CN104358262A - 一种可拆卸工具式深基坑内支撑引柱及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可拆卸工具式深基坑内支撑引柱及施工方法，施工方法包括以下步骤：于深基坑内预埋护筒；于护筒底部钻孔灌注桩，并安装灌注桩钢筋笼；拼装内支撑引柱，内支撑引柱包括支撑格构柱及可拆卸安装于支撑格构柱顶部的拆卸工具式格构柱；将支撑格构柱的底部吊装至灌注桩的钢筋笼内；于内支撑引柱内浇筑混凝土成型灌注桩；拆除拆卸工具式格构柱及护筒。采用可拆卸安装于支撑格构柱顶部的可拆卸工具式格构柱，可以加长支撑格构柱，解决了由于支撑格构柱桩顶标高低于场地标高时，无法顺利对支撑格构柱的垂直度进行控制的问题，可拆卸工具式格构柱可以周转吊装使用，能节约大批钢材，经济效益很显著。

Description

一种可拆卸工具式深基坑内支撑引柱及施工方法
技术领域
本发明涉及深基坑内支撑支护工程，尤其涉及一种可拆卸工具式深基坑内支撑引柱及安装方法。
背景技术
在深基坑内支撑支护工程中，当现场场地标高高于深基坑格构柱顶标高时，如图1所示，场地平整后地坪面21绝对高程为8.00m，支撑格构柱11柱顶标高在第一道支撑22顶面绝对标高5.50m以下400mm，即支撑钢格构柱11柱顶绝对标高5.10m，为此支撑格构柱顶11标高至混凝土地坪面21高差2.9m，支撑格构柱11在基坑底以下嵌入直径1000mm的钻孔灌注桩16约3.0m。由于支撑格构柱11顶部在混凝土地坪面21以下很多，所以需要接长支撑格构柱11使其伸至地坪面21以上一定高度，才能对支撑格构柱11的垂直度进行控制。因此，需要找寻一种方法，使得既能够保证支撑格构柱柱顶的设计标高，又能够对支撑格构柱顺利进行垂直度控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种既能够保证支撑格构柱柱顶的设计标高，又能够对支撑格构柱顺利进行垂直度控制的可拆卸工具式深基坑内支撑引柱及施工方法。
为实现上述技术效果，本发明公开了一种可拆卸工具式深基坑内支撑施工方法，所述施工方法包括以下步骤：
施工所述深基坑，于所述深基坑内预埋内支撑护筒；
于所述内支撑护筒底部钻孔灌注桩，并下放安装所述灌注桩的钢筋笼；
拼装内支撑引柱，所述内支撑引柱包括支撑格构柱及可拆卸安装于所述支撑格构柱顶部的拆卸工具式格构柱；
将拼装好的所述内支撑引柱吊装至所述灌注桩的钢筋笼内，使所述支撑格构柱的底部伸入并固定于所述灌注桩的钢筋笼内；
于所述内支撑引柱内浇筑混凝土成型所述灌注桩；
拆除所述拆卸工具式格构柱及所述内支撑护筒。
所述施工方法进一步的改进在于，通过以下步骤拼装所述内支撑引柱：
于所述支撑格构柱的顶部焊接一圈第一法兰盘，于所述第一法兰盘上开设第一螺孔，对应所述第一螺孔在所述第一法兰盘的下表面焊接第一螺帽；
于所述拆卸工具式格构柱的底部焊接一圈第二法兰盘，对应所述第一螺孔于所述第二法兰盘上开设第二螺孔，对应所述第二螺孔在所述第二法兰盘的上表面焊接第二螺帽；
水平放置所述支撑格构柱；
将所述拆卸工具式格构柱吊装至所述支撑格构柱，使所述第二法兰盘与所述第一法兰盘拼接吻合，所述第二螺孔与所述第一螺孔相互对准；
于所述第一螺孔和所述第二螺孔内穿设长螺杆，所述长螺杆的下端螺合于所述第一螺帽和所述第二螺帽内，使所述拆卸工具式格构柱固定于所述支撑格构柱的顶部，其中，所述长螺杆的上端在吊装后延伸至地坪面以上。
所述施工方法进一步的改进在于，所述拆卸工具式格构柱的顶部延伸出地坪面，在所述拆卸工具式格构柱的顶部设有承托钢板，所述地坪面上架设有用于固定所述拆卸工具式格构柱顶部的工字钢托梁，所述承托钢板固定于所述工字钢托梁上，从而将所述拆卸工具式格构柱的顶部固定于所述地坪面上。
