CN103541352A - 一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法 - Google Patents

Abstract

一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法，包括以下步骤：Ⅰ）钻孔-清孔-安放钢筋笼及注浆导管-浇筑水下混凝土；Ⅱ）撤去上部前期施工平台及注浆导管，缓慢上拔护筒，待混凝土灌注高度超出地面30cm-50cm时暂停浇筑；Ⅲ）缓慢拔出护筒，撤去注浆漏斗；Ⅳ）振捣自孔口以下5m混凝土，清理钻孔周边残余混凝土、泥浆，在钢支模底部堆填砂及砂袋；Ⅴ）灌注地上混凝土，用振动棒反复振捣，待混凝土面超过一定高度时停止浇筑；Ⅵ）地上混凝土初凝前30分钟内进行二次振捣；24小时后拆模，养护。施工步骤设计合理、施工方便、成本低且工期短、施工质量可控，施工完成的高承台桩，桩体连接位置连续性好，不漏浆，成桩质量高。

Description

一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法

技术领域

本发明涉及建筑基础工程技术领域，具体是一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法。 

背景技术

当前，我国正处于工程建设快速发展时期，采用先进的设计和施工技术，达到节省投资、缩短工期、确保安全的施工目标一直是工程界所追求的，钻孔灌注桩基础是目前国内外广泛使用的一种深基础形式，一般均为低承台桩，按照正常的施工工艺均可满足工程的需求，但对于一些涉外的石化工程LNG项目，现逐步要求采用大直径高承台桩，目前针对高承台桩主要有以下三种施工方法：一、先完成地面以下钻孔灌注桩，预留锚筋待后期接桩及施作上部承台；二、利用下部护筒上拔充当地面上部桩体钢支模连续浇筑地下、地上桩体；三、直接在前期施工平台上安装钢支模，待到钻孔灌注桩灌注到地表时，从钢支模内部抽出钢护筒，浇筑上部桩体。首先第一种施工方法，在接桩部位会存在薄弱结构面，小应变检测通常在此处显示“断桩”波形，存在安全隐患，桩体在承担较大荷载时，应力分布不均匀，易发生应力集中，严重时可能会导致断桩或结构破坏等。其次第二种方法，将地面以下护筒上拔后充当地面以上桩体的钢支模，具有可行性，但是由于护筒无法清洗和刷脱模漆，且不易控制护筒的垂直度，会出现地面标高以上桩体表面粗糙，出现麻面，地面桩身倾斜，护筒不稳定等问题。最后第三种方法，由于需在钢支模内部抽出护筒，势必需要给上拔护筒预留足够空间，则最终造成上部桩体直径比下部桩体直径大的多，但对于如石化LNG工程项目，因为设计对桩直径要求非常严格，上部桩体直径既不能超过设计直径50mm，也不能低于设计桩径，一般也不适用。因此迫切需要一种新的施工方法来解决上述问题。 

因此，对在砂土地层大直径高承台桩地下地上施工方法进行改进设计是十分必要的。 

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足之处，提供一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法，其施工步骤设计合理、施工方便、施工成本低且施工工期短、施工效果好，施工质量易于保证。 

一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法，包括以下步骤： 

Ⅰ）利用旋挖钻机在预定位置挖孔，根据地层条件埋设3m-10m的钢护筒，钻孔至设计孔深，清孔，形成钻孔，通过前期施工平台安放钢筋笼及注浆导管，二次清孔后，开始浇筑水下混凝土，至低于地面标高约50cm-100cm左右暂停浇筑；

Ⅱ）撤去上部前期施工平台及注浆导管，缓慢上拔钢护筒，使钢护筒顶部超出地面60cm-100cm高度，利用注浆泵或者注浆漏斗端部胶管继续浇筑水下混凝土，待混凝土灌注高度超出地面标高约30cm-50cm时，暂停浇筑；

