CN101255691A - 全套管薄壁灌注桩施工方法及活动内模 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全套管薄壁灌注桩施工方法及活动内模，该施工方法依托大激振力中、高频振动锤大幅度提高单层套管穿透地基土的能力，能穿透除强风化岩以外的绝大部分地基土层，使长大于20米，直径0.8～2.0米的单层套管一次性沉入地基土中，取土可由高频锤夹带取土管取土或人工取土，待满足设计要求后放入活动内模、钢筋笼并灌注混凝土，再振动拔出单层套管，等混凝土终凝后，拆除活动内模，再回填从而形成薄壁灌注桩。该工艺大幅度提高了施工效率，避免了挤土对周边建、构筑物及道路管线影响和泥浆对周边环境的污染，振动拔管可大幅度提高桩身混凝土的质量，活动内模的使用，节省了大量混凝土，以最少的材料消耗获得最大的结构效应。

Description

全套管薄壁灌注桩施工方法及活动内模

一、技术领域

本发明涉及在工业与民用建筑领域基坑支护的施工技术和施工设备，特别是灌注桩的施工技术和施工设备。

二、背景技术

目前，我国的深基坑支护形式分为支挡型支护和加固型支护两大类。

支挡型支护常用的种类及其优缺点如下：

1、钢板桩支护：钢板桩支护有施工速度快、可重复使用的优点，适用于5～10米的基坑，但存在钢材昂贵、一次性投入大、常因支承刚度较小需要多道支撑而影响基坑的土方开挖施工等缺陷。

2、钻孔灌注桩挡墙：常用于φ600～1000mm灌注桩，做成排桩挡墙，顶部浇筑砼冠梁，它具有刚度较大、抗弯能力强、变形相对较小等优点，存在的不足是：由于钻孔灌注桩常出现诸如断桩、缩颈、离析夹泥等质量问题，造成工程隐患，且混凝土用量大，施工成本高。

3、地下连续墙：地下连续墙作为深基坑的主要支护结构之一，常用厚度为500～800mm，它集挡土、截水、防渗和受力于一体，是一种很有效的基坑支护方式，但需专用机器设备，机械化程度高，造价高，只有在与内衬层结合作为结构物外墙使用情况下，方可在一定程度上降低支护结构的成本。

此外，以上各种支挡型支护在施工时，还往往需辅以支撑拉锚、挖土卸载等技术措施，才可使支护方案达到挡土的效果。

加固型支护多采用深层水泥搅拌桩或旋喷桩等，既可挡土又可形成隔水帷幕，目前已用于7米以内的深的基坑支护，它适用于软土地基，但存在施工质量难以控制、基坑变形较大等缺陷。

为克服这些缺陷，工程上已出现一种筒桩施工法，它是采用双层套管夹带桩靴，以挤土的方式形成薄壁空心灌注桩，因其可节省混凝土40％以上，且有施工速度快捷、无泥浆污染、挤土效应相对较少、设计桩径不受限制、桩身整体质量有保证等优点，在高速铁路、公路软地基处理，填海及码头工程，深基坑支护，普通建筑物的基础处理等方面得到了迅速的应用。筒桩虽然有上述诸多优点，但适用范围很有限，它仅适用于软土，而且因受机械设备动力的限制，沉管深度有限。

综上所述，就目前已有的基坑支护结构均存在不同的局限性，要么成本高，要么刚度小、施工质量不可靠，要么适用范围很有限等。

三、发明内容

发明的目的是提供一种在基坑支护施工中适用范围广、无施工污染、工程质量可靠、可大量节省混凝土的高效率、低成本的全套管薄壁灌注桩施工方法。

为实现以上目的，本发明全套管薄壁灌注桩施工方法所采用的设备包括高频振动锤、夹持器、单层套管、活动内模和泥浆泵，成孔、安装活动内模和成桩施工步骤如下：

①沉管：用高频锤夹住单层套管将其沉到设计标高；

②取土：用高频锤夹住略小于套管的取土管将单层套管内土取出，如遇到很坚硬的土层，可用人工挖土的方式把单层套管内的土取出；

③装模：成孔后将可拆卸式的活动内模放置在单层套管内，活动内模与单层套管之间形成环形等距夹层；

④清孔：用泥浆泵清理孔底沉渣；

⑤安放钢筋笼：往环形空心夹层里安放钢筋笼；

⑥灌注混凝土：往环形空心夹层里灌注混凝土；

⑦拨管：通过振动锤振动拨出单层外套管；

⑧拆模：待混凝土终凝后，拆除活动内模，形成薄壁空心灌注桩，灌注桩桩芯内形成通长空孔；

⑨回填：桩芯内回填沙土或建筑垃圾；

⑩成桩：形成薄壁灌注桩。

实施全套管薄壁灌注桩施工方法成桩用的活动内模是一个由螺栓螺母将多节园筒连接而成的长园筒形，节长2.5～3.0米，每节园筒由两个半园形内模和带筋板的贴板组合而成，半园形内模两端和内壁设有内筋板，在两个半园形内模之间的接缝处通过螺栓螺母将半园形内模内筋板和贴板筋板连接紧固成一节园筒，再通过螺栓螺母连接相邻两节园筒端部内筋板形成长园筒形活动内模。

