[发明专利]一种防止混凝土灌注桩钢筋笼上浮的锚固球

说明书

一种能够将钢筋笼固定在桩孔底部的锚固装置，该锚固装置为扁球形(橄榄球形)或者圆球形锚固球1，安装在混凝土灌注桩钢筋笼的底部。锚固球由普通钢筋构成，其最大圆周直径大于钢筋笼直径，略小于桩孔的内径。该装置一方面能够将钢筋笼的底部锚固在桩基的岩土体上，另一方面能够使混凝土的反冲力相互平衡，从根本上解决钢混凝土灌注桩在施工过程中的筋笼上浮问题。

技术领域

本发明涉及混凝土灌注领域的锚固装置。

背景技术

混凝土灌注桩是一种广泛应用于土木工程中的桩基，由钢筋笼和现浇混凝土组成，如图1所示，其施工过程主要有三个步骤：(a)钻孔→(b)放置钢筋笼→(c)灌注混凝土→(d)成桩。

在灌注混凝土过程中，混凝土沿插入桩孔底部的导管注入桩孔底部，至下而上灌满桩孔。混凝土以较高的速度沿导管5向下冲向桩孔底部岩土体后，混凝土向上反弹并与预先放置的钢筋笼14发生剧烈碰撞和挤压，整个过程如图2所示。在这个过程中，向上反弹的混凝土会带动钢筋笼一起向上浮动。在灌注的初期，由于钢筋笼14的自重不足以平衡混凝土反弹所产生的上浮力，钢筋笼14会向上移动，造成混凝土灌注桩下部钢筋缺失，对成桩质量产生不良影响，而且桩基的埋深越大，钢筋笼的上浮越严重，对成桩质量的不良影响越严重。

为了防止钢筋笼上浮，施工单位一般会在钢筋笼的上部放置重物以平衡混凝土反冲所产生的上浮力，但是这种方法不能够准确地估算重物的重量，当重量小于上浮力时，钢筋笼仍然上浮，解决不了问题；当重量大于上浮力时，特别是当桩基超过一定深度时，在顶部重物的压力和底部强大的反冲力的共同作用下，钢筋笼中的纵向钢筋会产生屈曲，严重影响成桩质量。

发明内容

为了解决混凝土灌注桩施工过程中出现的上述问题，本发明提出了一种能够将钢筋笼与桩孔底部岩土体锚固的装置，该装置一方面能够将钢筋笼的底部锚固在桩基的岩土体上，另一方面能够使混凝土的反冲力相互平衡，从根本上解决钢混凝土灌注桩在施工过程中的筋笼上浮问题。

本发明技术方案：

一种能够将钢筋笼固定在桩孔底部的锚固装置，该锚固装置为扁球形(橄榄球形)或者圆球形锚固球1，安装在混凝土灌注桩钢筋笼2的底部。锚固球1由普通钢筋构成，其最大圆周直径大于混凝土灌注桩钢筋笼2直径，略小于桩孔3的内径。

当安装有锚固装置的钢筋笼放置在混凝土灌注桩的桩孔后，锚固球在上部钢筋笼的自重以及桩孔底部的岩土体的共同作用下产生竖向压缩变形，同时也会产生水平方向的膨胀变形，锚固球与桩孔侧壁4之间将产生相互挤压，从而将钢筋笼锚固在桩孔的底部，防止钢筋笼在混凝土反冲力的作用下上浮。

当钢筋笼的底部安装锚固球1之后，混凝土6不仅对锚固球1的上部产生向下的作用力，使得锚固球1产生二次横向变形，与桩孔侧壁之间产生更大的挤压力，钢筋笼与岩土体之间的锚固更加牢固，同时可以部分抵消混凝土反冲7所产生的上浮力，能够起到限制钢筋笼上浮力的作用。

锚固球1的外观最大直径应该等于或者接近桩孔3的直径。

锚固球1的钢筋布置方案为沿经、纬线布置，其中大部分为沿经线8布置，在锚固球上部的桩孔直径范围内，沿纬线布置一些直径较小的钢筋10，当灌注混凝土时可以产生较大的向下的作用力，经线钢筋与纬线钢筋之间的空隙不得小于混凝土粗骨料的最大直径。在锚固球下部不得设置纬线钢筋，避免影响桩基底部渣石的上浮和清理。

锚固球1通过纬线钢筋10与混凝土灌注桩钢筋笼2焊接连接。

锚固球1的钢筋直径需要根据混凝土灌注桩的埋深和混凝土灌注桩的钢筋笼直径、桩孔直径等条件确定。

本发明的优点和有益效果如下：