CN108755663A - 一种大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法，包括步骤：1)定型胎架和防变形塞模制备；2)抗震护筒和钢筋笼加工；3)施工护筒打设；4)施工平台搭设；5)灌注桩桩孔；6)抗震护筒安装；7)钢筋笼吊装；8)灌注桩混凝土灌注；9)施工护筒及施工平台移除。本发明的有益效果是：本发明定型胎架和防变形塞模的设置，可以大幅提升钢筋笼绑扎及吊装的施工效率，提高现场施工效率和钢筋笼施工质量；本发明采用装配式的施工平台，不但可以降低施工措施费，提升现场施工的安全性；而且可以提高钢筋笼和抗震护筒定位的精度，提高现场施工效率。

Description

一种大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法
技术领域
本发明涉及灌注桩施工方法，特别涉及一种不但可以提高钢筋笼的制备质量，而且可以提升钢筋笼及抗震护筒的定位精度，还可以节省建筑材料的大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法，属于岩土工程领域，适用于灌注桩施工工程。
背景技术
灌注桩作为一种基桩形式，已经在桥梁工程和建筑工程中得到了较为广泛的应用。然而由于灌注桩的桩径较大，在灌注桩施工时，时常出现钢筋笼吊装难度大、绑扎变形明显、桩身外侧护筒定位精度低的问题，影响大直径超长灌注桩的施工效率和承载性能。
在灌注桩施工时，通常采用现场绑扎钢筋笼的方式，对钢筋笼纵向钢筋和横向钢筋的定位难度较大，同时由于钢筋笼直径较大，为控制钢筋笼的扭曲变形，通常需要在钢筋笼内部焊接三角钢筋支持，大幅增加了钢筋笼制作时材料和人工的用量，提高了工程造价。
综上所述，现有施工虽在适宜的工况下取得了较好的施工效果，但在钢筋笼钢筋定位、施工效率提升、防止钢筋笼扭曲变形等方面尚存不足。鉴于此，为提升大直径超长变截面钻孔灌注桩的施工质量、提高现场施工效率、降低工程造价，目前亟待发明一种可以提高钢筋笼的制备质量和钢筋笼及抗震护筒的定位精度，节省建筑材料的大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种不但可以提高钢筋笼的制备质量，而且可以提升钢筋笼及抗震护筒的定位精度，还可以节省建筑材料的大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法。
这种大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：
1)定型胎架和防变形塞模制备：根据钢筋笼的直径确定胎架竖杆的高度和胎架横板的宽度，以及固定支杆和转动支杆的长度；胎架竖杆与胎架横板垂直焊接连接，钢筋支撑板与胎架竖杆通过胎架球铰连接；塞模承载杆与固定支杆焊接连接，固定支杆通过转动铰与转动支杆连接，转动支杆与塞模撑板垂直焊接连接；
2)抗震护筒和钢筋笼加工：根据设计要求确定钢筋笼纵向钢筋和钢筋笼横向钢筋的数量和位置；钢筋笼防护凳由凳顶板、凳墩和凳底板组装；在定型胎架上加工钢筋笼时，将钢筋笼防护凳设于胎架横板上；在钢筋笼的顶部沿环向设置钢筋笼吊环；对抗震护筒进行除锈处理后，在抗震护筒的内侧壁和外侧壁上分别设置护筒加筋板和筒外注浆管，并在抗震护筒的顶部沿环向对称焊接4～6个护筒吊环；
3)施工护筒打设：先对上部的桩侧土层进行压实并整平后，打设在灌注桩的桩位处打设施工护筒；
4)施工平台搭设：施工平台由平台承载墩、平台承载板和钻孔盖板搭设，钻孔盖板与平台承载板通过平台转轴连接，在施工护筒的外侧进行施工平台组装，并对平台承载板进行预压；
5)灌注桩桩孔：安装钻机，进行钻孔施工，在抗震护筒下部减小孔径至桩端土层，形成变截面桩孔，再进行清孔施工；
6)抗震护筒安装：采用起吊设备将抗震护筒吊至灌注桩的桩孔内，使护筒定位吊杆与抗震护筒通过护筒吊钩连接，抗震护筒下放至设定位置后将护筒定位吊杆顶部穿过盖板连接孔和盖板顶螺栓后，采用第一紧固螺栓紧固；
