CN110172977A - 基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法及结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法及结构，所述施工方法包括以下的施工步骤：钢管立柱桩成孔及清孔施工；钢筋笼制作施工及孔口吊放施工；钢管立柱孔口吊放并与钢筋笼焊接施工；在孔口钢筋笼与钢管立柱间设置防超灌的防护罩；将设置好防超灌的防护罩的钢筋笼、钢管立柱整体下放到桩孔中并下放灌注导管；对桩孔进行二次清孔施工；对桩孔进行孔底灌注混凝土施工；所述施工结构包括混钢筋笼、钢管立柱及防护罩。该种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法及结构具有施工简单、施工效率高、施工难度低、施工成本低、浪费少等现有技术方案所不具备的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑施工方法及施工结构，特别是一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法及结构。
背景技术
深基坑支撑支护结构由支撑立柱桩和支撑梁组成，支撑立柱桩分立柱与基坑底灌注桩，其在基坑开挖范围内采用钢管立柱，在基坑底以下采用灌注桩，并将支撑钢管伸入坑底灌注桩内。在钢管立柱施工过程中，按工序先按设计要求进行灌注桩成孔，终孔后再安放基坑底部灌注桩钢筋笼、支撑钢管立柱，再灌注基坑底灌注桩桩身混凝土成桩。
实际施工过程中，当基坑底灌注桩灌注到达钢筋笼顶部时，一般在地面根据设计灌注桩混凝土量，并结合用测绳量测混凝土上升面的方法控制灌注高度。对于立柱桩底部灌注桩桩顶距地面深度过大，则难以准确测量灌注时混凝土面的上升高度，容易造成超灌过大，后期基坑开挖需要人工凿除超灌的混凝土，既造成混凝土浪费，也增加了人工费、废料外运费等。
综上，现有的技术施工手段存在施工成本高、施工难度大、浪费现象严重、施工工序多、施工效率低下等技术缺陷，所述种种缺陷限制了本领域进一步向前发展和推广应用。
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的技术方案以解决现存的技术缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法及结构，解决了现有技术存在的施工难度高、施工效率低下、施工成本高、浪费现象严重等技术缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法，包括以下的施工步骤：
步骤一：钢管立柱桩成孔及清孔施工；
步骤二：钢筋笼制作施工及孔口吊放施工；
步骤三：钢管立柱孔口吊放并与钢筋笼焊接施工；
步骤四：在孔口钢筋笼与钢管立柱间设置防超灌的防护罩；
步骤五：将设置好防超灌的防护罩的钢筋笼、钢管立柱整体下放到桩孔中并下放灌注导管；
步骤六：对桩孔进行二次清孔施工；
步骤七：对桩孔进行孔底灌注混凝土施工。
作为上述技术方案的改进，所述步骤一中，在施工前，埋设孔口护筒，确保孔壁稳定；成孔施工时，采用旋挖钻机进行成孔施工，旋挖钻机的旋挖钻斗的直径与钢管立柱桩的设计桩径相同；旋挖钻孔机钻孔深度满足设计要求后，对桩孔进行第一次清孔施工并终孔。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤二中，钢筋笼的长度与立柱桩成孔的深度匹配，钢筋笼顶部焊接防护罩钢筋结构架，防护罩钢筋结构架的高度满足灌注混凝土时桩顶浮浆的高度；钢筋笼扎制完毕后，采用履带吊机将钢筋笼吊入到桩孔孔口位置并校正钢筋笼的中心位置及整体固定。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤三中，首先将钢管立柱吊至桩孔孔口，然后利用吊机控制钢管立柱下放至孔口的钢筋笼内，钢管立柱的下端伸入到钢筋笼内3m并固定；然后采用直径18mm的弯起钢筋将钢管立柱与钢筋笼焊接固定，弯起钢筋的一侧竖向与钢管立柱侧壁焊接长度为100mm，弯起钢筋另一侧与钢筋笼竖向主筋焊接长度为100mm，弯起钢筋与钢管立柱内侧成30°。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤四中，包括以下的过程：
