CN101503878A - 用薄壁筒桩作围护桩的建筑物基坑围护结构的施工方法 - Google Patents
用薄壁筒桩作围护桩的建筑物基坑围护结构的施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用薄壁筒桩作围护桩的建筑物基坑围护结构的施工方法，它包括：a.排放桩头并安装内钢筒模板和外钢筒模板；b.下压桩头(2)；c.焊接预埋件；d.放置钢筋笼；e.浇注薄壁筒桩筒壁(9)的混凝土；f.灌芯；g.重复步骤a～f，进行下一个围护桩(1)的施工；h.浇筑压顶梁及压顶梁标高处内支撑；i.在预埋件上焊接连接钢筋(14)；j.绑扎围檩钢筋(13)和内支撑钢筋(16)；k.安装模板；l.浇注围檩(8)及围檩标高处内支撑(15)的混凝土。本发明的用薄壁筒桩作围护桩的建筑物基坑围护结构的施工方法安全、环保、成本低和浪费率低且能保证围护桩质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种土木工程的施工方法，具体讲是一种用薄壁筒桩作围护桩的建筑物基坑围护结构的施工方法。
背景技术
随着建筑物地下空间利用的不断扩大，基坑开挖的规模和深度也不断扩大。为了保证基坑开挖的安全、经济，其基坑围护结构的设计和施工也进一步得到重视，在行业内建立了一整套技术论证、审批和质量管理体系，以确保基坑开挖的工程质量。目前，在软土地区基坑开挖的围护结构普遍采用以下结构：用钻孔灌注桩作为围护桩，在围护桩桩顶设置压顶梁及压顶梁标高处内支撑(梁)，在基坑外侧设置相应的止水帷幕(一般采用水泥搅拌桩)以及在基坑内设置排水措施等，一般还需在围护桩靠基坑一侧设置一层或多层围檩及每层的围檩标高处内支撑(梁)。
为了保证这种围护结构的施工质量和进度，现有技术针对基坑围护结构的围护桩的施工，多采用较成熟、安全的钻孔灌注桩作围护桩的施工方法。钻孔灌注桩的直径根据开挖深度不同，在0.8m～1.0m之间。用钻孔灌注桩作围护桩的建筑物基坑围护结构的施工方法一般为：先用机械设备如钻机钻孔，在钻的过程中需要大量的泥浆护壁，将泥浆始终保持在钻孔的地面水平，将多余泥浆抽入预先挖好的泥浆池内。当钻到设计的标高后，抽出钻头，放置围护桩的钢筋笼并用套管从孔底往上灌注混凝土，同时排出多余的护壁泥浆，直至混凝土浇注至地面标高。当混凝土强度达到设计要求后，在各围护桩的桩顶处浇注连接各围护桩的压顶梁及压顶梁标高处内支撑。然后下挖基坑，在基坑内侧安装围檩及围檩标高处内支撑。
以上施工方法存在以下缺陷：由于采用钻孔灌注桩作围护桩，不可避免地需要大量护壁泥浆，而护壁泥浆不仅污染环境，还需要运输到特定地点处理后排放，故泥浆的处理、运输、排放的成本较高，而钻孔的能耗也比较大；且泥浆对混凝土质量影响也很大，围护桩常发生夹泥、缩颈等现象，故围护桩的质量难以保证；又由于上述围护桩在基坑的建筑物的地下结构完成后就再无功能作用而报废，所以围护桩的混凝土用量越大，基坑开挖的成本就越高，材料的浪费就越严重。
如果采用现有技术的作建筑物基桩用的薄壁筒桩作基坑围护结构的围护桩，则存在以下缺陷：当压顶梁及压顶梁标高处内支撑的混凝土强度达到设计要求后，需要设置围檩及围檩标高处内支撑时，由于薄壁筒桩中空，其设置围檩处的局部强度不够，存在安全隐患；而且，设置围檩需要凿开在围护桩该位置上已成型的混凝土，然后在围护桩裸露的钢筋笼上焊接与围檩钢筋绑扎的连接钢筋。然而由于薄壁筒桩的筒壁和钢筋笼较单薄，容易在开凿混凝土时受损，故围护桩的质量难以保证。所以，据申请人所知，目前没有作建筑物基桩用的薄壁筒桩作基坑围护结构的围护桩的先例。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种安全、环保、成本低和浪费率低且能保证围护桩质量的用薄壁筒桩作围护桩的建筑物基坑围护结构的施工方法。