7)钢筋笼吊装：防变形塞模置于钢筋笼内部，推压塞模承载杆，使塞模撑板与钢筋笼钢筋连接牢固，采用起吊设备将钢筋笼吊装至灌注桩的桩孔内，使钢筋笼吊杆端部的钢筋笼吊钩与钢筋笼吊环连接，并使钢筋笼吊杆的顶部穿过盖板连接孔和盖板顶螺栓后，采用第二紧固螺栓紧固；
8)灌注桩混凝土灌注：在注浆导管的外侧设置加筋肋条、箍环和辅助提拉绳，将注浆导管通过预留注浆孔放至灌注桩的桩孔底部后，先采用注浆导管进行二次清孔，再进行混凝土灌注；在灌注过程中当出现护筒定位吊杆与护筒吊环脱离时，将护筒定位吊杆置于护筒吊环上部对抗震护筒施加下压力；当钢筋笼吊杆与钢筋笼吊环脱离时，钢筋笼吊杆置于钢筋笼吊环上部对钢筋笼施加下压力；最后取出护筒定位吊杆和钢筋笼吊杆；
9)施工护筒及施工平台移除：混凝土灌注完成后，先将施工平台拆除，再拔出施工护筒。
作为优选:步骤1)所述转动铰的两端分别与转动支杆和固定支杆连接，可自120°度转动至180°；塞模撑板的外径与钢筋笼内径相同，长度为2～3倍钢筋笼纵向钢筋的间距。
作为优选:步骤1)所述胎架球铰的两端分别与胎架竖杆和钢筋支撑板连接，可自0°度转动至360°；钢筋支撑板的内径与钢筋笼外径相同，长度为2～3倍钢筋笼纵向钢筋的间距。
作为优选:步骤2)所述钢筋笼防护凳的凳顶板采用钢板轧制而成，横断面呈弧形，且圆弧外径较钢筋笼内径小5-10cm；在凳顶板的下部设置凳墩，使凳墩的两端分别与凳顶板和凳底板焊接连接。
作为优选:步骤4)所述钻孔盖板采用钢板，在钻孔盖板上沿环向均匀间隔设置4～6个盖板连接孔，在钻孔盖板的中间部位设置预留注浆孔，预留注浆孔的孔径较注浆导管直径大100～200mm。
作为优选:步骤8)所述护筒定位吊杆和钢筋笼吊杆均采用钢管材料，其底部分别与护筒吊钩和钢筋笼吊钩焊接连接。
本发明的有益效果是：
(1)本发明定型胎架和防变形塞模的设置，可以大幅提升钢筋笼绑扎及吊装的施工效率，提高现场施工效率和钢筋笼施工质量。
(2)本发明采用装配式的施工平台，不但可以降低施工措施费，提升现场施工的安全性；而且可以提高钢筋笼和抗震护筒定位的精度，提高现场施工效率。
(3)本发明在注浆导管的外侧设置加筋肋条和箍环，可有效降低混凝土灌注施工对注浆导管刚度的要求，节省施工成本。
附图说明
图1是本发明大直径超长变截面钻孔灌注桩断面示意图；
图2是本发明钢筋笼绑扎施工断面示意图；
图3是本发明防变形塞模断面示意图；
图4是本发明大直径超长变截面钻孔灌注桩施工流程图。
附图标记说明：1-灌注桩；2-定型胎架；3-防变形塞模；4-钢筋笼；5-胎架竖杆；6-胎架横板；7-固定支杆；8-转动支杆；9-钢筋支撑板；10-胎架球铰；11-塞模承载杆；12-塞模撑板；13-转动铰；14-抗震护筒；15-钢筋笼纵向钢筋；16-钢筋笼横向钢筋；17-钢筋笼防护凳；18-凳顶板；19-凳墩；20-凳底板；21-钢筋笼吊环；22-护筒加筋板；23-筒外注浆管；24-护筒吊环；25-施工护筒；26-桩侧土层；27-施工平台；28-平台承载墩；29-平台承载板；30-钻孔盖板；31-平台转轴；32-桩端土层；33-护筒定位吊杆；34-护筒吊钩；35-盖板连接孔；36-盖板顶螺栓；37-第一紧固螺栓；38-钢筋笼吊杆；39-第二紧固螺栓；40-注浆导管；41-加筋肋条；42-箍环；43-辅助提拉绳；44-预留注浆孔；45-钢筋笼吊钩。
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、泥浆存放筒打设施工技术要求等，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3所示，所述的大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法,施工护筒25打设完成后，在施工护筒25的外侧设置施工平台27，并在施工平台27的钻孔盖板30上设置盖板连接孔35和预留注浆孔44；先在抗震护筒14的内侧壁和外侧壁上分别设置护筒加筋板22和筒外注浆管23；钢筋笼在定型胎架2上制备后，将防变形塞模3置于钢筋笼4内部，然后将钢筋笼4吊装至灌注桩1的桩孔内；在注浆导管40的外侧设置加筋肋条41、箍环42、辅助提拉绳43。
