CN108677931B - 一种大直径超长组合灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大直径超长组合灌注桩施工方法，包括步骤：1)组拼式平台及钢筋笼撑架预制；2)桩侧护筒加工；3)组拼式平台安装；4)桩侧护筒打设；5)灌注桩成孔；6)钢筋笼制备及吊装；7)桩侧护筒内部混凝土浇筑；8)桩侧护筒外注浆。本发明的有益效果是：组拼式平台不但可以有效降低现场工作平台搭设的难度，提升现场施工效率和安全性；而且可以提升钢筋笼和桩侧护筒定位的精度；还可以减少施工平台和施工护筒设置的成本；钢筋笼撑架设置不但可以避免钢筋笼吊装时发生形变，而且可以减少钢筋笼内支撑焊接施工的工程量和成本，还可以节省钢筋的用量。

Description

一种大直径超长组合灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及灌注桩施工方法，特别涉及一种桩侧护筒和钢筋笼定位要求高、桩侧护筒不取出、承载性能要求高的大直径超长组合灌注桩施工方法，属于岩土工程领域，适用于大直径组合灌注桩施工工程。

背景技术

灌注桩作为一种基桩形式，在我国高层、超高层建筑以及桥梁工程中应用较为普通，当构筑物对基桩承载能力要求高、持力层埋深大时，常需采用大直径超长灌注桩。尽管大直径超长灌注桩已经应用于大量工程项目中，但仍有一些工程问题未得到很好解决，如钢筋笼制备与吊装变形问题、护筒留用及吊装接长问题、桩侧土体承载能力有效发挥等等。

已有一种旋喷扩径螺旋挤土组合灌注桩及其成桩方法，其特征在于旋喷扩径螺旋挤土组合灌注桩采用组合钻具旋转挤土钻进同时进行旋喷，桩端局部可形成旋喷的更大扩大头，旋转提钻时继续旋喷进行二次补浆。这种灌注桩结构虽能在一定程度上提升桩侧阻力和桩端阻力的承载性能，但结构施工质量不易控制，成桩方法对钻具要求较高，并且施工效率较低。

综上所述，现有的大直径超长灌注桩结构及施工方法，在适宜的工况下取得了较好的效果，但在桩侧护筒吊装和接长、钢筋笼无损吊装、现场标准化模块化施工等方面尚存在可进一步改善之处。鉴于此，为进一步提升大直径超长灌注桩的承载能力，目前亟待发明一种现场施工效率高、钢筋笼定位准确、结构承载性能好、施工质量易控制的大直径超长组合灌注桩结构及施工方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种不但可以降低桩侧护筒和钢筋笼接长的难度，而且可以防止钢筋笼发生吊装形变，还可以改善灌注桩的承载性状和施工安全性的大直径超长组合灌注桩施工方法。

这种大直径超长组合灌注桩施工方法，包括以下步骤：

1)组拼式平台及钢筋笼撑架预制：组拼式平台由平台底板、平台竖筒和补强角筋组拼，在平台竖筒的顶部设置环板竖杆和连接环板，在连接环板上预设第一竖向连接螺杆穿过孔；环板横杆与环板竖杆垂直，通过螺纹连接；钢筋笼撑架的中间控制杆上设置第一限位连接环、第二限位连接环和杆端螺栓；中间控制杆与第二限位连接环通过连接卡扣连接，中间控制杆与第一限位连接环焊接连接；钢筋定位杆的一端通过连接铰与第一限位连接环连接，另一端设置钢筋顶压槽；横向顶压杆与第二限位连接环焊接连接，横向顶压杆与钢筋定位杆之间设置压力扩散板；

2)桩侧护筒加工：对桩侧护筒进行表面除锈后，在桩侧护筒的外表面设置连接套筒、连接挡头、外加筋肋和桩外注浆管，内表面设置内加筋肋；连接套筒焊接于桩侧护筒的顶端，连接挡头沿环向设于桩侧护筒外表面的同一高程处；内加筋肋与桩侧护筒焊接连接；