本发明具有以下有益效果：

1、单层套管比筒桩双层套管带桩靴方式能更有效的穿透土层，在硬土层上仍可施工，大大拓宽了适用范围，能适应除岩层以外的所有地质。

2、单层套管因不带桩靴，在成孔过程中不产生挤土效应，对城市管网和邻近建筑物没有破坏作用。

3、可拆卸式活动内模可重复使用，使灌注桩内形成空心园柱，节约桩芯混凝土，此施工方法在同等的承载力要求下，可减少混凝土用量，或在同等的混凝土用量下，可大幅度提高围护桩的抗弯强度，这种薄壁空心结构在基坑支护中能以最少的混凝土用量获得最佳的结构效应，大大降低施工成本。

4、施工无污染且快捷高效，可确保长大于20米、直径0.8～2米的单层套管一次性沉入地基土中，大幅度提高了施工效率。

5、振动拔管可大幅度提高桩身混凝土的质量。

四、附图说明

图1是本发明全套管薄壁灌注桩施工方法及活动内模的施工步骤示意图；

图2是本发明全套管薄壁灌注桩施工方法及活动内模的活动内模装配示意图。

图3是本发明全套管薄壁灌注桩施工方法及活动内模的半园形内模部件示意图。

图4是本发明全套管薄壁灌注桩施工方法及活动内模的贴板部件示意图。

五、具体实施方式

下面结合附图对本发明全套管薄壁灌注桩施工方法及活动内模作进一步详细说明。

实施例：如图1所示本发明全套管薄壁灌注桩施工方法及活动内模采用了高频振动锤1、夹持器2、单层套管3、活动内模4和泥浆泵5等设备，单层套管3通过夹持器2在1000kN以上大激振力的中、高频振动锤1作用下沉入地基土中，单层套管3采用全长钢套管，既起护壁作用，又作为薄壁灌注桩成形构件之一；根据土的软硬程度，用机械取土或人工挖土的方式将单层套管内的土取出；成孔验收后，将已组装好的活动内模4吊入孔内，调整好位置并固定后，即可进行后续的吊放钢筋笼、灌注混凝土等工作。成孔、安装活动内模和成桩具体施工步骤如下：

①沉管：用高频锤夹住单层套管3并将其沉到设计标高；

②取土：用高频锤夹住略小于套管的取土管将单层套管内土取出，如遇到很坚硬的土层，可直接用人工挖土的方式把单层套管内的土取出；

③装模：成孔后将可拆卸的活动内模4放置在单层套管3内，活动内模4与单层套管3之间形成环形等距夹层；

④清孔：用泥浆泵5清理孔底沉渣；

⑤安放钢筋笼：往环形空心夹层里安放钢筋笼；

⑥灌注混凝土：往环形空心夹层里灌注混凝土；

⑦拨管：通过振动锤振动拨出单层外套管3；

⑧拆模：待混凝土终凝后，拆除活动内模4，形成薄壁空心灌注桩，灌注桩桩芯内形成通长空孔；

⑨回填：桩芯内回填沙土或建筑垃圾。

⑩成桩：形成薄壁灌注桩。

如图2～图4所示本发明之活动内模4是一个由螺栓螺母将多节园筒连接而成的长园筒形，节长2.5～3.0米，每节园筒由两个半园形内模4-1和带筋板的贴板4-2组合而成，半园形内模4-1两端和内壁焊有内筋板，在两个半园形内模4-1之间的接缝处通过螺栓螺母将半园形内模内筋板和贴板筋板连接紧固成一节园筒，再通过螺栓螺母连接相邻两节园筒端部内筋板形成长园筒形活动内模4。

活动内模4拆卸时，先拆最上面的一节，松开并拆除节与节之间的联接螺栓螺母，然后松开并拆除半园形内模4-1与贴板4-2之间的联接螺栓螺母，把半园形内模4-1及贴板4-2吊出孔外，再依次拆下节内模，直到拆完。

Claims (2)

1、一种全套管薄壁灌注桩施工方法，所采用的设备包括高频振动锤(1)、夹持器(2)、单层套管(3)和泥浆泵(5)，施工过程之成孔工序的施工步骤为：

①沉管：用高频锤夹住单层套管(3)并将其沉到设计标高；

②取土：用高频锤夹住取土管将单层套管内的土取出，如遇到很坚硬的土层，可用人工挖土的方式把单层套管内的土取出；

其特征是：所采用的设备还包括活动内模(4)；继成孔工序之后的施工工序为安装活动内模工序和混凝土灌注工序，其施工步骤为：

③装模：成孔后将可拆卸式的活动内模(4)放置在单层套管(3)内，活动内模(4)与单层套管(3)之间形成环形等距夹层；

④清孔：用泥浆泵清理孔底沉渣；

⑤安放钢筋笼：往环形空心夹层里安放钢筋笼；

⑥灌注混凝土：往环形空心夹层里灌注混凝土；

⑦拨管：通过振动锤振动拨出单层外套管(3)；

⑧拆模：待混凝土终凝后，拆除活动内模(4)，形成薄壁空心灌注桩，灌注桩桩芯内形成通长空孔；

⑨回填：桩芯内回填沙土或建筑垃圾；

⑩成桩：形成薄壁灌注桩。

2、实施权利要求1所述全套管薄壁灌注桩施工方法中成桩用的活动内模(4)，其特征是：它是一个由螺栓螺母将多节园筒连接而成的长园筒形，节长2.5～3.0米，每节园筒由两个半园形内模(4-1)和带筋板的贴板(4-2)组合而成，半园形内模(4-1)两端和内壁设有内筋板，在两个半园形内模之间的接缝处通过螺栓螺母将半园形内模内筋板和贴板筋板连接紧固成一节园筒，再通过螺栓螺母连接相邻两节园筒端部内筋板形成长园筒形活动内模(4)。

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