CN109653198B - 建筑地基施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑施工技术领域，针对沉桩时噪音较大、施工较慢的问题，提供了一种建筑地基施工方法，该技术方案如下：包括以下步骤：S1基坑开挖；S2沉桩，具体如下：先钻挖桩孔，然后在桩孔中浇注混凝土浆液，将预应力管桩一端封闭后沉入桩孔中，保持预应力管桩竖直，所述桩孔内径大于预应力管桩外径；S3铺设承台钢筋网；S4浇注承台。通过先钻挖桩孔且桩孔孔径大于预应力管桩外径，使得沉入预应力管桩时，预应力管桩需要克服的阻力可以忽略，降低噪音，达到快速施工的效果。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，尤其是涉及一种建筑地基施工方法。
背景技术
随着社会发展，城市中建筑越来越多，建筑最重要的结构便是地基，建筑是否稳定最主要看地基是否稳固，因此建筑地基通常需要打入较深的桩体，以通过桩体避免建筑倒塌。
一般打桩的方式为沉管桩，由于沉管桩采用预制的桩体，使得桩体可采用预应力混凝土管桩，使得桩体的结构强度更佳，地基稳定性更好，但沉管桩主要孔土壤挤压状身以产生较强的摩擦力，使得沉入管桩时，需要克服土壤的阻碍，通常会发出较大的噪音，且施工速度较慢，因此，还有改善空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种建筑地基施工方法，具有快速施工降低噪音的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种建筑地基施工方法，包括以下步骤：
S1基坑开挖；
S2沉桩，具体如下：
先钻挖桩孔，然后在桩孔中浇注混凝土浆液，将预应力管桩一端封闭后沉入桩孔中，保持预应力管桩竖直，所述桩孔内径大于预应力管桩外径；
S3铺设承台钢筋网；
S4浇注承台。
通过采用上述技术方案，通过先钻挖桩孔且桩孔孔径大于预应力管桩外径，使得沉入预应力管桩时，预应力管桩需要克服的阻力可以忽略，只要保持预应力管桩竖直沉入即可，降低沉入预应力管桩时产生的噪音，且钻挖桩孔的效率远高于直接沉入预应力管桩的效率，达到快速施工的效果；通过浇注承台时，混凝土浆液从预应力管桩与桩孔之间的间隙的口部流入以填满间隙，混凝土浆液部分渗透至土壤中，使得混凝土浆液硬化后，通过混凝土浆液形成的混凝土结构连接预应力管桩以及土壤，进而保证土壤限制预应力管桩的效果，使得预应力管桩沉入时快速施工、噪音较少，并且能与土壤稳定连接，保证建筑地基稳定性。
本发明进一步设置为：所述步骤S2中，桩孔内径为预应力管桩外径的105％-110％。
通过采用上述技术方案，避免桩孔孔径太大导致需要填充大量混凝土浆液的情况，并且保证较为合适的通道，使得预应力桩体沉入时，不易出现因桩孔内壁凹凸不平导致阻碍桩体沉入的情况。
本发明进一步设置为：所述步骤S2中，浇注至桩孔中的混凝土浆液高度为桩孔深度的四分之一至三分之一。
通过采用上述技术方案，避免在沉入预应力管桩时桩孔中的混泥土浆液过多，导致大量溢出至地面的情况，并且保持桩孔中有足够的混凝土浆液，以使得预应力管桩沉入时挤压桩孔中的混凝土浆液以使混凝土浆液更好的填满桩孔与预应力管桩的间隙，减少外界流入混凝土浆液以填充间隙时可能因气压原因导致产生气泡的情况。
本发明进一步设置为：所述步骤S2中，沉入预应力管桩后，通过圆环状的模板套在预应力管桩上以封闭桩孔，所述模板开有浇注口，通过0.5-1Mpa的压力从浇注口注入混凝土浆液。
