CN108360746B - 一种立柱桩结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立柱桩结构及其施工方法，属于基坑施工技术领域，其中通过在格构柱与钻孔桩之间设置钢管，将钢管的一端设置在钻孔桩里，其另一端固定连接在格构柱上，由钢管来实现格构柱与钻孔桩之间的稳固连接，并设置封头钢板、支撑钢板或抗滑短筋等来增加格构柱与钢管、钢管与钻孔桩，也即是格构柱与钻孔桩之间的连接稳固性，形成稳定的端头固定结构。本发明的立柱桩结构及其施工方法，其结构简单，设置简便，施工成本较低，可在保证格构柱与钻孔桩连接稳固的同时降低钻孔桩的施工设置难度，降低立柱桩的施工成本，提高其施工效率，具有十分重要的应用价值。

Description

一种立柱桩结构及其施工方法

技术领域

本发明属于基坑施工技术领域，具体涉及一种立柱桩结构及其施工方法。

背景技术

随着基础工程和道路交通工程的不断发展，基坑工程的施工已经越来越广泛，在基坑工程中，立柱桩作为一种重要的构件，通常用来承受支撑体系的竖向荷载，以增加支撑系统的稳定性。

在现有技术中，立柱桩往往由打入坑底的钻孔桩与从坑底伸出的格构柱组成，格构柱的大小根据所承受竖向荷载的大小选用合理的尺寸，而钻孔桩的尺寸往往只是为了满足竖向承载力的要求。在钻孔桩的选用过程中，尤其是对于摩擦型钻孔桩，往往小桩径、大桩长的设计更为经济合理，但由于立柱桩中钻孔桩往往需要包裹和固定格构柱，所以有时候不得不增加桩径，增加钻孔桩的设置难度，造成一定经济浪费。同时，现有技术中的钻孔桩或灌注桩的截面通常为圆形结构，这对于方形截面的格构柱而言，其包裹施工也较为复杂繁琐，影响施工效率的提高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种立柱桩结构及其施工方法，其中通过在格构柱与钻孔桩之间设置钢管，钢管的一端设置在钻孔桩里，其另一端固定连接在格构柱上，由钢管来实现格构柱与钻孔桩之间的稳固连接，降低钻孔桩的施工难度，提升立柱桩的施工效率，减少施工成本的投入。

为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种立柱桩结构，包括分别竖向设置的格构柱、钻孔桩和钢管，其特征在于，

所述格构柱内对应所述钢管的一端设置有中部开设有通孔的封头钢板，所述封头钢板以其侧周壁面与所述格构柱的内壁面稳固连接；

所述钢管的一端伸入所述格构柱中并与所述封头钢板的下端面抵接后固定连接，其另一端突出于所述格构柱的下端面并伸入所述钻孔桩中固定，从而形成所述立柱桩结构。

作为本发明的进一步改进，所述钢管的外周壁与所述格构柱的内壁面之间设置有多个支撑钢板，所述支撑钢板可分别与所述钢管的外周壁和所述格构柱的内壁面连接，以实现对所述钢管的支撑。