本发明的技术解决方案是，提供一种用薄壁筒桩作围护桩的建筑物基坑围护结构的施工方法，它包括以下施工步骤：
a、在根据设计要求确定的围护桩的桩位上排放一个预制的桩头，并在桩头上安装内钢筒模板和外钢筒模板，所述的桩头上设有从桩头向钢筒筒芯贯穿的通孔；
b、用高频震动锤将桩头连同内钢筒模板和外钢筒模板压入土内直至桩头到达设计标高，在下压内钢筒模板和外钢筒模板的过程中，桩头下方的土体从通孔挤入内钢筒模板的筒芯内；
c、在预制的薄壁筒桩的钢筋笼上焊接至少一组预埋件，每组预埋件的位置在该薄壁筒桩上设计的每层围檩的高度位置；
d、将钢筋笼放置在内钢筒模板和外钢筒模板之间；
e、浇注薄壁筒桩的筒壁的混凝土并用起吊设备同步提升内钢筒模板和外钢筒模板直至筒壁的混凝土浇注完毕且内钢筒模板和外钢筒模板完全吊离；
f、当薄壁筒桩筒壁的混凝土强度达到设计要求后，下挖薄壁筒桩的筒芯内的土体，直至位置最低的一层围檩的下表面下方1m处；清洗薄壁筒桩内壁；在筒芯内从土体处往上浇注混凝土至该层围檩的上表面上方1m处；以上过程为灌芯；此时，该围护桩的施工完成；
g、重复步骤a～f，进行下一个围护桩的施工，直至该基坑围护结构的全部围护桩施工完毕；
i、在各围护桩的桩顶处浇注连接各围护桩的压顶梁及压顶梁标高处内支撑；
j、下挖基坑至围护桩设置一层围檩的位置，使得预埋在该高度位置的预埋件裸露在筒壁的外圆周面上靠基坑的一侧，再在该位置裸露的预埋件上焊接用来连接围檩钢筋的连接钢筋；
k、将连接钢筋与围檩钢筋绑扎，再在围檩钢筋上绑扎该层的围檩标高处内支撑的内支撑钢筋；
1、安装该高度的围檩模板和围檩标高处内支撑模板；
m、浇注该高度的围檩及围檩标高处内支撑的混凝土。
本发明用薄壁筒桩作围护桩的建筑物基坑围护结构的施工方法与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：
由于本发明采用薄壁筒桩替代钻孔灌注桩作基坑围护结构的围护桩，则不再需要泥浆护壁，从而避免了泥浆对环境的污染以及后续的运输、处理、排放的问题，故环保且降低了成本；同时，由于浇注围护桩的过程中没有泥浆掺杂，故避免了围护桩常发生夹泥、缩颈等现象，保证了围护桩的质量；相对于同一尺寸的钻孔灌注桩，薄壁筒桩的混凝土用量少，且灌芯后的薄壁筒桩设置围檩处的局部承载强度不低于钻孔灌注桩，故薄壁筒桩在保证其强度的前提下节省了混凝土及钢筋，降低了成本，减少了浪费。还由于围护桩的筒壁钢筋笼上设有裸露在围护桩筒壁外圆周面上的可以直接与连接钢筋焊接的预埋件，故避免了凿开围护桩上已成型的混凝土，进而杜绝了围护桩的损伤和围护桩内钢筋笼的受损，故进一步保证围护桩的质量。
附图说明
图1是本发明所涉及的建筑物基坑围护结构的侧剖视局部结构示意图。
图2是本发明所涉及的建筑物基坑围护结构的薄壁筒桩的模板及桩头结构示意图。
图3是本发明所涉及的建筑物基坑围护结构的俯视局部结构示意图。
图4是本发明所涉及的建筑物基坑围护结构的围檩处的俯视局部结构示意图。
图5是本发明所涉及的建筑物基坑围护结构的围护桩与围檩及围檩标高处内支撑结合部的正视结构示意图。