通过采用上述技术方案，通过模板封闭桩孔以使得预应力管桩与桩孔之间的间隙形成一个密闭的空间，通过0.5-1Mpa注入混凝土浆液使得混凝土浆液因受压而渗入桩孔孔壁的土壤中，使得混凝土浆液渗透范围较广，进而提高预应力管桩周围的土壤通过混凝土浆液固定预应力管桩的效果。
本发明进一步设置为：所述步骤S2中，注入混凝土浆液后，恒压静置至混凝土浆液终凝后再拆卸模板。
通过采用上述技术方案，通过恒压静置至混凝土浆液终凝，使得混凝土浆液形成的混凝土结构具有较强的挤压预应力管桩的效果，使得预应力管桩更为稳定。
本发明进一步设置为：所述混凝土浆液包括以下质量分数的组分：
水泥100份；
填料105-120份；
旋光性聚甲基丙烯酸三苯甲酯15-20份；
硅烷偶联剂3-5份；
丙二醇5-8份；
滑石粉20-25份；
废旧橡胶轮胎颗粒15-25份；
碳化硅5-8份。
通过采用上述技术方案，通过加入旋光性聚甲基丙烯酸酸三苯甲酯以利用旋光性聚甲基丙烯酸酸三苯甲酯的螺旋分子链在跟随混凝土结构形变时通过弹性形变产生的阻尼消耗震动冲击，配合废旧橡胶轮胎颗粒跟随混凝土结构形变时通过弹性形变产生的阻尼消耗震动冲击，使得地面的震动不易传递至预应力管桩中，更好的保护预应力管桩，进而保护地基，使得地基的稳定性更佳；通过加入丙二醇以及滑石粉，使得混凝土浆液更为润滑，流动性较好，使得混凝土浆液易于被挤压至预应力管桩与桩孔之间的间隙中，以及使得混凝土浆液易于渗入土壤中以提高预应力管桩与周围土壤的连接面积。
本发明进一步设置为：所述填料为河沙。
通过采用上述技术方案，通过河沙粒径较少以使得混凝土浆液流动性较好避免采用石子导致混泥土浆液流动性下降的情况。
本发明进一步设置为：所述废旧橡胶轮胎颗粒粒径为0.5-1mm。
通过采用上述技术方案，避免废旧橡胶轮胎颗粒粒径过大导致影响混凝土浆液流动性的情况，并且使得废旧橡胶轮胎颗粒分布范围更广，分布更为均匀，使得吸收震动冲击的效果更佳。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过先钻挖桩孔且桩孔孔径大于预应力管桩外径，使得沉入预应力管桩时，预应力管桩需要克服的阻力可以忽略，降低噪音，达到快速施工的效果；
2.通过0.5-1Mpa注入混凝土浆液使得混凝土浆液因受压而渗入桩孔孔壁的土壤中，使得混凝土浆液渗透范围较广，进而提高预应力管桩周围的土壤通过混凝土浆液固定预应力管桩的效果；
3.通过加入丙二醇以及滑石粉，使得混凝土浆液更为润滑，流动性较好，使得混凝土浆液易于被挤压至预应力管桩与桩孔之间的间隙中，以及使得混凝土浆液易于渗入土壤中以提高预应力管桩与周围土壤的连接面积。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种建筑地基施工方法，包括以下步骤：
S1基坑开挖，具体如下：
根据施工图纸，开挖基坑，压实基坑底部及侧壁，基坑长度、宽度以及深度与承台长度、宽度以及厚度一致。
S2沉桩，具体如下：
根据施工图纸中桩体设计位置进行放线定位，在需要沉入桩体处进行标记；
沉入外套管，外套管内径为桩孔孔径的105％，通过螺旋钻机钻挖桩孔，通过外套管支撑桩孔顶部，桩孔内径为预应力管桩外径的105％，外套管长度为50cm；
桩孔钻挖完毕后，在外套管顶部固定内套管，内套管底部沿径向向外延伸有环状的模板，模板上贯穿有连接孔，外套管顶部开有螺纹孔，将模板抵接在外套管顶部，通过螺栓从连接孔贯穿模板并与螺纹孔螺纹连接以固定内套管与外套管；