Ⅲ）配合起重设备，缓慢匀速（速度控制在3cm/s以内）拔出钢护筒，撤去注浆漏斗或注浆泵；

Ⅳ）振捣钻孔孔口至孔口以下5m深度范围内混凝土，清除钻孔周边地面残余混凝土及泥浆，地面整平后安放自行设计的带操作平台的钢支模，确保安放位置对中，堆填60cm-120cm厚度的砂及砂袋（首先在钢支模底部堆填15cm-20cm左右厚度砂，之后铺设1-2层砂袋，砂袋间隙填砂），并浇水使砂饱和，再次确认钢支模对中；

Ⅴ）工人通过站立在安全工作平台进行操作，灌注地上混凝土，利用振动棒反复振捣，确保混凝土分布均匀、密实，待混凝土面超过设计标高10cm-20cm时（预留浮浆凿除厚度），停止浇筑；

Ⅵ）地上混凝土初凝前30分钟内进行二次振捣；24小时后，拆模，养护。

进一步的，上述技术方案中，所述的钢支模底部圆形挡板及底部支挡钢架安放在清理平整后的地面上，堆填60cm-120cm厚砂及砂袋（首先在钢支模底部堆填30cm-60cm厚砂，之后铺设1-3层砂袋，砂袋间隙填砂），需浇水直至砂土饱和，可防止灌注浆液溢出，并增加带操作平台钢支模的稳定性。 

进一步的，上述技术方案中，所述的自行设计带操作平台钢支模，包括：钢支模板、安全操作平台护栏、螺栓孔、底部圆形挡板、底部简易护筒、吊孔、外箍钢槽、安全操作平台、操作平台斜支撑、梯子及底部支挡钢架。（连接关系：钢支模板外壁设有外箍钢槽，钢支模板中间设置的外箍钢槽连接安全操作平台，安全操作平台外侧设置有安全操作平台护栏，钢支模板下端设置有底部简易护筒，钢支模板与底部简易护筒连接处设置底部圆形挡板，底部圆形挡板连接底部支挡钢架，梯子连接底部支挡钢架与安全操作平台护栏，斜支撑焊接在外箍钢槽上； 

进一步的，上述技术方案中：

所述的钢支模由相同的两个钢支模板利用螺栓通过螺栓孔连接为一个整体；

安全操作平台由钢筋网及槽钢（钢筋网可采用10#护栏网（丝径4mm,孔径5cm*12cm），槽钢可采用热轧轻型6.5#）制成，确保各部位焊接牢固，安全可靠，可视情况用竹排、高强度土工格栅等其它轻型材料代替，其材料强度最低要求应能承担上部操作人员及设备自重荷载的2倍，其尺寸应满足相应安全技术操作规程（如<<钻孔灌注桩工程安全规程>>等）；

焊接在外箍钢槽上的斜支撑（可采用热轧轻型6.5#槽钢）强度最低要求应能承担上部平台、操作人员和设备自重荷载的2倍； 

底部简易护筒为长度约30cm-50cm圆形钢板，内径等于原护筒外径，也可根据具体工程要求确定其尺寸。

本发明一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法优点是： 

1、本发明实现高承台桩地下及地上部分混凝土浇筑的连续方式施工，一次成型，避免二次接桩导致的接桩部位存在的薄弱结构面，成桩质量容易得到保证；

2、本发明通过自行设计带施工平台钢质模，可满足不同工程的特殊需求，比如对于石化LNG项目，设计对桩间距要求非常严格，上部桩体直径必须满足设计要求，上下桩体直径误差≤50mm，扩大了现有高承台桩施工方法的适应性；

3、本发明克服了原有大直径高承台桩施工方法的不足，施工步骤设计合理、施工方便、施工成本底且施工工期短、施工效果好，所施工完成的高承台桩，地下、地上桩体连接位置连续性好，不漏浆，成桩质量高，已成功应用于广西液化天然气（LNG）项目接收站工程。