所述施工方法进一步的改进在于，当所述灌注桩的钢筋笼的顶部下放至所述内支撑护筒底部上方一定距离时，停止所述灌注桩的钢筋笼的下放；将所述内支撑引柱吊装至所述灌注桩的钢筋笼内，使所述内支撑引柱的支撑格构柱的底部伸入并固定于所述灌注桩的钢筋笼内。
所述施工方法进一步的改进在于，当连接有所述内支撑引柱的所述灌注桩的钢筋笼下放至所述内支撑护筒的底部下方后，在所述内支撑护筒上点焊多根定位导向钢筋，用于引导所述灌注桩的钢筋笼和内支撑引柱对中下方，确保所述灌注桩的钢筋笼、内支撑引柱及所述内支撑护筒同轴心。
所述施工方法进一步的改进在于，所述内支撑引柱的支撑格构柱的外表面与所述灌注桩的钢筋笼主筋之间采用斜向焊接多根连接钢筋进行固定。
本发明还公开了一种可拆卸工具式深基坑内支撑引柱，所述内支撑引柱包括支撑格构柱及可拆卸安装于所述支撑格构柱顶部的拆卸工具式格构柱，所述支撑格构柱的底部固定于深基坑底部的灌注桩的钢筋笼内。
所述内支撑引柱进一步的改进在于，所述支撑格构柱的顶部焊接有一圈第一法兰盘，所述第一法兰盘上开设有第一螺孔，对应所述第一螺孔在所述第一法兰盘的下表面固定有第一螺帽；所述拆卸工具式格构柱的底部焊接有一圈第二法兰盘，对应所述第一螺孔在所述第二法兰盘上开设有第二螺孔，对应所述第二螺孔在所述第二法兰盘的上表面固定有第二螺帽；所述第一螺孔和所述第二螺孔内穿设有长螺杆，所述长螺杆螺合于所述第一螺帽和第二螺帽，使所述拆卸工具式格构柱固定于所述支撑格构柱的顶部。
所述内支撑引柱进一步的改进在于，所述拆卸工具式格构柱的顶部设有承托钢板，所述地坪面上架设有用于固定所述拆卸工具式格构柱顶部的工字钢托梁，所述承托钢板固定于所述工字钢托梁上。
所述内支撑引柱进一步的改进在于，所述支撑格构柱的底部的外表面与所述灌注桩的钢筋笼主筋之间斜向焊接有多根连接钢筋。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
采用可拆卸安装于支撑格构柱顶部的可拆卸工具式格构柱，可以加长支撑格构柱，解决了由于支撑格构柱桩顶标高低于场地标高时，无法顺利对支撑格构柱的垂直度进行控制的问题，可拆卸工具式格构柱可以周转吊装使用，能节约大批钢材，压缩投资经济效益很显著。
利用法兰盘将支撑格构柱与可拆卸工具式格构柱对接，采用长螺杆螺合于法兰盘上的螺帽，固定支撑格构柱与可拆卸工具式格构柱，拆装方便，拆卸成功率高，拼装完后吊装强度和稳定性都大大提高，缩短工期。
附图说明
图1是现有的深基坑内支撑支护结构示意图。
图2是图1是1-1剖面放大示意图。
图3是本发明可拆卸工具式深基坑内支撑的平面分布示意图。
图4是图3的俯视图。
图5是本发明内支撑引柱拼接处的局部放大结构示意图。
图6是图5的2-2剖面示意图。
图7是本发明支撑护筒预埋安装后的结构示意图。
图8是本发明钻孔灌注桩预埋后的结构示意图。
图9是本发明可拆卸工具式深基坑内支撑施工完成后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
首先参阅图3～图6所示，本发明的一种可拆卸工具式深基坑内支撑引柱主要由支撑格构柱11、拆卸工具式格构柱12及长螺杆13构成，支撑格构柱11的底部埋设于深基坑底部的灌注桩内，拆卸工具式格构柱的顶部固定于深基坑顶部的地坪面21上。支撑格构柱11的顶部焊接有一圈第一法兰盘111，第一法兰盘111上开设有第一螺孔，对应第一螺孔在第一法兰盘的下表面固定有第一螺帽112。拆卸工具式格构柱12的底部焊接有一圈第二法兰盘121，对应第一螺孔在第二法兰盘112上开设有第二螺孔，对应第二螺孔在第二法兰盘121的上表面固定有第二螺帽122。然后用长螺杆13作丝口穿设于第一螺孔和第二螺孔内，长螺杆13的下端与第一螺帽112和第二螺帽122相螺合，使拆卸工具式格构柱12可拆卸地安装于支撑格构柱11的顶部，对支撑格构柱11进行加长，在支撑格构柱11桩顶标高低于场地标高时，通过调整加长的拆卸工具式格构柱12，解决了对支撑格构柱的垂直度进行控制的问题。