外套管顶部水平设置，以保证内套管竖直设置，内套管内径与预应力管桩外径一致，内套管内壁涂抹石蜡以润滑；
沉入外套管时，通过水平仪观察外套管竖直度，保持外套管竖直沉入土壤中；
内套管固定后，向桩孔中注入混凝土浆液至混凝土浆液液面高度到达桩孔深度的四分之一处，然后通过起吊机起吊预应力管桩，预应力管桩一端管口通过混凝土封闭，将预应力管桩管口封闭的端部沉入桩孔中，通过内套管限制预应力管桩竖直沉入桩孔；
模板上还开有浇注口，浇注口连通有注浆管，注浆管连通有阀门，通过注浆设备从注浆管注入混凝土浆液，注浆压力为0.5Mpa，压力稳定后，关闭阀门以恒压静置，待混凝土浆液终凝后拆卸模板以卸去内套管。
S3铺设承台钢筋网，具体如下：
在基坑底部以及侧壁上喷涂防水涂层，防水涂层固化后，在基坑内铺设承台钢筋网；
本实施例中，防水涂层采用防水沥青涂层。
S4浇注承台，具体如下：
在基坑中浇注混凝土浆液至与基坑顶部平齐，通过钢管在混凝土浆液顶部滚动以找平混凝土浆液表面，使得承台表面平整度较高。
混凝土浆液的制备方法包括以下步骤：
S01在第一搅拌釜中加入旋光性聚甲基丙烯酸三苯甲酯15kg以及硅烷偶联剂3kg，加热至180℃，转速60r/min，恒温搅拌3min，形成预混物，停止加热以及搅拌；
S02待预混物冷却至室温后，在第一搅拌釜中加入丙酮15kg，浸泡30min中，转速10r/min，搅拌3min，以将预混物溶于丙酮中，形成混合物溶液；
S03在第二搅拌釜中加入水泥100kg、减水剂2kg以及水100kg，转速60r/min，搅拌5min，形成水泥浆液；
S04将S02中的混合物溶液全部加入第二搅拌釜中，转速60r/min，搅拌3min，形成混合物浆液；
S05将河沙105kg、丙二醇5kg、滑石粉20kg、废旧橡胶轮胎颗粒15kg以及碳化硅5kg加入第二搅拌釜中，转速45r/min，搅拌10min，形成混凝土浆液，转速10r/min，持续搅拌至使用完毕。
本实施例中，废旧橡胶轮胎颗粒粒径为0.5mm。
实施例2
与实施例1的区别在于：
实施例1
一种建筑地基施工方法，包括以下步骤：
S1基坑开挖，具体如下：
根据施工图纸，开挖基坑，压实基坑底部及侧壁，基坑长度、宽度以及深度与承台长度、宽度以及厚度一致。
S2沉桩，具体如下：
根据施工图纸中桩体设计位置进行放线定位，在需要沉入桩体处进行标记；
沉入外套管，外套管内径为桩孔孔径的105％，通过螺旋钻机钻挖桩孔，通过外套管支撑桩孔顶部，桩孔内径为预应力管桩外径的110％，外套管长度为50cm；
桩孔钻挖完毕后，在外套管顶部固定内套管，内套管底部沿径向向外延伸有环状的模板，模板上贯穿有连接孔，外套管顶部开有螺纹孔，将模板抵接在外套管顶部，通过螺栓从连接孔贯穿模板并与螺纹孔螺纹连接以固定内套管与外套管；
外套管顶部水平设置，以保证内套管竖直设置，内套管内径与预应力管桩外径一致，内套管内壁涂抹石蜡以润滑；
沉入外套管时，通过水平仪观察外套管竖直度，保持外套管竖直沉入土壤中；
内套管固定后，向桩孔中注入混凝土浆液至混凝土浆液液面高度到达桩孔深度的四分之一处，然后通过起吊机起吊预应力管桩，预应力管桩一端管口通过混凝土封闭，将预应力管桩管口封闭的端部沉入桩孔中，通过内套管限制预应力管桩竖直沉入桩孔；
模板上还开有浇注口，浇注口连通有注浆管，注浆管连通有阀门，通过注浆设备从注浆管注入混凝土浆液，注浆压力为1Mpa，压力稳定后，关闭阀门以恒压静置，待混凝土浆液终凝后拆卸模板以卸去内套管。
