CN100412272C - 长螺旋钻孔中心泵压混凝土植入钢筋笼成桩工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环保、高效的长螺旋钻孔中心泵压混凝土植入钢筋笼成桩工艺方法和配套机具。采用的中低频振动沉拔笼装置在沉笼过程中减少对混凝土的扰动，在地面拆装附件快速方便。特别是遇到个别钢筋笼因多种因素造成沉放不到预定标高，满足不了工程质量要求时，采用快速连接机构，用振动装置及时把钢筋笼拔出桩孔，待混凝土初凝后重新施作成桩。能避免换位补桩、加强基础结构等高成本补救措施。本发明还采用下开式出土器，能方便渣土的倒运，使现场文明施工。

Description

长螺旋钻孔中心泵压混凝土植入钢筋笼成桩工艺方法

技术领域

本发明涉及一种长螺旋钻孔钢筋混凝土灌注桩施工工艺，特别是一种长螺旋钻孔中心泵压混凝土，在桩体混凝土未凝前植入钢筋笼的成桩工艺。

背景技术

在长螺旋钻孔现浇混凝土桩的施工中，常采用一种钻孔到预定深度，在提钻同时用混凝土泵通过钻杆中心将混凝土压到已钻成的桩孔中形成桩体的方法。这种方法常用于CFG桩复合地基的施工工程。在形成的素混凝土桩体中植入钢筋笼，能提高桩的抗剪、抗弯、抗拉能力，扩大其应用范围。专利技术《超流态混凝土》(专利号CN1074426a)提供了一种便于泵送和插入钢筋笼的混凝土。但在振动插入钢筋笼施工中，遇到较长、刚度较差的钢筋笼，常常遇到沉不到预定深度的问题，不但质量保证不了，还会造成浪费；现在常用的振动插笼装置是将振动锤或振动电动与钢筋笼顶部连接。钢筋笼在桩孔混凝土中振动下沉的过程中。钢筋笼整体产生振动，使混凝土不断振动密实，一般小型振动锤的振动电机振动频率却在1100min^-1以上。振动电机不但产生竖直方向振动，还会产生水平方向振动，有利于混凝土的振捣密实。在沉笼过程中恰恰不希望混凝土过早密实强化。另外振动锤或振动电机压在钢筋笼顶部使钢筋笼受压，易使其失稳产生弯曲。以上所述均对沉笼产生非常不利的影响。使沉笼施工达不到预想的效果；用普通振动锤在起吊钢筋笼时还会对钢筋笼产生附加弯矩，易使钢筋笼产生塑性变形；另外在CFG桩复合地基等用长螺旋钻孔机施工时，钻杆下部采用混凝土活门式钻头，为方便关闭活门的操作，常采用固定护筒，由于固定护筒无排土功能，因此钻出的钻渣、泥水堆满场地，不但形成不了文明生产，而且由于泥土掩埋了桩位标记增加了就位桩孔的难度。

本发明的内容

本发明的目的是提供一种环保、高效的施工工艺和配套设备。采用一种专用中低频振动沉拔笼装置在沉笼过程中减少对混凝土的扰动。在地面拆装附件快速方便。特别是遇到个别钢筋笼因多种因素造成沉放不到预定标高满足不了工程质量要求时，可以采用快速连接机构，用振动装置及时把钢筋笼拔出桩孔，重新施作成桩。能避免换位补桩、加强基础结构等高成本补救措施。本发明还采用下开式出土器，能方便渣土的倒运，使现场文明施工。

本发明施工工艺的技术方案是：沉拔钢筋笼采用一种中低频振动装置，可以在地面水平方向将一根钢管插入钢筋笼内腔，钢管与中低频振动装置快速刚性连接，钢筋笼与振动装置柔性连接。待钻孔中心泵压混凝土形成桩体后，吊起振动装置、钢管及钢筋笼，把钢筋笼下端插入混凝土桩体中，依靠重力和振动装置带动钢管对钢筋笼底端部进行振动和冲击，使钢筋笼下沉到预定深度；插放钢筋笼遇少量钢筋笼下沉达不到预定深度的情况时，迅速解开振动装置与钢筋笼的柔性连接，把钢管拔出地面，将其与振动装置拆开置于地面。将夹笼器与振动装置连接。夹笼器夹住钢筋笼上端立筋，开动振动装置，利用拔桩原理把钢筋笼从混凝土桩体中引拔出来。待桩体初凝后，在原桩位重复以上成桩工艺，完成现浇桩施工。