3)组拼式平台安装：先对上部的桩侧土层进行压实并整平，再安装组拼式平台；自连接墩打设孔向下打设竖向连接墩，并使平台底板与竖向连接墩通过墩顶连接板连接，平台竖筒的轴线与灌注桩的轴线重合；补强角筋与平台底板和平台竖筒焊接连接；

4)桩侧护筒打设：采用起吊设备将桩侧护筒吊入平台竖筒内，进行桩侧护筒空间位置校核完成后，采用震动下压设备进行桩侧护筒下沉施工；当桩侧护筒需要接长时，先使下一节桩侧护筒的连接挡头与环板横杆相接，再将上一节桩侧护筒与连接套筒连接牢固；

5)灌注桩成孔：安装钻机，进行钻孔施工，依次穿过桩侧土层和桩端土层，再进行第一次清孔施工；

6)钢筋笼制备及吊装：钢筋笼绑扎完成后，先将钢筋笼撑架插入钢筋笼内，再下压中间控制杆使钢筋定位杆端部的钢筋顶压槽与钢筋笼纵向钢筋连接，然后采用起吊设备进行钢筋笼吊装施工；同时，使第一钢筋笼定位板与连接环板通过竖向连接螺杆连接；在钢筋笼空中接长时，先将第二钢筋笼定位板置于钢筋笼内，并使钢筋笼纵向钢筋分别嵌入第一钢筋限位槽和第二钢筋限位槽内，通过紧固螺栓将第一钢筋笼定位板和第二钢筋笼定位板连接牢固；

7)桩侧护筒内部混凝土浇筑：先进行二次清孔，再进行桩侧护筒内部及其下部的混凝土浇筑施工；

8)桩侧护筒外注浆：通过桩外注浆管向桩侧护筒外侧壁的桩侧土层注浆，形成桩侧注浆体。

作为优选:步骤1)所述平台竖筒的直径较桩侧护筒大10-30cm，补强角筋与平台竖筒和平台底板焊接连接；在平台底板上沿环向设置4-6个连接墩打设孔。

作为优选:步骤2)所述外加筋肋呈条形，采用钢管或钢板切割而成，与桩侧护筒焊接连接；连接套筒呈圆环形，其内径比桩侧护筒的外径大2-4mm。

作为优选:步骤3)所述竖向连接墩采用型钢切割而成，其顶部与墩顶连接板焊接连接。

作为优选:步骤4)所述连接挡头与桩侧护筒焊接连接，可通过调整环板横杆的高度对桩侧护筒的倾斜度进行调整；桩侧护筒与连接套筒采用焊接连接。

作为优选:步骤1)所述压力扩散板采用钢板，与横向顶压杆和钢筋定位杆焊接连接。

作为优选:步骤6)所述第一钢筋限位槽和第二钢筋限位槽均呈圆弧形，相对的两个第一钢筋限位槽和第二钢筋限位槽可同步锁牢同一根钢筋笼纵向钢筋；在第二钢筋笼定位板上沿环向设置连接凸板和第二凸板螺栓穿过孔；在第一钢筋笼定位板上沿环向设置第一凸板螺栓穿过孔和第二竖向连接螺杆穿过孔。

作为优选:步骤1)所述在中间控制杆的外侧设置与第二限位连接环相连接的连接卡扣，在第二限位连接环上设卡扣穿过孔。

本发明的有益效果是：

(1)组拼式平台不但可以有效降低现场工作平台搭设的难度，提升现场施工效率和安全性；而且可以提升钢筋笼和桩侧护筒定位的精度；还可以减少施工平台和施工护筒设置的成本。