S3铺设承台钢筋网，具体如下：
在基坑底部以及侧壁上喷涂防水涂层，防水涂层固化后，在基坑内铺设承台钢筋网；
本实施例中，防水涂层采用防水沥青涂层。
S4浇注承台，具体如下：
在基坑中浇注混凝土浆液至与基坑顶部平齐，通过钢管在混凝土浆液顶部滚动以找平混凝土浆液表面，使得承台表面平整度较高。
实施例3
与实施例1的区别在于：
混凝土浆液的制备方法包括以下步骤：
S01在第一搅拌釜中加入旋光性聚甲基丙烯酸三苯甲酯18kg以及硅烷偶联剂4kg，加热至180℃，转速60r/min，恒温搅拌3min，形成预混物，停止加热以及搅拌；
S02待预混物冷却至室温后，在第一搅拌釜中加入丙酮18kg，浸泡30min中，转速10r/min，搅拌3min，以将预混物溶于丙酮中，形成混合物溶液；
S03在第二搅拌釜中加入水泥100kg、减水剂1.5kg以及水110kg，转速60r/min，搅拌5min，形成水泥浆液；
S04将S02中的混合物溶液全部加入第二搅拌釜中，转速60r/min，搅拌3min，形成混合物浆液；
S05将河沙110kg、丙二醇6kg、滑石粉22kg、废旧橡胶轮胎颗粒17kg以及碳化硅7kg加入第二搅拌釜中，转速45r/min，搅拌10min，形成混凝土浆液，转速10r/min，持续搅拌至使用完毕。
本实施例中，废旧橡胶轮胎颗粒粒径为0.5mm。
实施例4
与实施例1的区别在于：
混凝土浆液的制备方法包括以下步骤：
S01在第一搅拌釜中加入旋光性聚甲基丙烯酸三苯甲酯20kg以及硅烷偶联剂5kg，加热至180℃，转速60r/min，恒温搅拌3min，形成预混物，停止加热以及搅拌；
S02待预混物冷却至室温后，在第一搅拌釜中加入丙酮20kg，浸泡30min中，转速10r/min，搅拌3min，以将预混物溶于丙酮中，形成混合物溶液；
S03在第二搅拌釜中加入水泥100kg、减水剂1kg以及水120kg，转速60r/min，搅拌5min，形成水泥浆液；
S04将S02中的混合物溶液全部加入第二搅拌釜中，转速60r/min，搅拌3min，形成混合物浆液；
S05将河沙120kg、丙二醇8kg、滑石粉25kg、废旧橡胶轮胎颗粒25kg以及碳化硅8kg加入第二搅拌釜中，转速45r/min，搅拌10min，形成混凝土浆液，转速10r/min，持续搅拌至使用完毕。
本实施例中，废旧橡胶轮胎颗粒粒径为1mm。
比较例1
与实施例1的区别在于：
混凝土浆液的制备方法包括以下步骤：
S01在第一搅拌釜中加入旋光性聚甲基丙烯酸三苯甲酯15kg以及硅烷偶联剂3kg，加热至180℃，转速60r/min，恒温搅拌3min，形成预混物，停止加热以及搅拌；
S02待预混物冷却至室温后，在第一搅拌釜中加入丙酮15kg，浸泡30min中，转速10r/min，搅拌3min，以将预混物溶于丙酮中，形成混合物溶液；
S03在第二搅拌釜中加入水泥100kg、减水剂2kg以及水100kg，转速60r/min，搅拌5min，形成水泥浆液；
S04将S02中的混合物溶液全部加入第二搅拌釜中，转速60r/min，搅拌3min，形成混合物浆液；
S05将河沙105kg、滑石粉20kg、废旧橡胶轮胎颗粒15kg以及碳化硅5kg加入第二搅拌釜中，转速45r/min，搅拌10min，形成混凝土浆液，转速10r/min，持续搅拌至使用完毕。
本实施例中，废旧橡胶轮胎颗粒粒径为0.5mm。
比较例2
与实施例1的区别在于：