当使用较大功率振动装置时，把钢管、夹笼器制成一体，与专用振动装置快速刚性连接；钢筋笼与振动器柔性连接，夹笼器与钢筋笼上端处于松弛状态。重复上述沉笼工艺，完成现浇桩作业。遇少量钢筋笼下沉不到预定深度的情况，把夹笼器与钢筋上端立筋刚性连接，开动振动装置，将钢管和钢筋笼同时从桩体混凝土中拔出，待混凝土初凝后，再进行同一桩位的成桩作业。

中低频专用振动装置减振器的起吊方向能在平行于振动方向和垂直于振动方向改变。夹笼器、钢管与振动装置快速连接是机械式的或液压式的。在水平位置，钢管与钢筋笼的套穿，是在钢管与振动装置分离状态或连接状态进行的，在钻孔作业时使用了下开式出土器。

附图说明

图1为本发明工艺方法示意流程图。

图2为下开门出土器示意图

图3为振动沉笼作业示意图

图4为快速连接机构实施例示意图

图5为起吊钢筋笼作业示意图

图6为下挂式运笼小车示意图

图7为夹笼器实施例示意图

具体实现方式

本发明的具体施工工艺方法叙述如下

1、施工图测放桩位，就位钻孔(见图1a和图1b)

2、现场制造钢筋笼；

3、桩机就位，调整钻杆与地面的垂直度；钻头对准桩位，启动钻机入钻，钻到预定孔的深度。(见图1c)

4、在成孔钻进的同时，按照配合比进行混合料的搅拌，搅拌好的混合料送到钻机施工作业面准备浇灌；

5、在地面将振笼钢管穿入钢筋笼，与钢筋笼振动设备快速连接。

6、钻进到设计深度后，略提钻杆，以便砼料将活门冲开，一边泵送混合料一边提钻；(见图1d)

7、混合料的灌注高度应略高于设计桩顶标高。多余的部分后期凿掉，保证桩顶的强度满足设计要求。钻杆拔出孔口前，先关混凝土泵，注意保证钻杆内存料量，满足桩顶高度。(见图1e)

8、钻杆拔出孔口，确认成桩符合要求后，在桩体混凝土未凝前插入钢筋笼，开动振动装置，将钢筋笼沉到预定深度；(见图1f)

9、钢筋笼到位后，拔出钢管，放置地面。(见图1g)

10、施工中，应抽样作砼试块；

11、遇到个别钢筋笼因多种因素造成沉放不到要求标高时，快速将夹笼器与振动装置连接，夹笼器及时与钢筋笼上端连接，用拔桩的方法把钢筋笼拔出桩孔。待混凝土初凝后，重新在原桩位施工成桩。(见图1h和图1i)

钻孔采用下开门出土器(见图2)，出土器一般固定在桩机立柱8下部。出土器下开门7的作用是便于压砼钻头活门的人工关闭操作。进行钻孔作业时，将出土器下开门7关闭，钻杆排上来的渣土沿出土器筒体6上升到斜置溜槽5，渣土排到离开桩孔口的较远地面，便于装载机的装卸，也可用小翻斗车直接接土远离作业现场。使作业场地避免渣土堆积如山的状态，做到文明施工。也可以采取将出土器下部距地面留出0.5-0.6m的方法代替下开门出土器。

参照振动沉笼示意图3，振动锤1与钢管2通过快速连接机构刚性连接。振动锤1的激振力通过钢管2传到钢筋笼的底端，对钢筋笼3产生竖直向下单向冲击力，不会引起钢筋笼3的双向振动；钢筋笼3是柔性体，静压力和单向振动冲击力对主筋产生拉力而不是压力，有利于力的传输和钢筋笼的下沉；振动装置采用500-900次min^-1中低频减弱了钢管对混凝土的振动密实作用，振动频率的较佳取值为750次min^-1，对混凝土的扰动弱，扰动范围小；钢管下部开口，中上部开通气孔，使混凝土进入钢管内腔，不至使混凝土溢出桩孔造成浪费或导致混凝土质量问题。

图4是一种快速连接机构的钢性连接实施例示意。由连接套4-1、连接体4-2和连接销4-3组成，连接方法是将连接体4-2插入连接套4-1，再用连接销4-3插入销孔中锁定上。