附图说明

图1～图6为本发明一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法的施工示意图。 

图7为自行设计带操作平台钢支模的结构示意图。 

图中：1-钻孔、2-钢筋笼、3-前期施工平台、4-护筒、51-注浆漏斗、52-注浆导管、53-端部胶管、7-地面周围残余混凝土及泥浆、8-自行设计带操作平台钢支模、9-饱和砂及砂袋、10-地面以上桩体部分、81-钢支模板、82-安全操作平台护栏、83-螺栓孔、84-底部圆形挡板、85-底部简易护筒、86-吊孔、87-外箍钢槽、88-安全操作平台、89-安全操作平台斜支撑、810-梯子、811-底部支挡钢架。 

具体实施方式

根据图1～图6所示： 

一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法，包括以下步骤：

Ⅰ）利用旋挖钻机在预定位置挖孔，根据地层条件埋设3m-10m的钢护筒4，钻孔至设计孔深，清孔，形成钻孔1，通过前期施工平台3安放钢筋笼2及注浆导管52，二次清孔后，开始浇筑水下混凝土，至低于地面标高约50cm-100cm左右暂停浇筑；

Ⅱ）撤去上部前期施工平台3及注浆导管52，缓慢上拔钢护筒4，使钢护筒4顶部超出地面60cm-100cm高度，利用注浆泵或者注浆漏斗51端部胶管53继续浇筑水下混凝土，待混凝土灌注高度超出地面标高约30cm-50cm时，暂停浇筑；

Ⅲ）配合起重设备，缓慢匀速（速度控制在3cm/s以内）拔出钢护筒4，撤去注浆漏斗51或注浆泵；

Ⅳ）振捣钻孔孔口至孔口以下5m深度范围内混凝土，清除钻孔周边地面残余混凝土及泥浆7，地面整平后安放自行设计的带操作平台的钢支模8，确保安放位置对中，然后在钢支模底部堆填60cm-120cm厚砂及砂袋9（首先在钢支模底部堆填30cm-60cm厚度砂，之后铺设1-3层砂袋，砂袋间隙填砂），并浇水使砂饱和，再次确认钢支模对中；

Ⅴ）工人通过站立在安全工作平台88进行操作，灌注地上混凝土，利用振动棒反复振捣，确保混凝土分布均匀、密实，待混凝土面超过设计标高10cm-20cm时（预留浮浆凿除厚度），停止浇筑；

Ⅵ）地上混凝土初凝前30分钟内进行二次振捣；24小时后，拆模8，养护。

进一步的，上述技术方案中，所述的钢支模底部圆形挡板84及底部支挡钢架811安放在清理平整后的地面上，堆填60cm-120cm厚砂及砂袋9（在钢支模底部堆填30cm-60cm厚度砂，之后铺设1-3层砂袋,砂袋间隙填砂），需浇水直至砂土饱和，可防止灌注浆液溢出，并增加带操作平台钢支模8的稳定性。 

如图7所示，所述的自行设计带操作平台钢支模8，包括：钢支模板81、安全操作平台护栏82、螺栓孔83、底部圆形挡板84、底部简易护筒85、吊孔86、外箍钢槽87、安全操作平台88、操作平台斜支撑89、梯子810及底部支挡钢架811。连接关系：钢支模板81外壁设有外箍钢槽87，钢支模板81中间设置的外箍钢槽87连接安全操作平台88，安全操作平台88外侧设置有安全操作平台护栏82，钢支模板81下端设置有底部简易护筒85，钢支模板81与底部简易护筒85连接处设置底部圆形挡板84，底部圆形挡板84连接底部支挡钢架811，梯子810连接底部支挡钢架811与安全操作平台护栏82，斜支撑89焊接在外箍钢槽87上； 