混凝土浆液的制备方法包括以下步骤：
S01在第一搅拌釜中加入旋光性聚甲基丙烯酸三苯甲酯15kg以及硅烷偶联剂3kg，加热至180℃，转速60r/min，恒温搅拌3min，形成预混物，停止加热以及搅拌；
S02待预混物冷却至室温后，在第一搅拌釜中加入丙酮15kg，浸泡30min中，转速10r/min，搅拌3min，以将预混物溶于丙酮中，形成混合物溶液；
S03在第二搅拌釜中加入水泥100kg、减水剂2kg以及水100kg，转速60r/min，搅拌5min，形成水泥浆液；
S04将S02中的混合物溶液全部加入第二搅拌釜中，转速60r/min，搅拌3min，形成混合物浆液；
S05将河沙105kg、废旧橡胶轮胎颗粒15kg以及碳化硅5kg加入第二搅拌釜中，转速45r/min，搅拌10min，形成混凝土浆液，转速10r/min，持续搅拌至使用完毕。
本实施例中，废旧橡胶轮胎颗粒粒径为0.5mm。
比较例3
与实施例1的区别在于：
混凝土浆液的制备方法包括以下步骤：
S01在第一搅拌釜中加入旋光性聚甲基丙烯酸三苯甲酯15kg以及硅烷偶联剂3kg，加热至180℃，转速60r/min，恒温搅拌3min，形成预混物，停止加热以及搅拌；
S02待预混物冷却至室温后，在第一搅拌釜中加入丙酮15kg，浸泡30min中，转速10r/min，搅拌3min，以将预混物溶于丙酮中，形成混合物溶液；
S03在第二搅拌釜中加入水泥100kg、减水剂2kg以及水100kg，转速60r/min，搅拌5min，形成水泥浆液；
S04将S02中的混合物溶液全部加入第二搅拌釜中，转速60r/min，搅拌3min，形成混合物浆液；
S05将河沙105kg、丙二醇5kg、滑石粉20kg以及废旧橡胶轮胎颗粒15kg加入第二搅拌釜中，转速45r/min，搅拌10min，形成混凝土浆液，转速10r/min，持续搅拌至使用完毕。
本实施例中，废旧橡胶轮胎颗粒粒径为0.5mm。
比较例4
与实施例1的区别在于：
混凝土浆液的制备方法包括以下步骤：
S01在第一搅拌釜中加入硅烷偶联剂3kg，加热至180℃，转速60r/min，恒温搅拌3min，形成预混物，停止加热以及搅拌；
S02待预混物冷却至室温后，在第一搅拌釜中加入丙酮15kg，浸泡30min中，转速10r/min，搅拌3min，以将预混物溶于丙酮中，形成混合物溶液；
S03在第二搅拌釜中加入水泥100kg、减水剂2kg以及水100kg，转速60r/min，搅拌5min，形成水泥浆液；
S04将S02中的混合物溶液全部加入第二搅拌釜中，转速60r/min，搅拌3min，形成混合物浆液；
S05将河沙105kg、丙二醇5kg、滑石粉20kg、废旧橡胶轮胎颗粒15kg以及碳化硅5kg加入第二搅拌釜中，转速45r/min，搅拌10min，形成混凝土浆液，转速10r/min，持续搅拌至使用完毕。
本实施例中，废旧橡胶轮胎颗粒粒径为0.5mm。
比较例5
与实施例1的区别在于：
混凝土浆液的制备方法包括以下步骤：
S01在第一搅拌釜中加入硅烷偶联剂3kg，加热至180℃，转速60r/min，恒温搅拌3min，形成预混物，停止加热以及搅拌；
S02待预混物冷却至室温后，在第一搅拌釜中加入丙酮15kg，浸泡30min中，转速10r/min，搅拌3min，以将预混物溶于丙酮中，形成混合物溶液；
S03在第二搅拌釜中加入水泥100kg、减水剂2kg以及水100kg，转速60r/min，搅拌5min，形成水泥浆液；