焊接防护罩钢筋：在孔口钢筋笼与钢管立柱之间设置防护罩钢筋，防护罩钢筋与钢筋笼通长筋型号一致，防护罩钢筋呈Z字形，防护罩钢筋一端与钢管立柱焊接且焊接长度为300mm，防护罩钢筋另一端与钢筋笼的钢筋搭接且搭接长度为300mm；
绑扎土工布：利用土工布在基坑底灌注桩桩顶标高以下一米处开始往上绑扎,绑扎至桩顶标高以上一米位置处，土工布由下而上的搭接长度不应小于20cm，土工布在桩顶标高往上1米处利用铁丝与钢管立柱进行绑扎；
防护罩钢筋与土工布共同组成防超灌的防护罩。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤五中，将完成防护罩设置的钢筋笼、钢管立柱用履带吊机吊起缓慢下放，在下放过程中保持防护罩侧部与孔壁间的间距，避免防护罩与孔壁产生摩擦而损坏防护罩，逐节检查灌注导管及其接头的密封性，确保灌注导管的密封。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤六中，采用反循环清孔工艺进行二次清孔，沉渣从导管内排出；
在步骤七中，混凝土灌注分二次灌注，第一次灌注至基坑底标高处，待混凝土强度达到初凝时间后，再次灌注混凝土至钢管顶标高处；
在混凝土浇灌过程中定期测量混凝土灌筑高度，并根据浇灌高度及时逐节拔出导管；控制混凝土浇筑高度的主要方法包括：
(1)预先计算混凝土浇筑量；
(2)利用下放的测绳识别，在钢筋笼外侧与孔壁间下放测绳测量混凝土浇筑高度；
(3)观测混凝土灌注速度，若混凝土灌注速度逐渐变慢，应注意混凝土浇筑量；
(4)取样法，下放捞斗进行混凝土现场取样。
基于上述的基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法，本发明还提供了一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工结构，包括混钢筋笼及设置在钢筋笼上部的钢管立柱，所述钢管立柱下端伸入到钢筋笼内部并与钢筋笼通过钢筋焊接连接，钢筋笼上部设置有防超灌的防护罩，所述防护罩的下端连接于钢筋笼上部外壁，防护罩的上部连接于钢管立柱的下端外壁。
作为上述技术方案的改进，所述钢管立柱下放至钢筋笼内部3m，钢筋笼与钢管立柱采用直径18mm的弯起钢筋焊接固定，弯起钢筋的一侧竖向与钢管立柱侧壁焊接长度为100mm，弯起钢筋另一侧与钢筋笼竖向主筋焊接长度为100mm，弯起钢筋与钢管立柱内侧成30°。
作为上述技术方案的进一步改进，所述防护罩包括防护罩钢筋及土工布，防护罩钢筋与钢筋笼通长筋型号一致，防护罩钢筋呈Z字形，防护罩钢筋一端与钢管立柱焊接连接且焊接长度为300mm，防护罩钢筋另一端与钢筋笼的钢筋搭接且搭接长度为300mm，所述土工布在基坑底灌注桩桩顶标高以下一米处开始往上绑扎,绑扎至桩顶标高以上一米位置处，土工布由下而上的搭接长度不应小于20cm，土工布在桩顶标高往上1米处利用铁丝与钢管立柱进行绑扎。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括匹配所述钢筋笼的灌注桩桩孔，所述钢筋笼设置在灌注桩桩孔中，钢筋笼的长度匹配灌注桩桩孔的深度，灌注桩桩孔的直径为1200mm，钢筋笼侧壁与灌注桩桩孔的内壁之间的间距为70mm，灌注桩桩孔中灌注有混凝土。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法及结构，所述施工方法及结构通过在钢筋笼顶部设置防超灌的防护罩，可有效防止发生混凝土超灌的现象，有效减少了混凝土浪费的现象，可大幅度降低实施难度，有利于降低施工成本，极大提升施工效率，工人的工作强度更低，有效减少了不必要的设备及材料成本。
总之，该种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法及结构解决了现有技术存在的施工难度高、施工效率低下、施工成本高、浪费现象严重等技术缺陷。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的施工流程图；
