本发明属于土建施工技术领域，具体涉及一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置。
背景技术：
混凝土灌注桩在浇筑的过程中，由于振捣导致水泥浆向上返并和混凝土内部的气泡一起上升，在桩顶的一定范围内形成浮浆，所以桩头部分混凝土的强度难以保证；再有在浇筑水下混凝土时，桩头部位的泥浆、灰浆混合物聚集的最多，导致桩头部位的混凝土比较松散，强度达不到要求。所以混凝土灌注桩在施工时桩头的实际标高要求高于设计标高500-1000mm，高出部分由人工或者机械破除，通常称为“凿桩头”或者“破桩头”。
目前，人工凿桩头通常是人工用风镐或者其他切割设备将桩标高以上的无用混凝土破除，然后剥离出钢筋笼中的主筋，这种方法费时费力，效率低下，还容易使钢筋过度弯曲，同时在凿除的过程中容易产生大量灰尘，不仅对环境造成污染，而且对施工人员的健康危害也较大。机械截桩头是使用多个模块组合在一起来适应不同大小的桩，将多个模块并联在桩的周围通过液压管路对桩的同一截面进行同时挤压，从而实现对该截面混凝土的破裂，这种方法会因为钢筋主筋的位置和数量不同而需要不同的装置，灵活性差，同时产生大量的混凝土碎屑，不易清理。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置，以解决现有混凝土灌注桩桩头截断过程中，截桩头施工强度大，效率低，对钢筋的损伤比较大，易对环境造成污染的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置，包括扇形刀片盒、单环多孔圆环体、动力支架，其特征在于：所述扇形刀片盒与动力支架可动连接、单环多孔圆环体与扇形刀片盒固定连接，所述动力支架下部与单环多孔圆环体通过矩形钢片相连，所述动力支架内部设有通水气管，所述单环多孔圆环体采用三环轴承结构，中间环上设有若干圆孔，所述单环多孔圆环体的底面设有滑块，所述滑块之间楔式连接，所述两侧滑块与对应位置的单环多孔圆环体固定连接，所述扇形刀片盒连接于动力支架与单环多孔圆环体之间，所述扇形刀片盒内部放置有扇形刀片组，所述扇形刀片组包括若干个扇形刀片，若干个所述扇形刀片边沿位置处通过联动结构连接，若干个所述扇形刀片中的最底层与动力支架固定连接，其余所述扇形刀片通过轴承与动力支架可转动连接，所述单环多孔圆环体的宽度超过混凝土桩保护层厚度与钢筋直径之和，所述圆环的直径控制在22-26mm，能适应工程所需钢筋直径。
优选的，所述若干个所述扇形刀片叠加放置，所述扇形刀片的上表面内边缘设置有刀片弹性凸点，所述扇形刀片的底面外边缘沿设置有与刀片弹性凸点相对应的刀片小孔，相邻扇形刀片可通过刀片弹性凸点和刀片小孔联动展收。
优选的，所述矩形钢片内设置有通水气管与微型振动机，所述矩形钢片的侧面与底面设有喷水气孔。
优选的，所述动力支架的上端设有水准气泡和吊环，所述动力支架的下端设有倾斜向上的喷水气孔。
优选的，所述动力支架的外侧通过轴承与矩形钢片一端可转动的连接，所述矩形钢片的另一端与单环多孔圆环体固定连接，所述矩形钢片设置有若干个，若干个所述矩形钢片呈环形阵列状均匀分布于单环多孔圆环体的内环上。
优选的，所述滑块由三个钢片依次楔式连接而成，三个所述钢片中的外侧的两钢片分别与单环多孔圆环体的内外两环固定连接。
优选的，所述动力支架下端、矩形钢片侧面与底面分别设有喷水气孔，所述喷水气孔通过管道连接到动力支架内部的通水气管。
优选的，所述动力支架顶端安装有电机，所述电机通过转轴与动力支架转动连接，所述电机的外侧通过可搭载在混凝土模具上的支撑架固定位置。
优选的，所述动力支架与矩形钢片内部的通水气管，在进行扇形刀片清洗时外接高压水源，在扇形刀片清洗完成后外接热风机。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明装置根据未凝固混凝土桩头中钢筋的层数和位置，将其穿过装置中不同层数和位置的圆孔，并通过转动单环多孔圆环体的不同结构环来调节滑块的位置，以封闭多余的圆孔，能适用于不同钢筋层数、位置、直径的混凝土桩，灵活性强，适用范围广。