进一步的，上述技术方案中：

所述的钢支模8由相同的两个钢支模板利用螺栓通过螺栓孔83连接为一个整体；

安全操作平台88由钢筋网及槽钢制成，可视情况用其它材料代替，其尺寸应满足相应安全质量规程；

焊接在外箍钢槽87上的斜支撑89强度应能满足相应的安全要求；

底部简易护筒85为长度约30cm-50cm圆形钢板，内径等于原护筒4外径，也可根据具体工程要求确定其尺寸。

Claims (7)

1.一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法，其特征在于：大直径高承台桩的地下及地上部分混凝土的浇筑采用连续方式施工，地下、地上桩体直径误差≤50mm，该施工方法主要包括以下步骤：

Ⅰ）利用旋挖钻机在预定位置挖孔，根据地层条件埋设3m-10m的钢护筒（4），钻孔至设计孔深，清孔，形成钻孔（1），通过前期施工平台（3）安放钢筋笼（2）及注浆导管（52），二次清孔后，开始浇筑水下混凝土，至低于地面标高约50cm-100cm左右暂停浇筑；

Ⅱ）撤去上部前期施工平台（3）及注浆导管（52），缓慢上拔护筒（4）至一定距离，利用注浆泵或者注浆漏斗（51）端部胶管（53）继续浇筑水下混凝土，待混凝土灌注高度超出地面标高约30cm-50cm时，暂停浇筑；

Ⅲ）配合起重设备，缓慢匀速拔出护筒（4），撤去注浆漏斗（51）或注浆泵；

Ⅳ）振捣钻孔孔口至孔口以下5m深度范围内混凝土，清除钻孔周边地面残余混凝土及泥浆（7），地面整平后安放自行设计的带操作平台的钢支模（8），在钢支模底部堆填一定厚度砂及砂袋，并浇水使砂饱和（9）；

Ⅴ）灌注地上混凝土，利用振动棒反复振捣，确保混凝土分布均匀、密实，待混凝土面超过设计标高一定标高时，停止浇筑；

Ⅵ）地上混凝土初凝前30分钟内进行二次振捣；24小时后，拆模，养护。

2.根据权利要求1所述的一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法，其特征在于：所述的钢支模底部圆形挡板（84）及底部支挡钢架（811）安放在清理平整后的地面上，堆填一定厚度砂及砂袋（9），需浇水直至砂土饱和，可防止混凝土浆液溢出，并增加带操作平台钢支模（8）的稳定性。

3.根据权利要求1所述的一种在砂土地层大直径高承台桩地上、地下连续施工方法，其特征在于：所述的带操作平台钢支模（8），包括钢支模板（81），钢支模板（81）外壁设有外箍钢槽（87），钢支模板（81）中间设置的外箍钢槽（87）连接安全操作平台（88），安全操作平台（88）外侧设置有安全操作平台护栏（82），钢支模板（81）下端设置有底部简易护筒（85），钢支模板（81）与底部简易护筒（85）连接处设置底部圆形挡板（84），底部圆形挡板（84）连接底部支挡钢架（811），梯子（810）连接底部支挡钢架（811）与安全操作平台护栏（82），斜支撑（89）焊接在外箍钢槽（87）上。

4.根据权利要求1、2所述的一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法，其特征在于：所述的带操作平台的钢支模（8）为一整体，由相同的两个钢支模板利用螺栓通过螺栓孔（83）连接成圆筒状模板使用。

5.根据权利要求1、2所述的一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法，其特征在于：所述的安全操作平台（88）由钢筋网及槽钢制成，可视情况用其它材料代替，其尺寸应满足相应安全质量规程。

6.根据权利要求1、2所述的一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法，其特征在于：所述的操作平台斜支撑（89）焊接在外箍钢槽（87）上，其强度应能满足相应的安全要求。

7.根据权利要求1、2所述的一种在砂土地层大直径高承台桩地下地上连续施工方法，其特征在于：所述的底部简易护筒（85）为长度约30cm-50cm圆形钢板，内径等于原护筒（4）外径，也可根据具体工程要求确定其尺寸。

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