CN107119675A - 一种钢管混凝土桩组合支撑立柱及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基坑围护工程领域中的一种钢管混凝土桩组合支撑立柱及其施工方法，该支撑立柱包括钢管(1)、钢管混凝土段(2)、钢混凝土桩段(3)与预制桩尖(4)四部分，其中预制桩尖(4)位于钢混凝土桩段(3)下部，钢混凝土桩段(3)位于钢管混凝土段(2)下部，钢管(1)的一部分套在钢混凝土桩段(3)的外侧，在施工时，可将钢管(1)沉入土体，然后在钢管(1)中安装钢筋并灌注混凝土，通过在钢管(1)上拔的过程中挤压钢管(1)内的混凝土确保不出现断桩、缩径等质量问题，同时可大幅度提高桩承载力，本发明施工速度快，造价低，质量可靠，施工过程无泥浆，环保效益好。

Description

一种钢管混凝土桩组合支撑立柱及其施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，特别是涉及其中的基坑围护工程领域。

背景技术

在基坑围护工程领域中，常用内支撑体系平衡作用于围护桩(或墙)上的水土压力，内 支撑体系中常常使用了大量的支撑立柱(含立柱桩)，以承担内支撑的重量并保持内支撑在竖 直方向的稳定性。目前常用的支撑立柱一般包括立柱桩(位于坑底开挖面以下的部分)与立 柱格构柱(主要位于坑底开挖面以上部分)，最常用的立柱桩为钻孔灌注桩，也有采用水泥土 搅拌桩的立柱桩，也有部分立直接将H型钢或钢管插入坑底以下的土中作为支撑立柱，立柱 格构柱多数采用型钢格构柱，在施工时，将部分型钢格构柱插入立柱桩中形成连接，当采用 钢管或H型钢作为立柱桩时，一般在基坑底部开挖面以上亦采用钢管或H型钢作为支撑立柱。 在现有常用支撑立柱中，立柱格构柱一般小于立柱桩尺寸，将立柱格构柱设置在立柱桩的内 部。现有的支撑立柱加工费用高，造价相当昂贵，随着人工费用的逐步增加，现有支撑立柱 的施工费用越来越高，逐步成为影响基坑围护工程造价的主要因素之一。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种钢管混凝土桩组合支撑立柱的施工方法，该施工方法施 工速度快，造价低，特别是大幅度降低了支撑立柱成本，施工过程无泥浆，现场干净，且质 量可靠。

该钢管混凝土桩组合支撑立柱施工方法，包括以下步骤：

a)定位支撑立柱位置，将钢管沉入土体至预定深度，并在钢管内放置钢筋笼、灌注混 凝土；

b)拔出部分钢管，在钢管上拔的同时挤压位于钢管内的混凝土；

c)将部分钢管留在土中，并使得部分钢管套在钢管内的钢筋与混凝土外侧；

d)进入混凝土的养护期，通过混凝土的凝固将钢管与钢筋混凝土牢固连接；

e)开挖基坑，施工基坑围护内支撑，并在钢管上设置内支撑与钢管的连接结构；

f)处理钢管与主体结构间的连接，完成本发明的钢管混凝土桩组合支撑立柱的施工方 法。

本发明的第二个目的是提供一种钢管混凝土桩组合支撑立柱，该钢管混凝土桩组合支撑 立柱施工速度快，造价低，且质量可靠。

该钢管混凝土桩组合支撑立柱包括钢管、钢管混凝土段、钢混凝土桩段、预制桩尖、支 撑连接结构与止水结构六部分，其中预制桩尖位于钢混凝土桩段下部，钢混凝土桩段位于钢 管混凝土段下部，钢管的一部分套在钢混凝土桩段的外侧，支撑连接结构设置在钢管上，止 水结构位于钢管穿越基础底板位置，止水结构为封堵基础底板与钢管间缝隙的结构。