(2)本发明装置利用扇形刀片与单环多孔圆环体组合使用，能整体截除未凝固混凝土。扇形刀片通过其边缘的刀片弹性凸点与刀片小孔的联动使扇形刀片依次展出，形成一个近似的圆形平面，与宽度超过混凝土桩保护层厚度与钢筋直径之和的单环多孔圆环体配合使用，能够简单高效的将标高处混凝土分割成上下两部分，便于后期对标高上方的混凝土整体清除，且截面近似平整，施工效率高，缩短了施工工期，成本低。
(3)本发明装置采用的扇形刀片边缘设有刀片弹性凸点与刀片小孔，二者位置数量对应，重叠时可以使得相邻扇形刀片之间联动展收，最底层扇形刀片通过传动轴带动展出，并在其边缘的刀片弹性凸点与相邻扇形刀片边缘的刀片小孔重叠时带动相邻扇形刀片展出，联动效果依次递推直至扇形刀片展成一个近似的平面，能实现扇形刀片的折叠和收缩，减小了装置的体积，节约了空间，而且能有效地整体截除混凝土。
(4)本发明装置的矩形钢片内的微型振动机即可以将装置进行调平，确保分割后的混凝土面近似于一个平面，又使得标高下的混凝土被振实，增强了混凝土的强度，此外，清洗扇形刀片时启动微型振动机，可将刀片间隙中的混凝土残留物清除。
(5)本发明装置在截除混凝土后，喷水气孔喷水反复清洗扇形刀片及其构件上的混凝土残留物，以便后续能正常使用，待清洗完成后，喷水气孔喷热气烘干扇形刀片及其构件，起到保养作用，防止其后期受损。
(6)本发明装置在混凝土未凝固前对其进行截除，可以减少灰尘和噪音，防止混凝土残渣乱溅，保障施工人员的健康和安全，必要时可对截除剩下的未凝固混凝土进行二次利用，避免了对混凝土二次清理，减少了工程垃圾。
附图说明
图1为本发明装置的整体图；
图2为本发明装置的单环多孔圆环体初始状态底面示意图；
图3为本发明装置的单环多孔圆环体圆孔调整底面示意图；
图4为本发明装置的单环多孔圆环体剖面图；
图5为本发明装置的扇形刀片展开效果图；
图6为本发明装置的扇形刀片展收过程示意图；
图7为本发明装置的扇形刀片联动效果图；
图8为本发明装置的矩形钢片示意图；
图9为本发明装置的滑块示意图；
图10为本发明装置的施工效果图。
图中：1-扇形刀片盒、2-圆孔、3-单环多孔圆环体、4-动力支架、5-矩形钢片、6-喷水气孔、7-吊环、8-扇形刀片、9-滑块、10-水准气泡、11-微型振动机，12-刀片弹性凸点、13-刀片小孔、14-支撑架、15-电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-10所示，本发明提供如下技术方案：一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置，包括扇形刀片盒1、单环多孔圆环体3、动力支架4，其特征在于：扇形刀片盒1与动力支架4可动连接、单环多孔圆环体3与扇形刀片盒1固定连接，动力支架4下部与单环多孔圆环体3通过矩形钢片5相连，动力支架4与矩形钢片5内部设有通水气管，单环多孔圆环体3采用三环轴承结构，中间环上设有若干圆孔2，单环多孔圆环体3的底面设有滑块9，滑块9之间楔式连接，两侧滑块9与对应位置单环多孔圆环体3固定连接，扇形刀片盒1连接于动力支架4与单环多孔圆环体3之间，扇形刀片盒1内部放置有扇形刀片组，扇形刀片组包括若干个扇形刀片8，若干个扇形刀片8边沿位置处通过联动结构连接，若干个扇形刀片8中的最底层与动力支架4固定连接，其余扇形刀片8通过轴承与动力支架4可转动连接。若干个所述扇形刀片8叠加放置，所述扇形刀片8的上表面内边缘设置有刀片弹性凸点12，所述扇形刀片8的底面外边缘沿设置有与刀片弹性凸点12相对应的刀片小孔13，相邻扇形刀片8可通过刀片弹性凸点12和刀片小孔13联动展收。
单环多孔圆环体3的宽度超过混凝土桩保护层厚度与钢筋直径之和，单环多孔圆环体3与展开的扇形刀片8组合使用，能整体截除湿态混凝土。
圆孔2的直径控制在22-26mm，能适应工程所需钢筋直径；转动单环多孔圆环体3的不同结构环来调节滑块9的位置，能适应与不同钢筋层数、位置、直径的混凝土桩。矩形钢片5内设置有通水气管与微型振动机11，矩形钢片5的侧面与底面设有喷水气孔6。
动力支架4下端、矩形钢片5侧面与底面分别设有喷水气孔6，喷水气孔6通过管道连接到动力支架4内部的通水气管。