作为本发明的进一步改进，所述支撑钢板对称设置在所述钢管伸入所述格构柱一端的外周壁与所述格构柱的内壁面之间。

作为本发明的进一步改进，所述钢管伸入所述钻孔桩的一端外周壁上间隔设置有多根轴线与所述钢管外壁面相交的抗滑短筋。

作为本发明的进一步改进，多根所述抗滑短筋在所述钢管的外周壁上均匀间隔设置。

作为本发明的进一步改进，各所述抗滑短筋的轴线分别垂直于所述钢管的外壁面。

作为本发明的进一步改进，各所述抗滑短筋的长度相等。

本发明的另一方面，提供一种立柱桩结构的施工方法，用于将格构柱、钻孔桩和钢管施工成立柱桩结构，其步骤如下：

S1：选取所述格构柱的尺寸，以所述格构柱的尺寸选取所述钢管的尺寸，继而确定施工的所述钻孔桩的尺寸；

S2：在所述格构柱内对应所述钢管的一端设置中部开设有通孔并与所述格构柱内壁稳固连接的封头钢板；

S3：将所述钢管的一端穿入所述格构柱中并与所述封头钢板的下端面抵接，且所述钢管的另一端突出所述格构柱的底部，继而将相互抵接的所述钢管与所述封头钢板稳固连接；

S4：将突出于所述格构柱下端面的所述钢管与用于钻孔桩施工的钢筋笼整体下放至已预先桩基钻孔的钻孔内；

S5：通过所述封头钢板上的通孔向所述钻孔内浇筑混凝土并形成稳固的钻孔桩结构，继而实现所述钢管下端与所述钻孔桩的稳固连接，形成基坑工程的立柱桩结构。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中的所述钢管与所述格构柱之间还设置有支撑钢板，所述支撑钢板可分别与所述钢管的外周壁和所述格构柱的内壁面连接，以实现对所述钢管的支撑并增强所述钢管与所述格构柱之间的稳固连接。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S4中下放至所述钻孔中的所述钢管外周壁上间隔设置有若干轴线与所述钢管外壁面相交的抗滑短筋。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的立柱桩结构及其施工方法，其通过在格构柱与钻孔桩之间设置钢管，钢管的一端设置在钻孔桩里，其另一端固定连接在格构柱上，从而实现了格构柱与钻孔桩之间的稳固连接，且深入钻孔桩中的钢管外径小于格构柱的外径，可以大大减小钻孔桩的施工难度，提升立柱桩的施工效率，减少施工成本的投入；

(2)本发明的立柱桩结构及其施工方法，其通过设置封头钢板和支撑钢板来实现了钢管与格构柱之间的稳固连接，并通过在钢管伸入钻孔桩的一端外壁上设置多根抗滑短筋，以其增加钢管与钻孔桩之间的摩擦力，进一步提升格构柱与钢管、钢管与钻孔桩，也即是格构柱与钻孔桩之间的连接稳固性，充分保证端头固定结构的稳定性；

(3)本发明的立柱桩结构及其施工方法，其结构简单，设置简便，施工成本较低，可在保证格构柱与钻孔桩连接稳固的同时降低钻孔桩的施工设置难度，降低立柱桩的施工成本，提高其施工效率，具有十分重要的应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例中立柱桩结构的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中立柱桩结构的A-A向剖面图；

图3是本发明实施例中立柱桩结构的B-B向剖面图；

图4是本发明实施例中立柱桩结构的C-C向剖面图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.钢管，2.封头钢板，3.支撑钢板，4.钻孔桩，5.格构柱，6.钻孔桩钢筋，7.角钢，8.缀板，9.抗滑短筋。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明优选实施例中的立柱桩结构的整体结构示意图如图1中所示，其包括一端伸出基坑底的格构柱5和设置在基坑底面以下的钻孔桩4，格构柱5的底端匹配连接并固定在钻孔桩4上。

进一步地，优选实施例中的格构柱5优选由四根角钢7经过若干缀板8焊接成截面呈方形的长方体结构，即两相邻角钢7之间以一缀板8焊接而成，故而通过在角钢7的外周上设置四块缀板8可在格构柱5的周向上将角钢7固定，继而通过在格构柱5的轴向上设置多组缀板8便可将格构柱5固定为稳固的长方体框架结构，格构柱5的内部为中空。

进一步地，在格构柱5的底部设置一端伸出所述格构柱5，另一端伸入所述格构柱5内部的钢管1，所述钢管1伸入所述格构柱5内部的一端与所述格构柱5稳固连接，其另一端插入所述钻孔桩4中后固定，从而使得格构柱5通过钢管1稳固连接在钻孔桩4内。