长螺杆13的上端延伸至地坪面21内支撑护筒面以上100mm，待灌注桩混凝土浇灌完成并达到混凝土初凝后，松动并退出长螺杆13，然后将拆卸工具式格构柱12与支撑格构柱11脱开，用吊车吊出上部分拆卸工具式格构柱12，达到拆除拆卸工具式格构柱12的功能。拆卸工具式格构柱12的顶部延伸至地坪面21以上，拆卸工具式格构柱12的顶部设有承托钢板17，地坪面21上架设有用于固定拆卸工具式格构柱顶部的工字钢托梁23，承托钢板17固定于工字钢托梁23上。
再结合图1所示，深基坑采用了内支撑的支护形式，角撑、对撑与连梁交接处设临时支撑格构柱桩，共12根，均在钻孔灌注桩上插入支撑格构柱桩。
场地平整后地坪面21绝对高程为8.00m，支撑格构柱柱顶标高在第一道支撑22顶面绝对标高5.50m以下400mm，即支撑格构柱柱顶绝对标高5.10m，因此支撑格构柱11顶标高至混凝土地坪面高差2.9m。其中结合图2所示，支撑格构柱11的截面为550×550mm，支撑区域钢格构角钢110为4L140X12。支撑格构柱11在基坑底以下嵌入直径1000mm的钻孔灌注桩3.0m，灌注桩主筋为20C16，加强箍筋C162000，水下混凝土强度C30。
利用本发明的可拆卸工具式深基坑内支撑引柱代替现有的支撑格构柱，对上述工程进行深基坑内支撑支护施工，具体施工如下：
(1)格构柱进场验收：
支撑格构柱11和拆卸工具式格构柱12均采用场外工厂化产品加工，原材料进场必须保证产品质量，检查质量合格证书和厂家质保书等相关资料，而且须经复试合格后才能加工制作，加工制作时必须对格构柱的加工质量进行检查，特别是格构柱焊缝质量的检查。格构柱进入现场须确保格构柱插入桩身设计长度10.25m，工具式格构柱长度4.05m，支撑格构柱和拆卸工具式格构柱均已按要求焊好20厚钢板第一、二法兰盘。格构柱进场前须经监理、建设单位验收合格。
(2)测量定桩位
每个灌注桩的桩位应按设计要求，用全站仪、经纬仪、钢卷尺定放，允许偏差为1cm。
(3)内支撑护筒14埋设
施工深基坑，于深基坑内预埋内支撑护筒14，内支撑护筒14高出地坪面21约300mm，如图7所示。
(4)钻机就位、钻进成孔
立柱钻孔灌注桩采用型号为XR280D旋挖机成孔。本工序是整个立柱钻孔灌注桩施工中较为关键的工序。钻机就位并调平，在钻进过程中，一定要保持泥浆面不得低于支撑护筒14顶400mm。提钻时，须及时向孔内补浆，以保持泥浆面不得低于支撑护筒14顶400mm。钻进过程中，要经常检查钻斗尺寸(可根据试钻情况决定其大小)。钻进过程中，采用工程检测尺随时观测检查，调整和控制钻杆垂直度，如图8所示。
(5)拆卸工具式格构柱12与支撑格构柱11拼装
格构柱吊装前，事先在拼接平台上将拆卸工具式格构柱12和支撑格构柱11拼接好，先拼装支撑格构柱11，即将已加工好的支撑格构柱11在拼接平台上水平搁置，汽车吊配合将同样加工好的拆卸工具式格构柱底端的第二法兰盘121与支撑格构柱11顶端的第一法兰盘111进行拼接吻合，第一法兰盘111与第二法兰盘121上的￠30mm穿牙螺孔对准，并且在螺孔前后焊上￠25mm长螺杆13所对应的配套螺帽。长螺杆13从拆卸工具式格构柱12柱顶往下穿，最后长螺杆13向下一头螺牙拧紧第一法兰盘111与第二法兰盘121上已经焊接好的螺帽121、122，将拆卸工具式格构柱12与支撑格构柱11拼接成整体，如图5所示。
(6)立柱灌注桩钢筋笼制作安装、内支撑引柱吊装就位
立柱灌注桩钢筋笼15，如图1所示，制作吊装基本同常规钻孔灌注桩灌注施工，当灌注桩钢筋笼15安放剩下最后3m在内支撑护筒14的护筒面上时，支撑格构柱11和拆卸工具式格构柱12吊装就位；将吊起的支撑格构柱11和拆卸工具式格构柱12缓慢放入钢筋笼15内，支撑格构柱11进入钢筋笼15顶部3m，尽量避免碰撞钢筋笼15。