(2)钢筋笼撑架设置不但可以避免钢筋笼吊装时发生形变，而且可以减少钢筋笼内支撑焊接施工的工程量和成本，还可以节省钢筋的用量。

(3)在桩侧护筒的侧壁的内侧和外侧分别设置内加筋肋和外加筋肋可大幅改善桩侧护筒与桩身混凝土协同受力的性能，桩侧注浆体的设置可进一步改善灌注桩的承载性能。

附图说明

图1是本发明大直径超长组合灌注桩施工完成后基桩横断面示意图；

图2是钢筋笼吊装连接时结构的横断面示意图；

图3是本发明钢筋笼撑架结构示意图；

图4是第一钢筋笼定位板结构示意图；

图5是第二钢筋笼定位板结构示意图；

图6是本发明大直径超长组合灌注桩施工流程图。

附图标记说明：1-组拼式平台；2-钢筋笼撑架；3-平台底板；4-平台竖筒；5-补强角筋；6-环板竖杆；7-连接环板；8-第一竖向连接螺杆穿过孔；9-环板横杆；10-中间控制杆；11-第一限位连接环；12-第二限位连接环；13-杆端螺栓；14-钢筋定位杆；15-连接铰；16-钢筋顶压槽；17-横向顶压杆；18-压力扩散板；19-桩侧护筒；20-连接套筒；21-连接挡头；22-外加筋肋；23-桩外注浆管；24-内加筋肋；25-连接墩打设孔；26-竖向连接墩；27-墩顶连接板；28-钢筋笼；29-第一钢筋笼定位板；30-竖向连接螺杆；31-第二钢筋笼定位板；32-钢筋笼纵向钢筋；33-第一钢筋限位槽；34-第二钢筋限位槽；35-紧固螺栓；36-卡扣穿过孔；37-桩侧注浆体；38-连接凸板；39-第二凸板螺栓穿过孔；40-第一凸板螺栓穿过孔；41-第二竖向连接螺杆穿过孔；42-桩侧土层；43-桩端土层；44-连接卡扣。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

钻孔灌注桩设计及施工技术要求、现场焊接施工技术要求、桩侧护筒打设施工技术要求、钢筋笼绑扎及吊装施工技术要求、混凝土灌注施工技术要求等，本实施方式中不再赘述，重点阐述本发明涉及结构的实施方式。

参照图1～图5所示，所述的大直径超长组合灌注桩,在桩侧护筒19的外表面设置连接套筒20、连接挡头21、外加筋肋22、桩外注浆管23，内表面设置内加筋肋24；在灌注桩位置设置由平台底板3、平台竖筒4、补强角筋5组成的组拼式平台1，在平台竖筒4的顶部设置环板竖杆6和连接环板7；桩侧护筒19接长时，使环板横杆9与连接挡头21相接限位；钢筋笼28吊装前，将钢筋笼撑架2插入钢筋笼28内，转动中间控制杆10使钢筋定位杆14端部的钢筋顶压槽16与钢筋笼纵向钢筋32连接；钢筋笼28接长时，在钢筋笼29内外分别设置第二钢筋笼定位板31和第一钢筋笼定位板29，并使筋笼纵向钢筋32嵌入第二钢筋限位槽34和第一钢筋限位槽33。

组拼式平台1由平台底板3、平台竖筒4、补强角筋5组成；在平台竖筒4的顶部设置环板竖杆6和连接环板7，在连接环板7上预设第一竖向连接螺杆穿过孔8；环板横杆9与环板竖杆6垂直，通过螺纹连接；平台底板3采用厚度为2cm的钢板轧制而成，在平台底板3的中间设置平台竖筒4，平台竖筒4的直径为1200mm，采用厚度为1cm的钢板轧制而成；补强角筋5采用厚度为2cm的钢板轧制成“L”形，两边的长度均为20cm；环板竖杆6采用直径为30mm的螺杆，在平台竖筒4的外侧沿环向均匀间距布设6个，与平台竖筒4和连接环板7焊接连接；连接环板7在平台竖筒4的外侧沿环向均匀间距布设6个；第一竖向连接螺杆穿过孔8的内径为30mm；环板横杆9采用厚度为1cm的钢板切割并拉丝制成。

钢筋笼撑架2的中间控制杆10上设置第一限位连接环11、第二限位连接环12和杆端螺栓13；中间控制杆采用直径为100mm的钢管；第一限位连接环11和第二限位连接环12的内径均为100mm，且第一限位连接环11与中间控制杆10焊接连接；在中间控制杆10的外侧设置与第二限位连接环12相连接的连接卡扣44，在第二限位连接环12上设卡扣穿过孔36；连接卡扣44为弹簧卡扣，直径为1cm，卡扣穿过孔直径为1.2cm。