灌注桩1为变截面桩，上部直径为1m，长度为25m；下部直径为0.6m，长度为5m；桩身混凝土强度等级为C35。
定型胎架2由胎架竖杆5、胎架横板6、钢筋支撑板9组成；胎架竖杆5采用150×150×7×10mm，强度等级为Q235的H型钢，高度为0.5m；胎架横板6的平面尺寸为2m×4m，采用厚度为1cm、强度等级为Q235的钢板；胎架竖杆5与胎架横板6垂直焊接连接；钢筋支撑板9呈圆弧形，圆弧直径为1m，弧长为0.4m；钢筋支撑板9与胎架竖杆5通过胎架球铰10连接；胎架球铰10的直径为100mm。
防变形塞模3由塞模承载杆11、固定支杆7、转动支杆8和塞模撑板12组成；塞模承载杆11采用直径为100mm的钢管，与固定支杆7焊接连接；固定支杆7和转动支杆8均采用直径为30的钢管，通过转动铰13与转动支杆8连接；转动铰13的直径为30mm，与固定支杆7和转动支杆8焊接连接；塞模撑板12呈圆弧形，圆弧直径为0.95m，弧长为0.4m。
钢筋笼4的外径为1m，钢筋笼纵向钢筋15和钢筋笼横向钢筋16的直径分别为32mm和12mm。
抗震护筒14的直径为1.2m、高度为5m、壁厚为1cm的钢板轧制而成；在抗震护筒14的内侧壁和外侧壁上分别设置护筒加筋板22和筒外注浆管23；护筒加筋板22的厚度为1cm、长度为0.3m、宽度为0.03m；筒外注浆管23采用直径为30mm的钢管，与抗震护筒14焊接连接；在抗震护筒14的顶部沿环向对称焊接4个护筒吊环24，护筒吊环24采用直径为20mm的钢筋制成圆环形，内径为50mm。
钢筋笼防护凳17由凳顶板18、凳墩19、凳底板20组成；凳顶板18的宽度为30cm，长度为1m，在凳顶板18的下部设置4个凳墩19，凳墩19高度为0.3m，采用150×150×7×10mm，强度等级为Q235的H型钢；凳底板20平面尺寸为200×200mm，采用厚度为1cm，强度等级为Q235的钢板轧制而成。
钢筋笼吊环21采用直径为20mm的钢筋制成圆环形，内径为50mm。
施工护筒25采用直径为1.5m，高度为1m，壁厚为1cm的钢板轧制而成
桩侧土层26厚度为27m，为中密状态的砂性土。
施工平台27由平台承载墩28、平台承载板29、钻孔盖板30组成；平台承载墩28采用150×150×7×10mm、强度等级为Q235、高度为0.5m的H型钢；平台承载板29采用厚度为2cm、强度等级为Q235的钢板轧制而成；钻孔盖板30采用厚度为2cm、强度等级为Q235的钢板轧制而成；钻孔盖板30与平台承载板29通过平台转轴31连接；平台转轴31的直径为2cm。
桩端土层32为弱风化砂砾岩。
护筒定位吊杆33和钢筋笼吊杆38均采用直径为32mm的螺纹钢筋制成。
护筒吊钩34和钢筋笼吊钩45分别设于护筒定位吊杆33和钢筋笼吊杆38的下端部，高度为100mm。
盖板连接孔35的孔径为300mm；预留注浆孔44的直径为500mm。
盖板顶螺栓36采用厚度为2cm、强度等级为Q235的钢板轧制而成，平面尺寸为0.5m×0.5m。
第一紧固螺栓37和第二紧固螺栓39的内部螺纹直径均为30mm。
注浆导管40采用直径为300mm的PVC管；加筋肋条41沿环向设于注浆导管40的外侧，其宽度为0.5m、厚度为2mm、强度等级为Q235。箍环42采用宽度为2cm的喉箍。辅助提拉绳43采用直径为3mm的钢丝绳。
参照图4所示，所述的大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法，包括以下施工步骤：