(7)支撑格构柱11与钢筋笼15连接
支撑格构柱11四个面分别采用两根长1.0mC16连接钢筋(图中未标示连接钢筋)斜向与钢筋笼主筋焊牢，双面焊接长度100mm，连接钢筋具有一定的长度形成柔性连接，以便能使内支撑引柱作相对微量调整。
(8)内支撑引柱的安装和垂直度位移控制：
为了使内支撑引柱安装能满足设计要求，与内支撑引柱连接有3m长的钢筋笼下放至内支撑护筒14以下后，在内支撑护筒14上点焊4根C16的定位导向钢筋18，横、竖各两根，中间形成约620mm×620mm的方槽，由吊车起吊整体内支撑引柱对中定位导向钢筋18中间约620mm×620mm的方槽缓慢入孔，确保安放过程中内支撑引柱、灌注桩钢筋笼、内支撑护筒14在同一中心圆上。因拆卸工具式格构柱12与水平支撑的连接是通过拆卸工具式格构柱12顶部的柱帽及其预埋钢筋连接。由于支撑格构柱11顶部在混凝土地坪面21以下很多，所以接长的拆卸工具式格构柱12伸至地坪面21以上一定高度，才能对内支撑引柱的垂直度进行控制。在内支撑引柱下落过程中采用二台经纬仪双向观测控制，常用靠尺检测垂直度，确保立柱桩内支撑引柱垂直度控制在1/300，中心偏差±5mm。
(9)拆卸工具式格构柱12标高控制
拆卸工具式格构柱12标高控制，采用预先用水准仪测定灌注桩桩孔处硬地坪标高，然后根据插入灌注桩内深度，在拆卸工具式格构柱12上用红油漆标出，当拆卸工具式格构柱12下放到位时，将拆卸工具式格构柱12的顶部固定在称重工字钢托梁23上，拆卸工具式格构柱12标高控制为±20mm。
(10)灌注桩砼灌注
灌注桩砼浇灌基本同常规钻孔灌注桩灌注施工；为了保证砼浇灌质量，确保进入桩内支撑格构柱的砼达到设计要求，应采取一次成桩水下砼灌注工艺。并采用泵送砼施工。
浇灌时避免导管和下料斗碰撞格构柱而导致格构柱的倾斜，控制浇灌砼界面，防止砼面过高把长螺杆包住导致不能拆除拆卸工具式格构柱。为了保证支撑格构柱稳定不移位，应待砼凝固后，方可松动格构柱固定的承台工字钢托梁，拆除拆卸工具式格构柱四只连接螺杆，拆除移走校正架，起拔支撑护筒，如图9所示。重复施工其他灌注桩和支撑格构柱。
本发明可拆卸工具式深基坑内支撑施工方法的施工质量控制要点如下：
(1)、格构柱(拆卸工具式格构柱、支撑格构柱)外加工，进场后在平台上校正拼装，须确保平直，拧紧螺牙，拼接在法兰盘上临时加焊上双螺帽。
(2)、立柱桩(顶部结合有支撑格构柱的灌注桩)钢筋笼的安放前测正硬地坪标高，确定吊筋长度(或计算在格构柱上)，钢筋笼吊放入孔必须垂直确保桩孔和钢筋笼的同心度；待钢筋笼安放后，进行格构柱安装。
(3)、格构柱垂直度控制：格构柱通过定位导向钢筋方槽缓慢入孔，格构柱由吊车整体起吊入孔，用二经纬仪双向观测控制，使安装后的格构柱处于中心位置，不发生偏位，能做到格构柱安装垂直度不大于1/300，中心偏差±5mm。
(4)、格构柱标高控制：预先用水准仪测定桩孔处硬地坪标高，然后根据插入桩内深度，在钢格构柱上用红油漆标出，当格构柱下放到位时，将格构柱固定在称重工字钢横梁上，格构柱标高控制为±20mm。
(5)、避免下导管和装料斗及浇砼时不能碰撞格构柱，以防位移顷斜。
(6)、为了格构柱稳定不走动，应待砼凝固后，方可松动固定格构柱的工字钢托梁。
(7)、加强施工质量监控，每导道工序均应进行检查、验收、并报监理验收，符合后才能进入下道工序施工。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可拆卸工具式深基坑内支撑施工方法，其特征在于所述施工方法包括以下步骤：
施工所述深基坑，于所述深基坑内预埋内支撑护筒；
于所述内支撑护筒底部钻孔灌注桩，并下放安装所述灌注桩的钢筋笼；
