[发明专利]一种复杂施工环境下的灌注桩桩头防护系统及施工方法

权利要求书

1.复杂施工环境下的灌注桩桩头防护系统，其特征在于：所述桩头保护系统包括前段保护单元、中段保护单元以及后段保护单元，建筑基坑内部开设有桩孔，建筑基坑的底部为基础土层、顶部为桩间土层，桩孔内灌注有灌注桩，灌注桩的顶部外露部分为桩头主体，桩头主体的底部为桩头基础，桩头基础向上外伸有环形阵列分布的承台钢筋，承台钢筋的内侧为钢筋内桩体、外侧为钢筋外桩体；

前段保护单元在灌注桩成型、桩间土清理阶段布设；前段保护单元包括上管体、下管体，桩头主体在上管体、下管体内成型；上管体止挡嵌入于桩孔的内部顶部，下管体平齐可拆卸安装于上管体的底端；组装为一体的上管体、下管体用以在灌注阶段、清理桩间土阶段对桩头主体进行定型保护；

中段保护单元在钢筋内桩体、钢筋外桩体破除阶段布设；中段保护单元包括下管体，下管体用以对桩头基础进保护；

后段保护单元在桩头破除后布设；后段保护单元包括防水组件、钢筋保护罩以及下管体，防水组件铺设于桩头基础、下管体、基础土层表面，钢筋保护罩覆盖于承台钢筋外部。

2.根据权利要求1所述的复杂施工环境下的灌注桩桩头防护系统，其特征在于：所述下管体的表面开设有上环槽，下管体的外壁与上环槽相对位置处开设有多个第二螺孔，第二螺孔内贯穿有锁紧螺钉，第二螺孔与上环槽垂直连通，下管体的外侧壁开设有侧环槽。

3.根据权利要求2所述的复杂施工环境下的灌注桩桩头防护系统，其特征在于：所述上管体的顶端向外折弯形成挡环，挡环止挡于桩间土层的表面，挡环的表面开设有多个第一螺孔，第一螺孔配合连接第一吊环或灌注支撑组件，所述上管体的底端设有与上环槽配合的插环，插环与下管体之间通过锁紧螺钉固定。

4.根据权利要求3所述的复杂施工环境下的灌注桩桩头防护系统，其特征在于：所述灌注支撑组件包括侧架体、钢筋笼导向环，两个侧架体对称安装于挡环上，两个侧架体之间设有钢筋笼导向环，钢筋笼导向环用以对钢筋笼的安装过程进行导向约束；钢筋笼导向环的底面安装预埋起吊组件，预埋起吊组件的底端预埋至钢筋内桩体中。

5.根据权利要求4所述的复杂施工环境下的灌注桩桩头防护系统，其特征在于：所述预埋起吊组件包括连接环板、套管、锚杆；连接环板的底面垂直设有多个套管，每个套管的内部均插装有锚杆，锚杆的顶端开设有装配孔、底端外壁开设有倒刺，锚杆预埋于钢筋内桩体中，连接环板的表面开设有第三螺孔，第三螺孔配合连接钢筋笼导向环或第二吊环。

6.根据权利要求5所述的复杂施工环境下的灌注桩桩头防护系统，其特征在于：所述防水组件包括防水膨胀橡胶套、混凝土垫层、水泥基渗透结晶防水涂层、聚合物水泥防水层、卷材防水层、细石混凝土层；承台钢筋的根部套设有防水膨胀橡胶套，混凝土垫层呈圆形铺设于基础土层上，混凝土垫层的表面、下管体的表面、桩体基础的表面铺设有水泥基渗透结晶防水涂层，水泥基渗透结晶防水涂层的表面铺设有卷材防水层，卷材防水层通过第一压环压入于上环槽内、通过第二压环压入于侧环槽内，卷材防水层的表面铺设有细石混凝土层。

7.根据权利要求6所述的复杂施工环境下的灌注桩桩头防护系统，其特征在于：所述钢筋保护罩包括主框架、扩张柱、导向框以及夹持组件，主框架包括第一板体、第一支撑板，第一板体的底面设有四个环形布设的第一支撑板，每个第一支撑板的底端均垂直贯穿有夹持组件，四个夹持组件的内端夹持于细石混凝土层的外壁，第一板体的中心处开设有穿孔，导向框包括环罩、第二支撑板，第二支撑板垂直设于第一板体的表面，第二支撑板对称设于穿孔的两侧，第二支撑板的顶端设有环罩；扩张柱包括锥柱、第二板体，锥柱的顶端设有第二板体，第二板体与环罩、第二支撑板竖向滑动连接，第二板体配合止挡于第一板体的表面，锥柱的最大外径与穿孔的内径相同，向下运动的锥柱同步向外扩张各个承台钢筋。

8.根据权利要求7所述的复杂施工环境下的灌注桩桩头防护系统的施工方法，其特征在于，所示施工方法包括如下步骤：

S1、前段桩头保护：

在桩孔的内部顶部安装组装为一体的保护组件，保护组件的上管体搭设在桩间土层的表面；

将灌注支撑组件、预埋起吊组件安装于上管体的表面；

将钢筋笼穿过灌注支撑组件投入至桩孔内；

混凝土灌注至桩孔内，桩头在上管体、下管体内成型，制得灌注桩，预埋起吊组件的底端预埋至钢筋内桩体中；

S2、中段桩头保护：

拆卸灌注支撑组件；

清理桩间土，清理过程中，上管体、下管体对桩头进行保护，避免桩头意外受损；

拧下上管体、下管体连接处的锁紧螺钉，将第一吊环安装于上管体上，然后吊起上管体，使得桩体主体的上部分暴露；

工人沿着下管体顶面破除钢筋外桩体，凿穿钢筋内桩体根部，然后将第二吊环安装在预埋起吊组件上，吊起钢筋内桩体，下管体始终对桩头基础进行保护；

S3、后段桩头保护：

在桩头基础、基础土层的表面铺设防水组件；

将主框架安装在桩头基础外部，调节各个夹持组件，使得夹持组件夹持定位在桩头基础外部，将扩张柱沿着导向框竖向锤入各个承台钢筋内，扩张柱同步驱动各个承台钢筋向外弯折70°；

如此，主框架、扩张柱可对弯折后的承台钢筋进行保护。