动力支架4的外侧通过轴承与矩形钢片5一端可转动的连接，矩形钢片5的另一端与单环多孔圆环体3固定连接，矩形钢片5设置有若干个，若干个矩形钢片5呈环形阵列状均匀分布于单环多孔圆环体3的内环上。
滑块9由三个钢片依次楔式连接而成，三个钢片中的的外侧的两钢片分别与单环多孔圆环体3的内外两环固定连接。
动力支架4的上端设有水准气泡10和吊环7，动力支架4的下端设有倾斜向上的喷水气孔6。
动力支架4顶端安装有电机15，电机15通过转轴与动力支架4转动连接，电机15的外侧通过可搭载在混凝土模具上的支撑架14固定位置。
动力支架4与矩形钢片5内部的通水气管，在进行扇形刀片8清洗时外接高压水源，在扇形刀片8清洗完成后外接热风机。
本发明的工作原理及使用流程：本发明在使用时，防护措施，对于欲要灌注的混凝土桩，在标高上方的钢筋上套上pvc套管，套管上下口用软弹性材料堵住，用于固定pvc套管且阻止混凝土渗入管内，以便于后期钢筋和混凝土的分离；混凝土初步灌注，在混凝土桩的模具中灌注拌和好的混凝土料，同时利用振动泵将混凝土振实，待混凝土灌注到桩的标高上方50-100mm处时，停止灌注；钢筋穿孔，对于有一至三层钢筋的混凝土桩，在混凝土初步灌注后，将钢筋穿过单环多孔圆环体3上对应位置和层数的圆孔2；圆孔调封，在钢筋都穿过对应位置和层数的圆孔2后，转动单环多孔圆环体3上不同的结构环来调节滑块9，尽可能多的封闭无钢筋穿过的圆孔2，防止回收标高上方混凝土时，混凝土渗落；装置放置，待圆孔2调整完成之后，将装置缓慢放到初步灌注成的混凝土桩表面，启动矩形钢片5内的微型振动机11，使装置振动下沉至混凝土标高处附近；补灌桩头，装置放置完成后，在初步灌注好的混凝土桩上继续灌注混凝土，同时启动微型振动机11，对装置进行调平，确保混凝土面能近似平整的分割，同时配合振动泵将装置附近的混凝土振捣密实，以便标高处的混凝土满足强度要求，至灌注到标高以上500-1000mm时即可停止补灌工作；分割混凝土，启动动力支架4上端放置的电机15，带动动力支架4转动，进一步带动位于底层的扇形刀片8展出，并通过扇形刀片边缘的刀片弹性凸点12与刀片小孔13的联动使得其余扇形刀片8依次展出，将混凝土桩在标高附近分成上下两部分；废料收集，用起吊机通过吊环7将装置及上方的多余未凝固混凝土料带走，并对其进行收集，必要时可以对未凝固混凝土进行循环利用；清洗装置，清洗扇形刀片8，调节电机15反向转向，使得扇形刀片8进行回收，此过程中，喷水气孔6喷水，将扇形刀片8及其间隙间的混凝土残留物清洗干净；整体清洗，清洗单环多孔圆环体3及动力支架4等部分上的混凝土残留物，确保装置后续仍能正常使用；扇形刀片8养护，待装置清洗完成后，扇形刀片8反复展收，与此同时，喷水气6孔喷出热气，烘干扇形刀片8及其间隙中残留的水分，防止其后期受损；pvc套管回收，施工完成后，取出套在钢筋上的pvc套管，清洗其表面的混凝土残留物并进行回收，以便后续循环利用。
调平装置操作时，根据混凝土补灌过程中的装置平整情况，启动对应的矩形钢片5内的微型振动机11，将装置进行调平，可根据动力支架4上端的水准气泡10进行水平判定。
放置装置时，扇形刀片8与扇形刀片盒1具有一定的厚度，厚度可控制在50mm之内，将装置最终放置在混凝土标高下50mm内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：
1.一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置，包括扇形刀片盒(1)、单环多孔圆环体(3)、动力支架(4)，其特征在于：所述扇形刀片盒(1)与动力支架(4)可动连接，所述单环多孔圆环体(3)与扇形刀片盒(1)固定连接，所述动力支架(4)下部与单环多孔圆环体(3)通过矩形钢片(5)相连，所述动力支架(4)与矩形钢片(5)内部设有通水气管，所述单环多孔圆环体(3)采用三环轴承结构，所述单环多孔圆环体(3)的中间环上设有若干圆孔(2)，所述单环多孔圆环体(3)的底面设有滑块(9)，所述滑块(9)之间楔式连接，所述滑块(9)的两侧部分与对应位置的单环多孔圆环体(3)固