S04将S02中的混合物溶液全部加入第二搅拌釜中，转速60r/min，搅拌3min，形成混合物浆液；
S05将河沙105kg、丙二醇5kg、滑石粉20kg以及碳化硅5kg加入第二搅拌釜中，转速45r/min，搅拌10min，形成混凝土浆液，转速10r/min，持续搅拌至使用完毕。
本实施例中，废旧橡胶轮胎颗粒粒径为0.5mm。
实验1
根据GBT50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测试实施例1-4以及比较例1-5的混凝土浆液的坍落度。
实验2
将实施例1-4以及比较例1-5中的混凝土浆液浇注成长、宽、高分别为1m、0.1m、1m的混凝土块，将混凝土块固定在地震模拟装置上，检测混凝土块开裂时的地震强度。
实验3
根据GB/T50081-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》检测实施例1-4以及比较例1-5中的混凝土浆液形成的混凝土试样的28d抗压强度(Mpa)。
具体实验数据见表1
表1
根据表1可得，加入丙二醇以及滑石粉，使得混凝土浆液的坍落度明显提高，使得混凝土浆液在预应力管桩与桩孔之间更易流动，并且使得混凝土浆液更易渗透在预应力管桩周围的土壤中，使得通过混凝土浆液固定预应力管桩的效果更佳，使得预应力管桩与土壤的连接稳定性更强。
通过加入旋光性聚甲基丙烯酸三苯甲酯以及废旧橡胶轮胎颗粒，使得混凝土浆液形成的混凝土结构具有较好的抗震性能，进而更好的保护预应力管桩，提高建筑地基的稳定性，使得建筑更为安全可靠。
通过加入碳化硅，使得混凝土浆液形成的混凝土结构的抗压强度明显升高，进而提高混凝土浆液形成的混凝土结构的结构稳定性，保证通过混凝土浆液形成的混凝土结构连接预应力管桩与土壤的效果。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种建筑地基施工方法，其特征是：包括以下步骤：
S1基坑开挖；
S2沉桩，具体如下：
先钻挖桩孔，然后在桩孔中浇注混凝土浆液，将预应力管桩一端封闭后沉入桩孔中，保持预应力管桩竖直，所述桩孔内径大于预应力管桩外径；
S3铺设承台钢筋网；
S4浇注承台；
所述混凝土浆液包括以下质量分数的组分：
水泥100份；
填料105-120份；
旋光性聚甲基丙烯酸三苯甲酯15-20份；
硅烷偶联剂3-5份；
丙二醇5-8份；
滑石粉20-25份；
废旧橡胶轮胎颗粒15-25份；
碳化硅5-8份。
2.根据权利要求1所述的建筑地基施工方法，其特征是：所述步骤S2中，桩孔内径为预应力管桩外径的105%-110%。
3.根据权利要求2所述的建筑地基施工方法，其特征是：所述步骤S2中，浇注至桩孔中的混凝土浆液高度为桩孔深度的四分之一至三分之一。
4.根据权利要求3所述的建筑地基施工方法，其特征是：所述步骤S2中，沉入预应力管桩后，通过圆环状的模板套在预应力管桩上以封闭桩孔，所述模板开有浇注口，通过0.5-1Mpa的压力从浇注口注入混凝土浆液。
5.根据权利要求4所述的建筑地基施工方法，其特征是：所述步骤S2中，注入混凝土浆液后，恒压静置至混凝土浆液终凝后再拆卸模板。
6.根据权利要求1所述的建筑地基施工方法，其特征是：所述填料为河沙。
7.根据权利要求1所述的建筑地基施工方法，其特征是：所述废旧橡胶轮胎颗粒粒径为0.5-1mm。
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