1)定型胎架2和防变形塞模3制备：根据钢筋笼4的直径确定胎架竖杆5的高度和胎架横板6的宽度，以及固定支杆7和转动支杆8的长度；定型胎架2由胎架竖杆5、胎架横板6、钢筋支撑板9组成；胎架竖杆5与胎架横板6垂直焊接连接，钢筋支撑板9与胎架竖杆5通过胎架球铰10连接；防变形塞模3由塞模承载杆11、固定支杆7、转动支杆8和塞模撑板12组成，塞模承载杆11与固定支杆7焊接连接，固定支杆7通过转动铰13与转动支杆8连接，转动支杆8与塞模撑板12垂直焊接连接；
2)抗震护筒14和钢筋笼4加工：根据设计要求确定钢筋笼纵向钢筋15和钢筋笼横向钢筋16的数量和位置；钢筋笼防护凳17由凳顶板18、凳墩19、凳底板20组成；在定型胎架2上加工钢筋笼4时，将钢筋笼防护凳17设于胎架横板6上；在钢筋笼4的顶部沿环向设置钢筋笼吊环21；对抗震护筒14进行除锈处理后，在抗震护筒14的内侧壁和外侧壁上分别设置护筒加筋板22和筒外注浆管23，并在抗震护筒14的顶部沿环向对称焊接4～6个护筒吊环24；
3)施工护筒25打设：先对上部的桩侧土层26进行压实并整平后，打设在灌注桩1的桩位处打设施工护筒25；
4)施工平台27搭设：施工平台27由平台承载墩28、平台承载板29、钻孔盖板30组成，钻孔盖板30与平台承载板29通过平台转轴31连接，在施工护筒25的外侧进行施工平台27组装，并对平台承载板29进行预压；
5)灌注桩1桩孔：安装钻机，进行钻孔施工，在抗震护筒14下部减小孔径至桩端土层32，形成变截面桩孔，再进行清孔施工；
6)抗震护筒14安装：采用起吊设备将抗震护筒14吊至灌注桩1的桩孔内，使护筒定位吊杆33与抗震护筒14通过护筒吊钩34连接，抗震护筒14下放至设定位置后将护筒定位吊杆33顶部穿过盖板连接孔35和盖板顶螺栓36后，采用第一紧固螺栓37紧固；
7)钢筋笼4吊装：防变形塞模3置于钢筋笼4内部，推压塞模承载杆11，使塞模撑板12与钢筋笼4钢筋连接牢固，采用起吊设备将钢筋笼4吊装至灌注桩1的桩孔内，使钢筋笼吊杆38端部的钢筋笼吊钩45与钢筋笼吊环21连接，并使钢筋笼吊杆38的顶部穿过盖板连接孔35和盖板顶螺栓36后，采用第二紧固螺栓39紧固；
8)灌注桩1混凝土灌注：在注浆导管40的外侧设置加筋肋条41、箍环42、辅助提拉绳43，将注浆导管40通过预留注浆孔44放至灌注桩1的桩孔底部后，先采用注浆导管40进行二次清孔，再进行混凝土灌注；在灌注过程中当出现护筒定位吊杆33与护筒吊环24脱离时，将护筒定位吊杆33置于护筒吊环24上部对抗震护筒14施加下压力；当钢筋笼吊杆38与钢筋笼吊环21脱离时，钢筋笼吊杆38置于钢筋笼吊环21上部对钢筋笼4施加下压力；最后取出护筒定位吊杆33和钢筋笼吊杆38；
9)施工护筒25及施工平台27移除：混凝土灌注完成后，先将施工平台27拆除，再拔出施工护筒25。

Claims (6)

1.一种大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：
1)定型胎架(2)和防变形塞模(3)制备：根据钢筋笼(4)的直径确定胎架竖杆(5)的高度和胎架横板(6)的宽度，以及固定支杆(7)和转动支杆(8)的长度；胎架竖杆(5)与胎架横板(6)垂直焊接连接，钢筋支撑板(9)与胎架竖杆(5)通过胎架球铰(10)连接；塞模承载杆(11)与固定支杆(7)焊接连接，固定支杆(7)通过转动铰(13)与转动支杆(8)连接，转动支杆(8)与塞模撑板(12)垂直焊接连接；
2)抗震护筒(14)和钢筋笼(4)加工：根据设计要求确定钢筋笼纵向钢筋(15)和钢筋笼横向钢筋(16)的数量和位置；钢筋笼防护凳(17)由凳顶板(18)、凳墩(19)和凳底板(20)组装；在定型胎架(2)上加工钢筋笼(4)时，将钢筋笼防护凳(17)设于胎架横板(6)上；在钢筋笼(4)的顶部沿环向设置钢筋笼吊环(21)；对抗震护筒(14)进行除锈处理后，在抗震护筒(14)的内侧壁和外侧壁上分别设置护筒加筋板(22)和筒外注浆管(23)，并在抗震护筒(14)的顶部沿环向对称焊接4～6个护筒吊环(24)；
3)施工护筒(25)打设：先对上部的桩侧土层(26)进行压实并整平后，打设在灌注桩(1)的桩位处打设施工护筒(25)；
