CN102787594B

CN102787594B - 干法成孔灌注桩快速施工方法

Info

Publication number: CN102787594B
Application number: CN201210299760.8A
Authority: CN
Inventors: 宋功业
Original assignee: Jiangsu Institute of Architectural Technology
Current assignee: Jiangsu Institute of Architectural Technology
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2032-08-21
Also published as: CN102787594A

Abstract

本发明公开了建筑行业的一种桩基础施工技术。具体是一种干法成孔灌注桩的施工方法。是对现有人工挖孔桩施工方法的改进。主要特征是桩基成孔采用机械刨土、清土，整体安装护壁钢筋笼，整体安装护壁模板，浇筑快凝混凝土，快速拆除护壁模板，达到快速可靠的桩基施工的目的。有益效果是：地面机械作业，可杜绝成孔时伤亡事故发生；快速施工，达到每2-3天一桩的要求。和现有的方法比较可提高施工速度，保证成孔安全，使工程成本降低。

Description

干法成孔灌注桩快速施工方法

技术领域

本发明涉及建筑行业的一种桩基础的施工技术。具体是干法成孔灌注桩快速施工方法。是对现有人工挖孔桩施工方法的改进。属于土木建筑施工领域。

背景技术

干法成孔灌注桩是相对于钻孔灌注桩而言的。钻孔灌注桩采用机械设备成孔，由于钻孔时，钻头与土体发生摩擦，产生很高的热量，需要在钻孔时注水冷却。为了使钻孔过程中直到浇筑完混凝土前的孔壁不至于塌孔，还要采用泥浆护壁措施，致使施工现场容易产生泥浆，造成污染。

现有的干法成孔灌注桩主要靠人工成孔，故被称为人工挖孔桩。人工挖孔桩是所有桩基施工中施工最简单、承载最可靠的一种桩基形式，深受工程界青睐。但是，人工挖孔桩施工需要作业人员长期在井下进行成孔作业，由于很多工程地质复杂，往往造成塌孔或出现有毒有害气体或出现强碱性、强酸性液体等，给作业人员留下严重隐患。

井孔护壁是人工挖孔桩施工的重要辅助措施。为了防止塌孔现象发生，采用砖砌护壁、钢筋混凝土护壁与钢管套筒护壁三种形式。砖砌护壁施工方便，施工速度快，用于土质较好，不易塌方的地质条件。钢筋混凝土护壁比较可靠，是人工挖孔桩主要的护壁形式。钢管套筒护壁用于流塑的地质条件。

我国刚引入人工挖孔桩施工技术时，大多采用砖砌护壁形式。当时砖砌护壁有三种，一是将普通砖侧立砌筑，护壁厚度为60毫米。用于土质好，不会塌方的条件；二是将普通砖平砌，护壁厚度120毫米，用于塌方可能性很小的条件；三是护壁厚240毫米，用于有塌方可能的条件。实际施工过程中，由于作业人员过分追求成孔速度，不论条件地将护壁减薄，导致塌孔事故发生。

现行规范要求井孔开挖时，每开挖1米深度就必须采用钢筋混凝土护壁，而且必须达到一定强度后才能拆模进行下一段开挖。是不看条件的矫枉过正做法。正是这些要求，使本来简单的人工挖孔桩施工变得复杂，真正用于挖孔的时间往往较短，而用于护壁施工的时间很长。使人工挖孔桩的简单、经济的特点失去，致使应用人工挖孔桩的工程越来越少。

发明内容

为解决上述干法成孔灌注桩存在的问题，本发明提供一种干法成孔灌注桩快速施工方法。

本发明主要的目的是在确保安全的条件下，确保施工速度，主要从如下四个方面解决已有技术存在的问题：

1、在成孔过程中，让人员大量的成孔工作在地面操作机具作业，就可以避免塌孔、地下有害气体、有害水的伤害，就可以保证作业人员安全。采用机具作业还可以减轻作业人员的劳动强度，提高施工速度。

2、为防止塌孔，成孔护壁要求仍然沿用人工挖孔桩要求，只是模板与支模方式发生变化。这样，建设方、设计方、施工方、监理方都容易接受。整体式护壁模板易支易拆，既可以确保安全，也可以加快施工速度。

3、在混凝土中加入氯化钙和二水石膏可以激发混凝土快凝早强，由于是临时设施，每次的混凝土浇筑量不大（每次护壁混凝土量为0.5-2立方米），混凝土可以现场拌制，随拌随浇。混凝土凝固速度快，早强，就为快拆模板创造了条件。

4、护壁模板的支设是成孔的最大障碍，混凝土拆模后就可以进行下一段成孔。

本发明是以如下技术方案实现的：一种干法成孔灌注桩快速施工方法，包括桩基成孔、安装护壁钢筋、安装护壁模板、浇筑护壁混凝土、拆除护壁模板，然后进行下一段挖孔与护壁施工，直到完成成孔后进行验收，验收合格后进行钢筋笼安装；