图6是本发明所涉及的建筑物基坑围护结构的围护桩与围檩及围檩标高处内支撑结合部的俯视结构示意图。
图中所示1、围护桩，2、桩头，3、内钢筒模板，4、外钢筒模板，5、筒芯，6、通孔，7、预埋件，7.1、上预埋件，7.2、中预埋件，7.3、下预埋件，8、围檩，9、筒壁，10、基坑，11、压顶梁，12、压顶梁标高处内支撑，13、围檩钢筋，14、连接钢筋，15、围檩标高处内支撑，16、内支撑钢筋。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
图1、图2、图3、图4、图5、图6所示为本发明的一种实施例，即基坑围护结构只有一层围檩8及围檩标高处内支撑15时的用薄壁筒桩作围护桩的建筑物基坑围护结构的施工方法，它包括以下施工步骤：
a、在根据设计要求确定的围护桩1的桩位上排放一个预制的桩头2，并在桩头2上安装内钢筒模板3和外钢筒模板4，所述的桩头2上设有从桩头2向钢筒筒芯5贯穿的通孔6；
b、用高频震动锤将桩头2连同内钢筒模板3和外钢筒模板4压入土内直至桩头2到达设计标高，在下压内钢筒模板3和外钢筒模板4的过程中，桩头2下方的土体从通孔6挤入内钢筒模板3的筒芯5内；
c、在预制的薄壁筒桩的钢筋笼上焊接一组预埋件7，该组预埋件7的位置在该薄壁筒桩上设计的围檩8的高度位置，即每组预埋件7包括一排上预埋件7.1、一排中预埋件7.2和一排下预埋件7.3，每排预埋件包括高度相同且均位于筒壁9的外圆周面上靠基坑10一侧的三个预埋件；下预埋件7.3的高度接近围檩8下表面，中预埋件7.2的高度接近围檩8上表面，上预埋件7.1高于围檩8上表面的高度尺寸不小于围檩8的宽度尺寸；
d、将钢筋笼放置在内钢筒模板3和外钢筒模板4之间；
e、浇注薄壁筒桩的筒壁9的混凝土并用起吊设备同步提升内钢筒模板3和外钢筒模板4直至筒壁9的混凝土浇注完毕且内钢筒模板3和外钢筒模板4完全吊离；
f、当薄壁筒桩筒壁9的混凝土强度达到设计要求后，下挖薄壁筒桩的筒芯5内的土体，直至唯一的一层围檩8的下表面下方1m处；清洗薄壁筒桩内壁；在筒芯5内从土体处往上浇注混凝土至该层围檩8的上表面上方1m处；以上过程为灌芯；此时，该围护桩1的施工完成；
g、重复步骤a～f，进行下一个围护桩1的施工，直至该基坑围护结构的全部围护桩1施工完毕；
i、在各围护桩1的桩顶处浇注连接各围护桩1的压顶梁11及压顶梁标高处内支撑12；
j、下挖基坑10至围护桩1设置围檩8的位置，使得预埋在该高度位置的预埋件7裸露在筒壁9的外圆周面上靠基坑10的一侧，再在该位置裸露的预埋件7上焊接用来连接围檩钢筋13的连接钢筋14，即在每排下预埋件7.3上焊接水平向的三条相互平行的连接钢筋14，在每排中预埋件7.2上焊接水平向的三条相互平行的连接钢筋14，在每排上预埋件7.1上预埋件上焊接斜向的三条相互平行的连接钢筋14；
k、将连接钢筋14与围檩钢筋13绑扎，即与下预埋件7.3焊接的连接钢筋14与围檩8下部的围檩钢筋13绑扎，与中预埋件7.2焊接的连接钢筋14与围檩8上部的围檩钢筋13绑扎，与上预埋件7.1焊接的斜向的连接钢筋14与围檩8下部的围檩钢筋13绑扎；再在围檩钢筋13上绑扎该层的围檩标高处内支撑15的内支撑钢筋16；
1、安装该高度的围檩8模板和围檩标高处内支撑15模板；
m、浇注该高度的围檩8及围檩标高处内支撑15的混凝土，使得所有连接钢筋14均锚固在围檩8的混凝土内，且连接钢筋14的锚固长度不小于连接钢筋14直径的45倍。即成基坑的围护结构。