钢筋定位杆14采用直径为30mm的钢管，一端通过连接铰15与第一限位连接环11连接，另一端设置钢筋顶压槽16；连接铰15的直径为30mm；钢筋顶压槽16的槽孔直径为50mm；横向顶压杆17采用直径为30mm的钢管，与第二限位连接环12焊接连接，与钢筋定位杆14之间设置压力扩散板18；压力扩散板18采用厚度为2mm的钢板，长度为50mm，与钢筋定位杆14和横向顶压杆17焊接连接。

桩侧护筒19直径为1000mm，采用厚度为10mm、强度等级为Q235的钢管。

连接套筒20的内径为1000mm，采用厚度为20mm、强度等级为Q235的钢管切割而成。

连接挡头21沿桩侧护筒19的外侧环向布设，长度为20cm，采用厚度为20mm、强度等级为Q235的钢管切割而成。

外加筋肋22呈长条形，长度为2m，宽度为2cm，采用厚度为1cm、强度等级为Q235的钢管切割而成。

桩外注浆管23采用直径为6cm的钢管。

内加筋肋24断面呈“L”形，两个边的长度分别为30cm和5cm，采用厚度为1cm、强度等级为Q235的钢管切割而成。

连接墩打设孔25的直径为30cm，在平台竖筒4的外侧沿环向设置于平台底板3上。

竖向连接墩26采用直径为25cm、长度为2m的钢管，钢管壁厚为1cm。

墩顶连接板27内径为25cm，外径为50cm与竖向连接墩26焊接连接。

钢筋笼28的直径为900mm，钢筋笼纵向钢筋32的直径为32mm。

使第一钢筋笼定位板29与连接环板7通过竖向连接螺杆30连接；在钢筋笼28空中接长时，先将第二钢筋笼定位板31置于钢筋笼28内，并使钢筋笼纵向钢筋32分别嵌入第一钢筋限位槽33和第二钢筋限位槽34内，通过紧固螺栓35将第一钢筋笼定位板29和第二钢筋笼定位板31连接牢固。

第一钢筋笼定位板29的直径为1000mm，采用厚度为20mm、强度等级为Q235的钢板；竖向连接螺杆30的直径为30mm，长度为200mm；第二钢筋笼定位板31的直径为600mm，采用厚度为20mm、强度等级为Q235的钢板；在第一钢筋笼定位板29和第二钢筋笼定位板31上分别设置第一钢筋限位槽33和第二钢筋限位槽34；第一钢筋限位槽33和第二钢筋限位槽34的直径分别为50mm。在第一钢筋笼定位板29和第二钢筋笼定位板31上分别设置第一凸板螺栓穿过孔40和第二凸板螺栓穿过孔39；第一凸板螺栓穿过孔40和第二凸板螺栓穿过孔39的直径均为30mm；紧固螺栓35采用直径为20mm的六角螺栓。

桩侧注浆体37采用强度等级为C35的混凝土材料。

连接凸板38成扇形，长度和宽度均为100mm，与第二钢筋笼定位板31整体轧制。

第二竖向连接螺杆穿过孔41的内径为30mm。

桩侧土层42为砂性土。

桩端土层43为弱风化砂砾岩。

参照图6所示，所述的大直径超长组合灌注桩施工方法，包括以下施工步骤：

1)组拼式平台1及钢筋笼撑架2预制：组拼式平台1由平台底板3、平台竖筒4、补强角筋5组成，在平台竖筒4的顶部设置环板竖杆6和连接环板7，在连接环板7上预设第一竖向连接螺杆穿过孔8；环板横杆9与环板竖杆6垂直，通过螺纹连接；钢筋笼撑架2的中间控制杆10上设置第一限位连接环11、第二限位连接环12和杆端螺栓13；中间控制杆10与第二限位连接环12通过连接卡扣44连接，与第一限位连接环11焊接连接；钢筋定位杆14的一端通过连接铰15与第一限位连接环11连接，另一端设置钢筋顶压槽16；横向顶压杆17与第二限位连接环12焊接连接，与钢筋定位杆14之间设置压力扩散板18；