参照图5，本图描述了钢筋笼起吊状态的受力情况，起吊时钢筋笼3、钢管2、振动锤1处于水平状态，一般常用的振动锤吊点在振动锤的顶部。这就使振动锤本身的重力对钢筋笼形成附加弯矩，对起吊钢筋笼非常不利，会引起钢筋笼的弯曲变形。本方案专用振动锤的起吊隔振器在起吊时可绕1-3绞点旋转，起吊点与振动器1-2的重心重合，附加弯矩变为零。这样排除了由于振动锤自身的重力对钢筋笼弯曲产生的影响，同时钢管放在钢筋笼内腔中心，也增加了整体刚度。使钢筋笼顺利起吊，不产生塑性弯曲变形，有利于后插笼的工艺进行，确保成桩的质量。隔振器与振动锤绞接便于与钢管的连接与拆卸。

下挂式运笼小车(见图6)，由两个轮子10和车体9组成，在小车两轮的中间能吊起细长构件17，能水平移动。这样小车的作用有三：可以用小车在现场倒运制作好的钢筋笼；可以用小车将振笼用的钢管在地面水平方向穿入钢筋笼内腔。可用小车吊起穿好钢筋笼的钢管，将钢管上端与振动装置快速刚性连接，方法简便快捷。

图7是夹笼器实施例示意图。通过快速连接机构能将夹笼器与振动装置刚性连接。夹笼器由连接套11、连接钢管12、连接辐板13、环板15和U型夹紧体14组成。需要拔起不合格钢筋笼时，将钢筋笼主筋16穿过U型夹紧体14，紧固U型夹紧体螺栓14-1，使钢筋笼上端与夹笼器刚连接。开动振动锤，进行拔笼作业。

本发明扩展了中心压混凝土灌注桩的应用范围。不但可以应用于CFG桩的复合地基加固工程，还可以用于建筑基础的工程桩和护坡桩等施工工程，从而带来不可估量的经济效益和社会效益。

Claims (7)

1. 一种长螺旋钻孔中心泵压混凝土植入钢筋笼成桩工艺方法，在桩体混凝土未凝前植入钢筋笼的成桩工艺，包括就位钻孔，钻至孔深，边提钻边泵压砼，泵压砼到桩顶，插放钢筋笼，成桩，其特征在于：在桩体混凝土未凝前插放钢筋笼采用一种中低频振动装置，将一根钢管插入钢筋笼内腔，钢管与中低频振动装置快速刚性连接，同时将钢筋笼与振动装置用钢丝绳柔性连接，待钻孔中心泵压混凝土形成桩体后，吊起振动装置、钢管及钢筋笼，把钢筋笼下端插入混凝土桩体中，依靠重力和振动装置带动钢管对钢筋笼底端部进行振动和冲击，使钢筋笼下沉到预定深度，然后将钢管拔出地面成桩。

2. 根据权利要求1所述的成桩工艺方法，其特征在于：插放钢筋笼在钢筋笼下沉达不到预定深度时，迅速解开振动装置与钢筋笼的柔性连接，把钢管拔出地面，将其与振动装置拆开置于地面；将夹笼器与振动装置连接，夹笼器夹住钢筋笼上端立筋，开动振动装置，利用拔桩原理把钢筋笼从混凝土桩体中引拔出来，待桩体初凝后，在原桩位重复以上成桩工艺，完成现浇桩施工。

3. 根据权利要求1所述的成桩工艺方法，其特征在于：钢管附带夹笼器并制成一体，与振动装置快速刚性连接；钢筋笼与振动器柔性连接，夹笼器与钢筋笼上端处于松弛状态，在少量钢筋笼下沉不到预定深度的情况时，把夹笼器与钢筋上端立筋刚性连接，开动振动装置，将钢管和钢筋笼同时从桩体混凝土中拔出，待混凝土初凝后，再进行同一桩位的成桩作业。

4. 根据权利要求2或3所述的成桩工艺方法，其特征在于：中低频振动装置减振器的起吊方向能在平行于振动方向和垂直于振动方向改变，夹笼器、钢管与振动装置快速连接是机械式的或液压式的。

5. 根据权利要求1、2或3所述的成桩工艺方法，其特征在于：中低频振动器的振动频率为500-900次min^-1。

6. 根据权利要求4所述的成桩工艺方法，其特征在于：在钻孔作业时使用了下开式出土器。

7. 根据权利要求4所述的成桩工艺方法，其特征在于：钢管下部开口，中上部开通气孔。

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