进一步具体地，如图4中所示的立柱桩结构的C-C向剖面图，其中，钢管1的顶部通过封头钢板2而与格构柱5固定连接，优选实施例中的封头钢板2形状与格构柱5的内侧截面形状相同，即在优选实施例中为方形结构，封头钢板2的四周与角钢7的内侧抵接，并通过焊接的形式稳固，优选实施例中优选采用全焊的形式；而钢管1的顶部与所述封头钢板2的底面也优选以焊接的形式稳固连接，实现钢管1顶部与格构柱5的稳固连接；进一步优选地，优选实施例中的封头钢板2中部开设有用于导管穿越以灌注混凝土用的通孔，优选为圆孔，也可为方孔、不规则形状孔或者椭圆孔等其他形式的通孔，在此不做具体限定。

进一步优选地，优选实施例中位于封头钢板2以下区域中的钢管1与格构柱5内壁之间优选对应角钢7设置有支撑钢板3来实现钢管1的支撑与稳固，如立柱桩结构的B-B向剖面图中所示，即如图3中所示。其中，同一格构柱5截面上的支撑钢板3的数量与角钢7的数量对应，其侧周优选与角钢7的内壁面和钢管1的外壁面以焊接的形式稳固，从而将钢管1的外周壁稳固连接在角钢7的内壁面上，加强了钢管1和格构柱5之间的连接稳固性。优选实施例中支撑钢板3的设置以对应截面上的四个为一组，并优选沿钢管1的轴向上设置有多组，其设置组数在此不做具体限定，可根据施工及受力需要具体选择，如4组、5组、6组、或者为更多组，亦或者为更少组。

进一步地，为保证钢管1与钻孔桩4的稳固连接而不发生滑动位移或减少滑动位移，优选实施例中优选在钢管1伸入钻孔桩4一端的外周壁上间隔设置有多根抗滑短筋9，抗滑短筋9优选垂直钢管1的外周壁设置，即其轴线与钢管1的轴线相交并垂直，当然，抗滑短筋9也可不与钢管1的外周壁垂直，这可根据实际需要具体选择，且抗滑短筋9的数量、长度和直径在优选实施例中也不做具体限定，其可根据受力需要具体优选。

进一步地，优选实施例中钢管1壁厚的选定必须保证其刚度不小于原格构柱的刚度，并可根据钻孔桩的桩径大小做合理调整，根据格构柱5与钢管1的轴惯性矩等效原则选取合适的钢管类型；优选实施例中根据部分格构柱尺寸和角钢型号给出了优选的钢管尺寸，如下表中所示。

格构柱尺寸(mm)	角钢型号	钢管外径(mm)	钢管壁厚(mm)
				460×460	L160×16	440	26
480×480	L160×16	460	26
				500×500	L180×18	480	28
550×550	L200×20	520	34

上述表中的钢管1参数只是为优选参数，也可根据实际需要做别的优选，且若具体工程中出现表中未涉及到的格构柱尺寸与角钢型号，可根据格构柱5与钢管1的轴惯性矩等效原则计算得到所需采用的钢管参数。

进一步地，优选实施例中的立柱桩结构的施工步骤优选如下所示：

S1：根据基坑受力要求选取用以支撑的格构柱5的尺寸，并根据格构柱5的尺寸选取合适的钢管1尺寸，继而通过钢管1的外径尺寸选取钻孔桩的施工尺寸；

S2：在格构柱5内对应钢管1的一端设置中部开设有通孔的封头钢板2，将钢管1的一端穿入格构柱5内并使得钢管1的上端面与封头钢板2的下端面抵接，且封头钢板2上的通孔与钢管1的内腔连通，继而将相互抵接的钢管1和封头钢板稳固连接，而钢管1的另一端突出格构柱5的下端面；

S3：在钢管1外周壁与格构柱5内壁面之间设置支撑钢板3，支撑钢板3在格构柱5长度方向上间隔设置；

S4：在突出于格构柱5下端面的钢管1外周壁上间隔设置一定数量轴线与钢管1外壁面相交的抗滑短筋9，并将突出于格构柱5下端面的钢管1与用于钻孔桩施工的钢筋笼整体下放至已预先桩基钻孔的钻孔内；