定连接，所述扇形刀片盒(1)连接于动力支架(4)与单环多孔圆环体(3)之间，所述扇形刀片盒(1)内部放置有扇形刀片组，所述扇形刀片组包括若干个扇形刀片(8)，若干个所述扇形刀片(8)边沿位置处通过联动结构连接，若干个所述扇形刀片(8)中的最底层与动力支架(4)固定连接，其余所述扇形刀片(8)通过轴承与动力支架(4)可转动连接，若干所述扇形刀片(8)叠加放置，所述扇形刀片(8)的上表面内边缘设置有刀片弹性凸点(12)，所述扇形刀片(8)的底面外边缘设置有与刀片弹性凸点(12)相对应的刀片小孔(13)，相邻扇形刀片(8)可通过刀片弹性凸点(12)和刀片小孔(13)联动展收，所述单环多孔圆环体(3)的宽度超过混凝土桩保护层厚度与钢筋直径之和，所述圆环(2)的直径控制在22-26mm，能适应工程所需钢筋直径。
2.根据权利要求1所述的一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置，其特征在于：所述矩形钢片(5)内设置有通水气管与微型振动机(11)，所述矩形钢片(5)的侧面与底面设有喷水气孔(6)。
3.根据权利要求1所述的一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置，其特征在于：所述动力支架(4)的上端设有水准气泡(10)和吊环(7)，所述动力支架(4)的下端设有倾斜向上的喷水气孔(6)。
4.根据权利要求1所述的一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置，其特征在于：所述动力支架(4)的外侧通过轴承与矩形钢片(5)一端可转动连接，所述矩形钢片(5)的另一端与单环多孔圆环体(3)固定连接，所述矩形钢片(5)设置有若干个，若干个所述矩形钢片(5)呈环形阵列状均匀分布于单环多孔圆环体(3)的内环上。
5.根据权利要求1所述的一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置，其特征在于：所述滑块(9)由三个钢片依次楔式连接而成，三个所述钢片中的外侧的两钢片分别与单环多孔圆环体(3)的内外两环固定连接。
6.根据权利要求4所述的一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置，其特征在于：所述动力支架(4)下端、矩形钢片(5)侧面与底面分别设有喷水气孔(6)，所述喷水气孔(6)通过内部管道连接到动力支架(4)内部的通水气管。
7.根据权利要求1所述的一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置，其特征在于：所述动力支架(4)顶端安装有电机(15)，所述电机(15)通过转轴与动力支架(4)转动连接，所述电机(15)的外侧通过可搭载在混凝土模具上的支撑架(14)固定位置。
8.根据权利要求6所述的一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置，其特征在于：所述动力支架(4)与矩形钢片(5)内部的通水气管，在进行扇形刀片(8)清洗时外接高压水源，在扇形刀片(8)清洗完成后外接热风机。
技术总结
本发明涉及一种整体截除未凝固混凝土桩头的单环多孔施工装置，包括扇形刀片盒、单环多孔圆环体、动力支架，其特征在于：所述扇形刀片盒、单环多孔圆环体、动力支架，所述扇形刀片盒与动力支架可动连接、单环多孔圆环体与扇形刀片盒固定连接，所述动力支架下部与单环多孔圆环体通过矩形钢片相连，所述动力支架与矩形钢片内部设有通水气管，所述单环多孔圆环体采用三环轴承结构，中间环设有若干圆孔，所述单环多孔圆环体的底面设有滑块，本发明利用独特的单环多孔结构，当单环多孔圆环体下侧的滑块处于不同位置时，可适应不同钢筋层数、位置、直径的混凝土桩，在混凝土未凝固时进行整体截除，施工效率高，避免了对混凝土二次清理。
技术研发人员：王芳;张红波;牛康壮;程胡昊;马帅;肖勇;孙成林;刘毅;石婷婷;马志平
受保护的技术使用者：安徽建筑大学
技术研发日：.10.31
技术公布日：.02.28