所述的桩基成孔采用机械刨土、机械清土的成孔方法，桩基成孔时采用微型刨土机进行松土，采用抓斗清土，作业人员在井上操作，当达到标高时和验收时，作业人员与检查验收人员下井进行短暂的作业与验收，使整个施工过程的安全处于受控状态；

所述的安装护壁钢筋是将护壁钢筋预制成钢筋笼，整体安装；护壁钢筋的规格应该满足设计要求，当设计无要求时应满足规范要求。

所述的护壁模板是人工挖孔桩护壁整体式模板，主要由圆弧形主模板、主模板支撑、加长杆、起吊架和加长模板组成的组合式圆形整体模板。

所述的浇筑护壁混凝土是指当人工挖孔桩每开挖深度超过1米时，这时将护壁钢筋安装到位，模板吊装到位，就进行浇筑护壁混凝土；所述的混凝土为快凝混凝土，其初凝时间为15-25分钟，终凝为45分钟。

所述的拆除护壁模板是快速拆除护壁模板，具体方法是参考配合比给出的快凝混凝土初凝时间和终凝时间，一般土质条件下，混凝土浇筑1小时后即拆模，进行下一段挖土；如遇坍塌可能性大的软土，需要1.5-2小时拆模，这时的混凝土强度达4-5MPa。

所述的护壁快凝混凝土是由42.5级普通水泥与砂子、石子、氯化钙、二水石膏配置而成，具体配合比必须根据现场配合比试验确定。

所述的护壁快凝混凝土是由42.5级普通水泥与砂子、石子、氯化钙、二水石膏配置而成，具体配合比配合比为：水泥：砂子：石子：水：氯化钙：二水石膏=1：1.64:4.80：0.4：0.05：0.04。

所述的钢筋笼的受力钢筋由8-10根直径10-14毫米的一级钢筋制成，箍筋由6-8毫米的一级钢筋制成，钢筋笼外环直径比桩的设计直径加300毫米，内环直径比桩的设计直径加50毫米，外环箍筋间距不大于300毫米。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：地面机械作业，可杜绝成孔时伤亡事故发生；快速施工，达到每2-3天一桩的要求。和现有的方法比较可不用机械设备安装钢筋笼，可以使工程成本降低；不需要很大的制作堆放场地，这对狭窄的施工工地尤其适用；当工期紧张时，只要人手充足，各桩位可以同时制作安装；

附图说明

图1是已经完成并经过验收合格的人工挖孔桩井孔；

图2是成孔护壁剖面图；

图3是护壁整体式模版工作状态示意图；

图4是主模板结构图；

图5是起吊架结构图。

图中：1-主模板；1.1-面板；1.2-上横楞；1.3-边竖楞；1.4-中竖楞；1.5-横档；1.6-下横楞；2-主模板支撑；3-加长杆；4-起吊架；4.1-吊环；4.2-十字架；4.3-中柱；5-加长模板；6-井口；7-护壁混凝土。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的方法进一步说明。

实施例1设计直径2米，深度20米的人工挖孔桩。

总体结构如图1和图2所示。

具体施工方法是;

1、采用机械刨土、机械清土的成孔方法

桩基成孔时采用机械刨土、清土，是采用微型刨土机进行松土，采用抓斗清土，作业人员只需在井上操作，只有达到标高时和验收时，作业人员与检查验收人员才下井进行短暂的作业与验收，使整个施工过程的安全处于受控状态。

2、护壁钢筋预制成高度1米的钢筋笼，其中钢筋笼受力钢筋由8-10根直径10-14毫米的一级钢筋制成，箍筋由6-8毫米的一级钢筋制成，钢筋笼外环直径为桩的设计直径2米加300毫米，内环直径为桩的设计直径加50毫米，外环箍筋间距不大于300毫米，

3、整体式护壁模板采用本发明人已申请的专利技术“人工挖孔桩护壁整体式模板”，优点是，方便安装与拆卸，操作简单，便于快速施工。如图3、图4和图5所示。

整体式护壁模板是由圆弧形主模板1、主模板支撑2、加长杆3、起吊架4和加长模板5组成的组合式圆形整体模板。

（1）主模板

主模板1由弧形面板1.1与钢框架组成，钢框架由上弧形楞1.2、边竖楞1.3、中竖楞1.4、弧形横档1.5下弧形横楞1.6组成，主模板长1米，宽0.6米。弧形面板由1-1.5毫米厚钢板制成，与钢框架之间采用焊接连接，局部也可以用自攻螺丝或铆钉连接；上弧形楞与下弧形横楞是用边长30毫米长0，6米的方钢管弯制而成，与边竖楞、中竖楞之间采用焊接连接，与模板之间可以采用焊接连接，也可以用自攻螺丝或铆钉连接；边竖楞由3-6毫米厚的钢板条制作而成，钢板条长1米，宽40毫米，在距两端部100毫米处中间以及间隔250-300毫米处有直径12毫米圆孔，用于扣件连接用；中竖楞是用边长30毫米长0.6米的方钢管制成，与上弧形楞、下弧形横楞之间采用焊接连接；弧形横档，间距400-500毫米，与边竖楞、中竖楞之间采用焊接连接，当弧形横楞的位置与边楞上扣件连接孔位置冲突时，调整弧形横档的位置。