图2是本发明中桩孔成孔的示意图；
图3是本发明中钢筋笼孔口吊放示意图；
图4是本发明中钢管立柱孔口吊放并与钢筋笼整体焊接示意图；
图5是本发明中设置防护罩的示意图；
图6是本发明中防护罩钢筋的布设示意图；
图7是本发明中设置防护罩的结构示意图；
图8是本发明中下放灌注导管的操作示意图；
图9是本发明中第一灌注混凝土的示意图；
图10是本发明中第二次灌注混凝土的示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合，参照图1-10。
一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法，包括以下的施工步骤：
步骤一：钢管立柱桩成孔及清孔施工；
步骤二：钢筋笼1制作施工及孔口吊放施工；
步骤三：钢管立柱2孔口吊放并与钢筋笼焊接施工；
步骤四：在孔口钢筋笼1与钢管立柱2间设置防超灌的防护罩3；
步骤五：将设置好防超灌的防护罩3的钢筋笼1、钢管立柱2整体下放到桩孔4中并下放灌注导管5；
步骤六：对桩孔4进行二次清孔施工；
步骤七：对桩孔4进行孔底灌注混凝土施工。
具体的施工步骤为：
一、钢管立柱桩成孔：
1、钢管立柱桩的桩孔4直径通常为1200mm，采用旋挖钻机成孔，旋挖钻孔机采用与设计桩径相同的旋挖钻斗钻孔进行桩孔开挖；
2、施工前，埋设桩孔4孔口护筒，确保孔壁稳定；
3、旋挖钻孔机的钻孔深度满足设计要求深度后，进行第一次清孔并终孔。
二、钢筋笼1制作及孔口吊放：
1、钢筋笼1根据立柱桩成孔深度制作，钢筋笼1的长度匹配灌注桩桩孔4的深度，为方便桩顶防超灌结构设置，在钢筋笼1顶部焊接1m的防护罩钢筋31结构架，以满足灌注时桩顶浮浆的高度；
2、防护罩钢筋31应与钢筋笼1主筋进行有效搭接，采用隔一搭一的搭接方式，防护罩钢筋31与钢管立柱2的连接方式为焊接；
3、利用履带吊机缓慢吊起钢筋笼1，钢筋笼1入孔后确保垂直度满足设计要求，并在孔口校正中心位置后固定。
三、钢管立柱2孔口吊放并与钢筋笼1焊接：
1、将钢管立柱2吊至孔口，钢管立柱2的下端部下放至孔口钢筋笼1内3米，利用吊车将钢管立柱2固定；
2、钢管立柱2与钢筋笼1通过钢筋焊接连接，其焊接过程采用直径18mm的弯起钢筋6进行连接，弯起钢筋6的一侧竖向与钢管立柱2侧壁焊接长度为100mm，弯起钢筋6另一侧与钢筋笼1竖向主筋焊接长度为100mm，弯起钢筋6与钢筋立柱2内侧成30°
四、孔口钢筋笼1、钢管立柱2间的防护罩3设置：
1、防护罩钢筋31焊接
(1)在孔口的钢筋笼1与钢管立柱2之间设置防护罩钢筋31
(2)防护罩钢筋31与钢筋笼1通长筋型号一致，防护罩钢筋31成“Z”字形状，防护罩钢筋31一端与钢管立柱2焊接连接且焊接长度为300mm，防护罩钢筋31另一端与钢筋笼1的钢筋搭接连接诶且搭接长度为300mm。
2、土工布32绑扎
(1)将焊接好的钢管立柱2与钢筋笼1整体吊起至地面，并利用履带吊车将其竖直固定在地面；
(2)利用土工布32在基坑底灌注桩桩顶标高以下一米处开始往上绑扎,绑扎至桩顶标高以上一米位置处；
(3)土工布32由下而上的搭接长度不应小于20cm，土工布32在桩顶标高往上1米处利用铁丝与钢管立柱2进行绑扎。
五、整体安放钢筋笼1、钢管立柱2并下放灌注导管5：
1、将绑扎好土工布32的钢管立柱2用履带吊机吊起缓慢下放，在下放过程中应注意土工布32与孔壁间的间距，避免土工布32与孔壁产生摩擦而损坏土工布32；
2、逐节检查灌注导管5及其接头的密封性，确保密封良好。
六、二次清孔：
1、采用反循环清孔工艺对桩孔4进行二次清孔，沉渣从清孔导管内排出，如采用泵吸反循环清孔，实际操作中需增加大型的6BS反循环泥浆泵；如采用气举反循环，需根据桩孔直径、孔深配置适量的大功率空压机，并调节送风管的安置深度。
七、灌注立柱桩桩底混凝土
1、混凝土灌注分二次灌注，第一次灌注至基坑底标高处，待混凝土强度达到初凝时间后，再次灌注混凝土至钢管顶标高处。
2、在混凝土浇灌过程中应定期测量混凝土灌筑高度，并根据浇灌高度及时逐节拔出导管。
3、控制混凝土浇筑高度的主要方法包括：
(1)预先计算混凝土浇筑量；
(2)利用下放的测绳识别，在钢筋笼外侧与孔壁间下放测绳测量混凝土浇筑高度；