S5：通过封头钢板2上的通孔向钻孔内浇筑混凝土并形成稳固的钻孔桩结构，继而实现钢管1下端的稳固连接，形成稳固的立柱桩结构；

S6：对应基坑工程需要设置的立柱桩数量及位置重复步骤S1～S5，从而完成基坑工程中立柱桩结构的施工。

本发明优选实施例中的立柱桩结构，其通过在格构柱5和钻孔桩4之间设置钢管1来完成格构柱5和钻孔桩4的稳固连接，不仅保证了立柱桩结构的受力稳定性，还大大降低了钻孔桩4的施工设置难度，降低了施工成本，提高了基坑支护结构的施工效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种立柱桩结构，包括分别竖向设置的格构柱、钻孔桩和钢管，其特征在于，

所述钢管的一端伸入所述格构柱中，并在所述格构柱内对应所述钢管的一端设置有中部开设有通孔的封头钢板；

所述封头钢板的下端面与所述钢管的端部抵接后固连，其侧周壁面与所述格构柱的内壁面稳固连接；且

在所述钢管的外周壁与所述格构柱的内壁面之间设置有多个支撑钢板；所述支撑钢板分别与所述钢管的外周壁和所述格构柱的内壁面连接；

所述钢管的另一端突出于格构柱的下端面并伸入所述钻孔桩中；通过封头钢板上的通孔向钻孔桩内浇筑混凝土并形成稳固的钻孔桩结构，实现所述钢管与所述钻孔桩的稳固连接，从而形成所述立柱桩结构。

2.根据权利要求1所述的立柱桩结构，其中，所述支撑钢板对称设置在所述钢管伸入所述格构柱一端的外周壁与所述格构柱的内壁面之间。

3.根据权利要求1所述的立柱桩结构，其中，在所述钢管伸入所述钻孔桩的一端外周壁上间隔设置有多根轴线与所述钢管外壁面相交的抗滑短筋。

4.根据权利要求3所述的立柱桩结构，其中，多根所述抗滑短筋在所述钢管的外周壁上均匀间隔设置。

5.根据权利要求3所述的立柱桩结构，其中，各所述抗滑短筋的轴线分别垂直于所述钢管的外壁面。

6.根据权利要求3所述的立柱桩结构，其中，各所述抗滑短筋的长度相等。

7.一种立柱桩结构的施工方法，用于将格构柱、钻孔桩和钢管施工成立柱桩结构，其步骤如下：

S1：选取所述格构柱的尺寸，以所述格构柱的尺寸选取所述钢管的尺寸，继而确定施工的所述钻孔桩的尺寸；

S2：在所述格构柱内对应所述钢管的一端设置中部开设有通孔并以外周与所述格构柱内壁稳固连接的封头钢板；

S3：将所述钢管的一端穿入所述格构柱中并与所述封头钢板的下端面抵接后固定连接，并使得所述钢管的另一端突出所述格构柱的底部；同时，在所述钢管与所述格构柱之间还设置若干支撑钢板，使得其分别与所述钢管的外壁面和所述格构柱的内壁面固定连接；

S4：将突出于所述格构柱下端面的所述钢管与用于钻孔桩施工的钢筋笼整体下放至已预先桩基钻孔的钻孔内；

S5：通过所述封头钢板上的通孔向所述钻孔内浇筑混凝土并形成稳固的钻孔桩结构，使得所述钢管的下端与所述钻孔桩稳固连接，其上端与格构柱稳固连接，形成基坑工程的立柱桩结构。

8.根据权利要求7所述的立柱桩结构的施工方法，其中，所述步骤S4中下放至所述钻孔中的所述钢管外周壁上间隔设置有若干轴线与所述钢管外壁面相交的抗滑短筋。