在上述的钢管混凝土桩组合支撑立柱中，在上述的钢管上设置环形钢板与支撑或底板的 钢筋连接。

本发明的钢管混凝土桩组合支撑立柱及其施工方法，大幅度降低了基坑围护内支撑立柱 的造价，施工速度快，承载力高，施工过程无泥浆。

附图说明

图1为本发明的一个实施例所用的一种钢管混凝土桩组合支撑立柱剖面构造示意图；

具体实施方式

作为本发明的一个实施例，主要结合图1介绍本发明的一种钢管混凝土桩组合支撑立柱 的结构构造、工作原理及其施工方法。如图1所示，本发明的钢管混凝土桩组合支撑立柱包 括钢管(1)、钢管混凝土段(2)、钢混凝土桩段(3)与预制桩尖(4)四部分，其中预制桩 尖(4)位于钢混凝土桩段(3)下部，钢混凝土桩段(3)位于钢管混凝土段(2)下部，钢 管(1)的一部分套在钢混凝土桩段(3)的外侧。在本实施例中，位于基坑开挖面以下的桩 主要以钢混凝土桩段(3)为主，以节约造价，在基坑开挖面以上部分，考虑到与基础底板的 连接及与基坑内支撑的连接，采用钢管(1)作为竖向承载与稳定控制结构，在钢管(1)与 钢混凝土桩段(3)之间，设置钢管混凝土段(2)可将钢管(1)与钢混凝土桩段(3)牢固 连接成为共同承载结构。预制桩尖(4)主要是在成桩过程中阻止土体进入钢管(1)内，提 高成桩效率，降低施工费的措施。在本实施例中，钢混凝土桩段(3)中的钢材可以是钢筋、 钢棒或钢绞线等。在本实施例中，可在上述的钢管(1)上设置支撑连接结构(5)。支撑连接 结构(5)可以是如图1所示的环形钢板，还可以在环形钢板与钢管(1)之间焊接加劲板。 这样，穿越钢管(1)位置的支撑钢筋可在钢管(1)处断开并直接与环形钢板连接，可直接 焊接在环形钢板上，也可与环形钢板通过螺栓连接。另外，还可以采用其他形式的支撑连接 结构(5)，比如，将钢管(1)在支撑钢筋穿越处穿孔，直接将支撑钢筋穿越钢管(1)，还可 以将穿越钢管(1)的支撑钢筋弯起与钢管(1)焊接。在本实施例中，在上述的钢管(1)穿 越基础底板位置设置止水结构(6)。止水结构(6)可以是如图1所示的预埋于底板混凝土中 的与钢管(1)满焊连接的环形钢板，为了提高止水可靠性，可在钢管(1)拆除后，在基础 底板板面附近，用钢板将钢管(1)切除后剩余部分密封。也可以在钢管(1)与底板接触面 设置环氧树脂等胶结材料进行密封止水。本实施例的以下部分，主要介绍本发明的钢管混凝 土桩组合支撑立柱的施工方法。该施工方法包括以下6个步骤。第一步，定位支撑立柱位置， 将钢管(1)沉入土体至预定深度，并在钢管(1)内放置钢筋笼、灌注混凝土。在本步骤中， 可在钢管(1)的底部安装预制桩尖(4)，这样，就可避免土体在钢管(1)沉入土体的过程 中进入钢管(1)，可采用静压法、振动法或锤击法将钢管(1)沉入土体，考虑到支撑立柱一 般距离基坑开挖边线有较大的距离，且相邻支撑立柱距离较远，沉桩挤土效应很小，一般不 会对周边环境造成影响。如不设置预制桩尖(4)，也可通过其他方法清除钢管内的土体，在 中空的钢管(1)内放置钢筋笼并灌注混凝土。完成本实施例的第一步，进入第二步。在本步 骤中，拔出部分钢管(1)，并在钢管(1)上拔的同时挤压位于钢管(1)内的混凝土，上拔 钢管(1)的同时挤压钢管(1)内混凝土的主要目的是确保钢管(1)内混凝土不出现缩径或 断桩问题，同时可挤压钢管(1)外的土体，并提高拔管完成后钢筋混凝土桩的承载力。完成 本实施例的第二步，进入第三步。在本步骤中，将部分钢管(1)留在土中，并使得部分钢管 (1)套在钢管(1)内的钢混凝土桩段(3)外侧。在本步骤中，可根据设计的钢混凝土桩段 (3)与钢管混凝土段(2)的长度，确定钢管(1)的拔出量。可在钢管(1)上拔的过程中， 测量并控制钢管(1)内混凝土面的高度，以确保各类桩段的长度满足要求。完成本实施例的 第三步，进入第四步。在本步骤中，进入混凝土的养护期，通过混凝土的凝固将钢管(1)与 钢混凝土桩段(3)牢固连接。在本步骤中，混凝土在养护期凝固后，可与钢管(1)形成牢 固连接。完成第四步，进入第五步。在本步骤中，开挖基坑，施工基坑围护内支撑，并在钢 管(1)上设置内支撑与钢管(1)的连接结构，连接结构的做法可参照本实施例前述部分。 完成第五步，进入第六步。在本步骤中，处理钢管(1)与主体结构间的连接。在本步骤中， 可参照上述第五步，将钢管(1)与基础底板连接，还可参照本实施例前述方法设置底板与钢 管(1)之间的止水连接。基坑开挖后，可根据工程情况，将钢管(1)拆除回收再利用，也 可以将钢管(1)作为结构柱的一部分使用。从而完成本发明的钢管混凝土桩组合支撑立柱的 施工方法。

本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。

Claims (3)

1.一种钢管混凝土桩组合支撑立柱施工方法，包括以下步骤：

a)定位支撑立柱位置，将钢管(1)沉入土体至预定深度，并在钢管(1)内放置钢筋笼、灌注混凝土；

b)拔出部分钢管(1)，在钢管(1)上拔的同时挤压位于钢管(1)内的混凝土；

c)将部分钢管(1)留在土中，并使得部分钢管(1)套在钢管(1)内的钢筋与混凝土外侧；

d)进入混凝土的养护期，通过混凝土的凝固将钢管(1)与钢筋混凝土牢固连接；

e)开挖基坑，施工基坑围护内支撑，并在钢管(1)上设置内支撑与钢管(1)的连接结构；

f)处理钢管(1)与主体结构间的连接，完成本发明的钢管混凝土桩组合支撑立柱的施工方法。

2.一种如权利要求1所述的钢管混凝土桩组合支撑立柱施工方法所完成的钢管混凝土桩组合支撑立柱，其特征是包括钢管(1)、钢管混凝土段(2)、钢混凝土桩段(3)、预制桩尖(4)、支撑连接结构(5)与止水结构(6)六部分，其中预制桩尖(4)位于钢混凝土桩段(3)下部，钢混凝土桩段(3)位于钢管混凝土段(2)下部，钢管(1)的一部分套在钢混凝土桩段(3)的外侧，支撑连接结构(5)设置在钢管(1)上，止水结构(6)位于钢管(1)穿越基础底板位置，止水结构(6)为封堵基础底板与钢管(1)间缝隙的结构。

3.根据权利要求2所述的钢管混凝土桩组合支撑立柱，其特征是在上述的钢管(1)上设置环形钢板与支撑或底板的钢筋连接。