（2）主模板支撑2由边长为30毫米的方钢管制作而成三角形支撑，与上弧形横楞、下弧形横楞焊接成整体，与上横楞、下横楞之间的夹角为30°-45°之间；主模板支撑与加长杆之间为铰接。

（3）加长杆3由花篮螺丝制成，与主模板支撑2、起吊架4之间均采用铰接连接。

（4）起吊架4由吊环4.1、十字架4.2、中柱4.3组成；吊环4.1由直径30毫米的钢筋焊接成圆环，圆环内径不小于200毫米；十字架由两根长300毫米的6号槽钢焊接而成，上部十字架4.2顶部中心与吊环4.1焊接连接；上下十字架4.2之间焊接由6号槽钢制成的中柱4.3。

（5）加长模板5是为了满足设计要求的尺寸采取的加长模板的措施，加长模板由组合钢模板充当，长度为1米。宽度分别为100毫米、150毫米、200毫米、300毫米几种，使用时可以是一块，也可以是多块；

4、护壁快凝混凝土：当人工挖孔桩每开挖深度超过1米时，就需要进行护壁钢筋混凝土施工；这时将护壁钢筋安装到位，模板吊装到位，就可以浇筑护壁混凝土。护壁混凝土为快凝混凝土。

快凝混凝土是由42.5级普通水泥与砂子、石子、氯化钙、二水石膏配置而成，配合比为：水泥：砂子：石子：水：氯化钙：二水石膏=1：1.64:4.80：0.4：0.05：0.04。

值得注意的是，一般钢筋混凝土工程不宜掺加氯盐外加剂，由于护壁属于临时措施，故可以使用。

5、快速拆模

参考配合比给出的快凝混凝土初凝时间为15-25分钟，终凝为45分钟，混凝土浇筑1小时后即可拆模，进行下一段挖土。如遇坍塌可能性大的软土，需要1.5-2小时拆模，这时的混凝土强度可达4-5MPa。

本实施例与已有技术的对比：

按照现有的人工成孔方法需要20-90天才能完成。主要时间是浪费在护壁钢筋混凝土施工上。先假设人工成孔时间为零（实际上人工成孔所需的时间是机械成孔时间的10-20倍），只计算护壁时间。

现有技术施工人工挖孔桩，当挖完1米深度的孔后，进行护壁扎筋、支模、浇筑混凝土，土质较好时12小时后拆模，土质较差时，3天后拆模。就是说，每施工1米深的人工挖孔桩需要1-3天，20米深则需要20-60天。一般人工挖孔桩安全施工深度为30米，则需要30-90天才能完成1根人工挖孔桩成孔。

采用本发明提供的方法，每米施工2-3小时，20米桩需要40-60小时。

Claims

1.一种干法成孔灌注桩快速施工方法，包括桩基成孔、安装护壁钢筋、安装护壁模板、浇筑护壁混凝土、拆除护壁模板，然后进行下一段挖孔与护壁施工，直到完成成孔后进行验收，验收合格后进行钢筋笼安装；其特征在于：

所述的安装护壁钢筋是将护壁钢筋预制成钢筋笼，整体安装；护壁钢筋的规格应该满足设计要求，当设计无要求时应满足规范要求；

所述的护壁模板是干法成孔灌注桩护壁整体式模板，主要由圆弧形主模板、主模板支撑、加长杆、起吊架和加长模板组成的组合式圆形整体模板；

所述的浇筑护壁混凝土是指当干法成孔灌注桩每开挖深度超过1米时，这时将护壁钢筋安装到位，模板吊装到位，就进行浇筑护壁混凝土；所述的混凝土为快凝混凝土，其初凝时间为15-25分钟，终凝为45分钟；

2.根据权利要求1所述的干法成孔灌注桩快速施工方法，其特征是，所述的护壁快凝混凝土是由42.5级普通水泥与砂子、石子、氯化钙、二水石膏配置而成，具体配合比必须根据现场配合比试验确定。

3.根据权利要求2所述的干法成孔灌注桩快速施工方法，其特征是，所述的护壁快凝混凝土是由42.5级普通水泥与砂子、石子、氯化钙、二水石膏配置而成，具体配合比配合比为：水泥：砂子：石子：水：氯化钙：二水石膏=1：1.64:4.80：0.4：0.05：0.04。

4.根据权利要求1所述的干法成孔灌注桩快速施工方法，其特征是，所述的钢筋笼的受力钢筋由8-10根直径10-14毫米的一级钢筋制成，箍筋由6-8毫米的一级钢筋制成，钢筋笼外环直径比桩的设计直径加300毫米，内环直径比桩的设计直径加50毫米，外环箍筋间距不大于300毫米。