拼装内支撑引柱，所述内支撑引柱包括支撑格构柱及可拆卸安装于所述支撑格构柱顶部的拆卸工具式格构柱；
将拼装好的所述内支撑引柱吊装至所述灌注桩的钢筋笼内，使所述支撑格构柱的底部伸入并固定于所述灌注桩的钢筋笼内；
于所述内支撑引柱内浇筑混凝土成型所述灌注桩；
拆除所述拆卸工具式格构柱及所述内支撑护筒。
2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于通过以下步骤拼装所述内支撑引柱：
于所述支撑格构柱的顶部焊接一圈第一法兰盘，于所述第一法兰盘上开设第一螺孔，对应所述第一螺孔在所述第一法兰盘的下表面焊接第一螺帽；
于所述拆卸工具式格构柱的底部焊接一圈第二法兰盘，对应所述第一螺孔于所述第二法兰盘上开设第二螺孔，对应所述第二螺孔在所述第二法兰盘的上表面焊接第二螺帽；
水平放置所述支撑格构柱；
将所述拆卸工具式格构柱吊装至所述支撑格构柱，使所述第二法兰盘与所述第一法兰盘拼接吻合，所述第二螺孔与所述第一螺孔相互对准；
于所述第一螺孔和所述第二螺孔内穿设长螺杆，所述长螺杆的下端螺合于所述第一螺帽和所述第二螺帽内，使所述拆卸工具式格构柱固定于所述支撑格构柱的顶部，其中，所述长螺杆的上端在吊装后延伸至地坪面以上。
3.如权利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述拆卸工具式格构柱的顶部延伸出地坪面，在所述拆卸工具式格构柱的顶部设有承托钢板，所述地坪面上架设有用于固定所述拆卸工具式格构柱顶部的工字钢托梁，所述承托钢板固定于所述工字钢托梁上，从而将所述拆卸工具式格构柱的顶部固定于所述地坪面上。
4.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：当所述灌注桩的钢筋笼的顶部下放至所述内支撑护筒底部上方一定距离时，停止所述灌注桩的钢筋笼的下放；将所述内支撑引柱吊装至所述灌注桩的钢筋笼内，使所述内支撑引柱的支撑格构柱的底部伸入并固定于所述灌注桩的钢筋笼内。
5.如权利要求4所述的施工方法，其特征在于：当连接有所述内支撑引柱的所述灌注桩的钢筋笼下放至所述内支撑护筒的底部下方后，在所述内支撑护筒上点焊多根定位导向钢筋，用于引导所述灌注桩的钢筋笼和内支撑引柱对中下方，确保所述灌注桩的钢筋笼、内支撑引柱及所述内支撑护筒同轴心。
6.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述内支撑引柱的支撑格构柱的外表面与所述灌注桩的钢筋笼主筋之间采用斜向焊接多根连接钢筋进行固定。
7.一种可拆卸工具式深基坑内支撑引柱，其特征在于：所述内支撑引柱包括支撑格构柱及可拆卸安装于所述支撑格构柱顶部的拆卸工具式格构柱，所述支撑格构柱的底部固定于深基坑底部的灌注桩的钢筋笼内。
8.如权利要求7所述的内支撑引柱，其特征在于：所述支撑格构柱的顶部焊接有一圈第一法兰盘，所述第一法兰盘上开设有第一螺孔，对应所述第一螺孔在所述第一法兰盘的下表面固定有第一螺帽；所述拆卸工具式格构柱的底部焊接有一圈第二法兰盘，对应所述第一螺孔在所述第二法兰盘上开设有第二螺孔，对应所述第二螺孔在所述第二法兰盘的上表面固定有第二螺帽；所述第一螺孔和所述第二螺孔内穿设有长螺杆，所述长螺杆螺合于所述第一螺帽和第二螺帽，使所述拆卸工具式格构柱固定于所述支撑格构柱的顶部。
9.如权利要求7所述的内支撑引柱，其特征在于：所述拆卸工具式格构柱的顶部设有承托钢板，所述地坪面上架设有用于固定所述拆卸工具式格构柱顶部的工字钢托梁，所述承托钢板固定于所述工字钢托梁上。
10.如权利要求7所述的内支撑引柱，其特征在于：所述支撑格构柱的底部的外表面与所述灌注桩的钢筋笼主筋之间斜向焊接有多根连接钢筋。
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