参见图1、图2、图3、图4、图5、图6。本发明还可有另外的实施例，即基坑围护结构有多层如三层围檩8及三层围檩标高处内支撑15(位置较低的两层围檩8、围檩标高处内支撑15及预埋件7图中未示出)时的用薄壁筒桩作围护桩的建筑物基坑围护结构的施工方法，它包括以下施工步骤：
a、在根据设计要求确定的围护桩1的桩位上排放一个预制的桩头2，并在桩头2上安装内钢筒模板3和外钢筒模板4，所述的桩头2上设有从桩头2向钢筒筒芯5贯穿的通孔6；
b、用高频震动锤将桩头2连同内钢筒模板3和外钢筒模板4压入土内直至桩头2到达设计标高，在下压内钢筒模板3和外钢筒模板4的过程中，桩头2下方的土体从通孔6挤入内钢筒模板3的筒芯5内；
c、在预制的薄壁筒桩的钢筋笼上焊接三组预埋件7，每组预埋件7的位置在该薄壁筒桩上设计的每层围檩8的高度位置，即每组预埋件7包括一排上预埋件7.1、一排中预埋件7.2和一排下预埋件7.3，每排预埋件包括高度相同且均位于筒壁9的外圆周面上靠基坑10一侧的三个预埋件；下预埋件7.3的高度接近围檩8下表面，中预埋件7.2的高度接近围檩8上表面，上预埋件7.1高于围檩8上表面的高度尺寸不小于围檩8的宽度尺寸；
d、将钢筋笼放置在内钢筒模板3和外钢筒模板4之间；
e、浇注薄壁筒桩的筒壁9的混凝土并用起吊设备同步提升内钢筒模板3和外钢筒模板4直至筒壁9的混凝土浇注完毕且内钢筒模板3和外钢筒模板4完全吊离；
f、当薄壁筒桩筒壁9的混凝土强度达到设计要求后，下挖薄壁筒桩的筒芯5内的土体，直至三层围檩8中位置最低的一层围檩8的下表面下方1m处；清洗薄壁筒桩内壁；在筒芯5内从土体处往上浇注混凝土至该层围檩8的上表面上方1m处；以上过程为灌芯；当灌芯混凝土强度达到设计要求后，再在筒芯5内从混凝土处向上填土直至上一高度的一层围檩8的下表面下方1m处，然后再灌芯，然后填土直至上上一高度的一层围檩8的下表面下方1m处，然后再灌芯；灌芯完成后，该围护桩的施工完成；
g、重复步骤a～f，进行下一个围护桩1的施工，直至该基坑围护结构的全部围护桩1施工完毕；
i、在各围护桩1的桩顶处浇注连接各围护桩1的压顶梁11及压顶梁标高处内支撑12；
j、下挖基坑10至围护桩1设置离地面最近的一层围檩8的位置，使得预埋在该高度位置的预埋件7裸露在筒壁9的外圆周面上靠基坑10的一侧，再在该位置裸露的预埋件7上焊接用来连接围檩钢筋13的连接钢筋14，即在每排下预埋件7.3上焊接水平向的三条相互平行的连接钢筋14，在每排中预埋件7.2上焊接水平向的三条相互平行的连接钢筋14，在每排上预埋件7.1上焊接斜向的三条相互平行的连接钢筋14；
k、将连接钢筋14与围檩钢筋13绑扎，即与下预埋件7.3焊接的连接钢筋14与围檩8下部的围檩钢筋13绑扎，与中预埋件7.2焊接的连接钢筋14与围檩8上部的围檩钢筋13绑扎，与上预埋件7.1焊接的斜向的连接钢筋14与围檩8下部的围檩钢筋13绑扎；再在围檩钢筋13上绑扎该层的围檩标高处内支撑15的内支撑钢筋16；
1、安装该高度的围檩8模板和围檩标高处内支撑15模板；
m、浇注该高度的围檩8及围檩标高处内支撑15的混凝土，使得所有连接钢筋14均锚固在围檩8的混凝土内，且连接钢筋14的锚固长度不小于连接钢筋14直径的45倍；
n、下挖基坑10至围护桩1设置离地面第二近的一层围檩8的位置，重复步骤j～m(但“j”中的第一句话即“下挖基坑10至围护桩1设置离地面最近的一层围檩8的位置”所述的步骤不再重复)；