2)桩侧护筒19加工：对桩侧护筒19进行表面除锈后，在桩侧护筒19的外表面设置连接套筒20、连接挡头21、外加筋肋22、桩外注浆管23，内表面设置内加筋肋24；连接套筒20焊接于桩侧护筒19的顶端，连接挡头21沿环向设于桩侧护筒19外表面的同一高程处；内加筋肋24横断面成“L”形，与桩侧护筒19焊接连接；

3)组拼式平台1安装：先对上部的桩侧土层42进行压实并整平，再安装组拼式平台1；自连接墩打设孔25向下打设竖向连接墩26，并使平台底板3与竖向连接墩26通过墩顶连接板27连接，平台竖筒4的轴线与灌注桩的轴线重合；补强角筋5与平台底板3和平台竖筒4焊接连接；

4)桩侧护筒19打设：采用起吊设备将桩侧护筒19吊入平台竖筒4内，进行桩侧护筒19空间位置校核完成后，采用震动下压设备进行桩侧护筒19下沉施工；当桩侧护筒19需要接长时，先使下一节桩侧护筒19的连接挡头21与环板横杆9相接，再将上一节桩侧护筒19与连接套筒20连接牢固；

5)灌注桩成孔：安装钻机，进行钻孔施工，依次穿过桩侧土层42和桩端土层43，再进行第一次清孔施工；

6)钢筋笼28制备及吊装：钢筋笼28绑扎完成后，先将钢筋笼撑架2插入钢筋笼28内，再下压中间控制杆10使钢筋定位杆14端部的钢筋顶压槽16与钢筋笼纵向钢筋32连接，然后采用起吊设备进行钢筋笼28吊装施工；同时，使第一钢筋笼定位板29与连接环板7通过竖向连接螺杆30连接；在钢筋笼28空中接长时，先将第二钢筋笼定位板31置于钢筋笼28内，并使钢筋笼纵向钢筋32分别嵌入第一钢筋限位槽33和第二钢筋限位槽34内，通过紧固螺栓35将第一钢筋笼定位板29和第二钢筋笼定位板31连接牢固；

7)桩侧护筒19内部混凝土浇筑：先进行二次清孔，再进行桩侧护筒19内部及其下部的混凝土浇筑施工；

8)桩侧护筒19外注浆：通过桩外注浆管23向桩侧护筒19外侧壁的桩侧土进行注浆施工，形成桩侧注浆体37。

Claims (8)

1.一种大直径超长组合灌注桩施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：

1）组拼式平台（1）及钢筋笼撑架（2）预制：组拼式平台（1）由平台底板（3）、平台竖筒（4）和补强角筋（5）组拼，在平台竖筒（4）的顶部设置环板竖杆（6）和连接环板（7），在连接环板（7）上预设第一竖向连接螺杆穿过孔（8）；环板横杆（9）与环板竖杆（6）垂直，通过螺纹连接；钢筋笼撑架（2）的中间控制杆（10）上设置第一限位连接环（11）、第二限位连接环（12）和杆端螺栓（13）；中间控制杆（10）与第二限位连接环（12）通过连接卡扣（44）连接，中间控制杆（10）与第一限位连接环（11）焊接连接；钢筋定位杆（14）的一端通过连接铰（15）与第一限位连接环（11）连接，另一端设置钢筋顶压槽（16）；横向顶压杆（17）与第二限位连接环（12）焊接连接，横向顶压杆（17）与钢筋定位杆（14）之间设置压力扩散板（18）；

2）桩侧护筒（19）加工：对桩侧护筒（19）进行表面除锈后，在桩侧护筒（19）的外表面设置连接套筒（20）、连接挡头（21）、外加筋肋（22）和桩外注浆管（23），内表面设置内加筋肋（24）；连接套筒（20）焊接于桩侧护筒（19）的顶端，连接挡头（21）沿环向设于桩侧护筒（19）外表面的同一高程处；内加筋肋（24）与桩侧护筒（19）焊接连接；

3）组拼式平台（1）安装：先对上部的桩侧土层（42）进行压实并整平，再安装组拼式平台（1）；自连接墩打设孔（25）向下打设竖向连接墩（26），并使平台底板（3）与竖向连接墩（26）通过墩顶连接板（27）连接，平台竖筒（4）的轴线与灌注桩的轴线重合；补强角筋（5）与平台底板（3）和平台竖筒（4）焊接连接；