4)施工平台(27)搭设：施工平台(27)由平台承载墩(28)、平台承载板(29)和钻孔盖板(30)搭设，钻孔盖板(30)与平台承载板(29)通过平台转轴(31)连接，在施工护筒(25)的外侧进行施工平台(27)组装，并对平台承载板(29)进行预压；
5)灌注桩(1)桩孔：安装钻机，进行钻孔施工，在抗震护筒(14)下部减小孔径至桩端土层(32)，形成变截面桩孔，再进行清孔施工；
6)抗震护筒(14)安装：采用起吊设备将抗震护筒(14)吊至灌注桩(1)的桩孔内，使护筒定位吊杆(33)与抗震护筒(14)通过护筒吊钩(34)连接，抗震护筒(14)下放至设定位置后将护筒定位吊杆(33)顶部穿过盖板连接孔(35)和盖板顶螺栓(36)后，采用第一紧固螺栓(37)紧固；
7)钢筋笼(4)吊装：防变形塞模(3)置于钢筋笼(4)内部，推压塞模承载杆(11)，使塞模撑板(12)与钢筋笼(4)钢筋连接牢固，采用起吊设备将钢筋笼(4)吊装至灌注桩(1)的桩孔内，使钢筋笼吊杆(38)端部的钢筋笼吊钩(45)与钢筋笼吊环(21)连接，并使钢筋笼吊杆(38)的顶部穿过盖板连接孔(35)和盖板顶螺栓(36)后，采用第二紧固螺栓(39)紧固；
8)灌注桩(1)混凝土灌注：在注浆导管(40)的外侧设置加筋肋条(41)、箍环(42)和辅助提拉绳(43)，将注浆导管(40)通过预留注浆孔(44)放至灌注桩(1)的桩孔底部后，先采用注浆导管(40)进行二次清孔，再进行混凝土灌注；在灌注过程中当出现护筒定位吊杆(33)与护筒吊环(24)脱离时，将护筒定位吊杆(33)置于护筒吊环(24)上部对抗震护筒(14)施加下压力；当钢筋笼吊杆(38)与钢筋笼吊环(21)脱离时，钢筋笼吊杆(38)置于钢筋笼吊环(21)上部对钢筋笼(4)施加下压力；最后取出护筒定位吊杆(33)和钢筋笼吊杆(38)；
9)施工护筒(25)及施工平台(27)移除：混凝土灌注完成后，先将施工平台(27)拆除，再拔出施工护筒(25)。
2.根据权利要求1所述的大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：步骤1)所述转动铰(13)的两端分别与转动支杆(8)和固定支杆(7)连接，可自120°度转动至180°；塞模撑板(12)的外径与钢筋笼(4)内径相同，长度为2～3倍钢筋笼纵向钢筋(15)的间距。
3.根据权利要求1所述的大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：步骤1)所述胎架球铰(10)的两端分别与胎架竖杆(5)和钢筋支撑板(9)连接，可自0°度转动至360°；钢筋支撑板(9)的内径与钢筋笼(4)外径相同，长度为2～3倍钢筋笼纵向钢筋(15)的间距。
4.根据权利要求1所述的大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：步骤2)所述钢筋笼防护凳(17)的凳顶板(18)采用钢板轧制而成，横断面呈弧形，且圆弧外径较钢筋笼(4)内径小5-10cm；在凳顶板(18)的下部设置凳墩(19)，使凳墩(19)的两端分别与凳顶板(18)和凳底板(20)焊接连接。
5.根据权利要求1所述的大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：步骤4)所述钻孔盖板(30)采用钢板，在钻孔盖板(30)上沿环向均匀间隔设置4～6个盖板连接孔(35)，在钻孔盖板(30)的中间部位设置预留注浆孔(44)，预留注浆孔(44)的孔径较注浆导管(40)直径大100～200mm。
6.根据权利要求1所述的大直径超长变截面钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：步骤8)所述护筒定位吊杆(33)和钢筋笼吊杆(38)均采用钢管材料，其底部分别与护筒吊钩(34)和钢筋笼吊钩(45)焊接连接。
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