o、下挖基坑10至围护桩1设置离地面最远的一层围檩8的位置，重复步骤j～m(但“j”中的第一句话即“下挖基坑10至围护桩1设置离地面最近的一层围檩8的位置”所述的步骤同样不再重复)。即成基坑的围护结构。
Claims (3)
1、一种用薄壁筒桩作建筑物基坑围护桩的建筑物基坑围护结构的施工方法，它包括以下施工步骤：
a、在根据设计要求确定的围护桩(1)的桩位上排放一个预制的桩头(2)，并在桩头(2)上安装内钢筒模板(3)和外钢筒模板(4)，所述的桩头(2)上设有从桩头(2)向钢筒筒芯(5)贯穿的通孔(6)；
b、用高频震动锤将桩头(2)连同内钢筒模板(3)和外钢筒模板(4)压入土内直至桩头(2)到达设计标高，在下压内钢筒模板(3)和外钢筒模板(4)的过程中，桩头(2)下方的土体从通孔(6)挤入内钢筒模板(3)的筒芯(5)内；
c、在预制的薄壁筒桩的钢筋笼上焊接至少一组预埋件(7)，每组预埋件(7)的位置在该薄壁筒桩上设计的每层围檩(8)的高度位置；
d、将钢筋笼放置在内钢筒模板(3)和外钢筒模板(4)之间；
e、浇注薄壁筒桩的筒壁(9)的混凝土并用起吊设备同步提升内钢筒模板(3)和外钢筒模板(4)直至筒壁(9)的混凝土浇注完毕且内钢筒模板(3)和外钢筒模板(4)完全吊离；
f、当薄壁筒桩筒壁(9)的混凝土强度达到设计要求后，下挖薄壁筒桩的筒芯(5)内的土体，直至位置最低的一层围檩(8)的下表面下方1m处；清洗薄壁筒桩内壁；在筒芯(5)内从土体处往上浇注混凝土至该层围檩(8)的上表面上方1m处；以上过程为灌芯；此时，该围护桩(1)的施工完成；
g、重复步骤a～f，进行下一个围护桩(1)的施工，直至该基坑围护结构的全部围护桩(1)施工完毕；
i、在各围护桩(1)的桩顶处浇注连接各围护桩(1)的压顶梁(11)及压顶梁标高处内支撑(12)；
j、下挖基坑(10)至围护桩(1)设置一层围檩(8)的位置，使得预埋在该高度位置的预埋件(7)裸露在筒壁(9)的外圆周面上靠基坑(10)的一侧，再在该位置裸露的预埋件(7)上焊接用来连接围檩钢筋(13)的连接钢筋(14)；
k、将连接钢筋(14)与围檩钢筋(13)绑扎，再在围檩钢筋(13)上绑扎该层的围檩标高处内支撑(15)的内支撑钢筋(16)；
l、安装该高度的围檩(8)模板和围檩标高处内支撑(15)模板；
m、浇注该高度的围檩(8)及围檩标高处内支撑(15)的混凝土。
2、根据权利要求1所述的用薄壁筒桩作建筑物基坑围护桩的施工方法，其特征在于：步骤c所述的至少一组预埋件(7)指一组；步骤j所述的一层围檩(8)是指唯一的一层围檩(8)。
3、根据权利要求1所述的用薄壁筒桩作建筑物基坑围护桩的施工方法，其特征在于：步骤c所述的至少一组预埋件(7)指多组，步骤f所述的位置最低的一层围檩(8)是指多层围檩(8)中位置最低的一层围檩(8)，该层围檩(8)灌芯后，当灌芯混凝土强度达到设计要求后，再在筒芯(5)内从混凝土往上填土直至上一高度的一层围檩(8)的下表面下方1m处，然后再灌芯，然后填土和灌芯交替进行，直至每层围檩(8)的高度位置的灌芯完成；从上往下重复步骤j～m多次，直至位置最低的一层围檩(8)及围檩标高处内支撑(15)浇注完毕，步骤j～m重复的次数等于灌芯的次数。
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