置。

本发明中提供的拉紧钢丝绳7为普通的不锈钢细钢丝绳，在下钢筋笼前拉动活动内箍筋1向上运动，使弹性伸缩件3拉紧，从而带动扩底段配筋4收起；此时，将拉紧钢丝绳7的上端系于柱状体钢筋笼顶部的箍筋上，钢筋笼下放之后解开拉紧钢丝绳7的上端。

本发明中提供的的限位内箍筋8为普通的钢筋，直径范围一般16mm～30mm之间，焊接在主桩、钢筋笼的内部，圆环形，主要是为了在弹性伸缩件3收缩的过程中限定限位连接部向上移动，同时作为钢筋笼的箍筋用，限位内箍筋8布置在每个扩底段底部略低的位置。

基于同一发明构思，本发明的另一发明目的在于提供一种挤扩灌注桩扩底段的配筋方法，配筋方法如下：

(a)绑扎钢筋笼，将连接部套接在每个钢筋笼的主筋上，每个主筋上套接2个，并使其处于与扩底段向对应的顶部和底部位置；

(b)在主筋内侧安装连接部2，并安装主筋内箍筋6；

(c)将勾筋5与扩底段配筋的上配筋和中配筋402铰接，铰接方式为普通铰接；

(d)将扩底段配筋的中配筋402和下配筋403铰接，铰接方式见附图6；

(e)焊接活动内箍筋1和限位内箍筋8，将活动内箍筋1焊接于连接部的空心柱形体中部，将限位内箍筋8焊接于钢筋笼的主筋上，位置略低于扩底段底部位置；

(f)将铰接的扩底段配筋4自由端与连接部铰接，在活动内箍筋1和限位内箍筋8之间径向对称连接2个弹簧；

(g)将拉紧钢丝绳7的底端端系于活动内箍筋1上，向上拉动，使扩底段配筋4完全收起时，将拉紧钢丝绳7的顶端系于柱状体钢筋笼顶部的箍筋上；

(h)下放钢筋笼，解开拉紧钢丝绳顶端，在弹性伸缩件3的作用下，扩底段配筋4展开，扩底段配筋完成。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。