4）桩侧护筒（19）打设：采用起吊设备将桩侧护筒（19）吊入平台竖筒（4）内，进行桩侧护筒（19）空间位置校核完成后，采用震动下压设备进行桩侧护筒（19）下沉施工；当桩侧护筒（19）需要接长时，先使下一节桩侧护筒（19）的连接挡头（21）与环板横杆（9）相接，再将上一节桩侧护筒（19）与连接套筒（20）连接牢固；

5）灌注桩成孔：安装钻机，进行钻孔施工，依次穿过桩侧土层（42）和桩端土层（43），再进行第一次清孔施工；

6）钢筋笼（28）制备及吊装：钢筋笼（28）绑扎完成后，先将钢筋笼撑架（2）插入钢筋笼（28）内，再下压中间控制杆（10）使钢筋定位杆（14）端部的钢筋顶压槽（16）与钢筋笼纵向钢筋（32）连接，然后采用起吊设备进行钢筋笼（28）吊装施工；同时，使第一钢筋笼定位板（29）与连接环板（7）通过竖向连接螺杆（30）连接；在钢筋笼（28）空中接长时，先将第二钢筋笼定位板（31）置于钢筋笼（28）内，并使钢筋笼纵向钢筋（32）分别嵌入第一钢筋限位槽（33）和第二钢筋限位槽（34）内，通过紧固螺栓（35）将第一钢筋笼定位板（29）和第二钢筋笼定位板（31）连接牢固；

7）桩侧护筒（19）内部混凝土浇筑：先进行二次清孔，再进行桩侧护筒（19）内部及其下部的混凝土浇筑施工；

8）桩侧护筒（19）外注浆：通过桩外注浆管（23）向桩侧护筒（19）外侧壁的桩侧土层（42）注浆，形成桩侧注浆体（37）。

2.根据权利要求1所述的大直径超长组合灌注桩施工方法，其特征在于：步骤1）所述平台竖筒（4）的直径较桩侧护筒（19）大10-30cm，补强角筋（5）与平台竖筒（4）和平台底板（3）焊接连接；在平台底板（3）上沿环向设置4-6个连接墩打设孔（25）。

3.根据权利要求1所述的大直径超长组合灌注桩施工方法，其特征在于：步骤2）所述外加筋肋（22）呈条形，采用钢管或钢板切割而成，与桩侧护筒（19）焊接连接；连接套筒（20）呈圆环形，其内径比桩侧护筒（19）的外径大2-4mm。

4.根据权利要求1所述的大直径超长组合灌注桩施工方法，其特征在于：步骤3）所述竖向连接墩（26）采用型钢切割而成，其顶部与墩顶连接板（27）焊接连接。

5.根据权利要求1所述的大直径超长组合灌注桩施工方法，其特征在于：步骤4）所述连接挡头（21）与桩侧护筒（19）焊接连接，可通过调整环板横杆（9）的高度对桩侧护筒（19）的倾斜度进行调整；桩侧护筒（19）与连接套筒（20）采用焊接连接。

6.根据权利要求1所述的大直径超长组合灌注桩施工方法，其特征在于：步骤1）所述压力扩散板（18）采用钢板，与横向顶压杆（17）和钢筋定位杆（14）焊接连接。

7.根据权利要求1所述的大直径超长组合灌注桩施工方法，其特征在于：步骤6）所述第一钢筋限位槽（33）和第二钢筋限位槽（34）均呈圆弧形，相对的两个第一钢筋限位槽（33）和第二钢筋限位槽（34）可同步锁牢同一根钢筋笼纵向钢筋（32）；在第二钢筋笼定位板(31)上沿环向设置连接凸板（38）和第二凸板螺栓穿过孔（39）；在第一钢筋笼定位板(29)上沿环向设置第一凸板螺栓穿过孔（40）和第二竖向连接螺杆穿过孔（41）。

8.根据权利要求1所述的大直径超长组合灌注桩施工方法，其特征在于：步骤1）在所述中间控制杆（10）的外侧设置与第二限位连接环（12）相连接的连接卡扣（44），在第二限位连接环（12）上设卡扣穿过孔（36）。

Images