(3)观测混凝土灌注速度，若混凝土灌注速度逐渐变慢，应注意混凝土浇筑量；
(4)取样法，下放捞斗进行混凝土现场取样。
基于上述的基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法，本发明还提供了一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工结构，包括混钢筋笼1及设置在钢筋笼1上部的钢管立柱2，所述钢管立柱2下端伸入到钢筋笼1内部并与钢筋笼1通过钢筋焊接连接，钢筋笼1上部设置有防超灌的防护罩3，所述防护罩3的下端连接于钢筋笼1上部外壁，防护罩的上部连接于钢管立柱2的下端外壁。
优选地，所述钢管立柱2下放至钢筋笼1内部3m，钢筋笼1与钢管立柱2采用直径18mm的弯起钢筋6焊接固定，弯起钢筋6的一侧竖向与钢管立柱2侧壁焊接长度为100mm，弯起钢筋6另一侧与钢筋笼1竖向主筋焊接长度为100mm，弯起钢筋6与钢管立柱内侧成30°；
优选地，所述防护罩3包括防护罩钢筋31及土工布32，防护罩钢筋31与钢筋笼1通长筋型号一致，防护罩钢筋31呈Z字形，防护罩钢筋31一端与钢管立柱2焊接连接且焊接长度为300mm，防护罩钢筋32另一端与钢筋笼1的钢筋搭接且搭接长度为300mm，所述土工布32在基坑底灌注桩桩顶标高以下一米处开始往上绑扎,绑扎至桩顶标高以上一米位置处，土工布32由下而上的搭接长度不应小于20cm，土工布32在桩顶标高往上1米处利用铁丝与钢管立柱2进行绑扎。
优选地，还包括匹配所述钢筋笼1的灌注桩桩孔4，所述钢筋笼1设置在灌注桩桩孔4中，钢筋笼1的长度匹配灌注桩桩孔4的深度，灌注桩桩孔4的直径为1200mm，钢筋笼1侧壁与灌注桩桩孔4的内壁之间的间距为70mm，灌注桩桩孔4中灌注有混凝土。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法，其特征在于：包括以下的施工步骤：
步骤一：钢管立柱桩成孔及清孔施工；
步骤二：钢筋笼制作施工及孔口吊放施工；
步骤三：钢管立柱孔口吊放并与钢筋笼焊接施工；
步骤四：在孔口钢筋笼与钢管立柱间设置防超灌的防护罩；
步骤五：将设置好防超灌的防护罩的钢筋笼、钢管立柱整体下放到桩孔中并下放灌注导管；
步骤六：对桩孔进行二次清孔施工；
步骤七：对桩孔进行孔底灌注混凝土施工。
2.根据权利要求1所述的一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法，其特征在于：所述步骤一中，在施工前，埋设孔口护筒，确保孔壁稳定；成孔施工时，采用旋挖钻机进行成孔施工，旋挖钻机的旋挖钻斗的直径与钢管立柱桩的设计桩径相同；旋挖钻孔机钻孔深度满足设计要求后，对桩孔进行第一次清孔施工并终孔。
3.根据权利要求1所述的一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法，其特征在于：在步骤二中，钢筋笼的长度与立柱桩成孔的深度匹配，钢筋笼顶部焊接防护罩钢筋结构架，防护罩钢筋结构架的高度满足灌注混凝土时桩顶浮浆的高度；钢筋笼扎制完毕后，采用履带吊机将钢筋笼吊入到桩孔孔口位置并校正钢筋笼的中心位置及整体固定。
4.根据权利要求1所述的一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法，其特征在于：在步骤三中，首先将钢管立柱吊至桩孔孔口，然后利用吊机控制钢管立柱下放至孔口的钢筋笼内，钢管立柱的下端伸入到钢筋笼内3m并固定；然后采用直径18mm的弯起钢筋将钢管立柱与钢筋笼焊接固定，弯起钢筋的一侧竖向与钢管立柱侧壁焊接长度为100mm，弯起钢筋另一侧与钢筋笼竖向主筋焊接长度为100mm，弯起钢筋与钢管立柱内侧成30°。
5.根据权利要求1所述的一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法，其特征在于：在步骤四中，包括以下的过程：
焊接防护罩钢筋：在孔口钢筋笼与钢管立柱之间设置防护罩钢筋，防护罩钢筋与钢筋笼通长筋型号一致，防护罩钢筋呈Z字形，防护罩钢筋一端与钢管立柱焊接且焊接长度为300mm，防护罩钢筋另一端与钢筋笼的钢筋搭接且搭接长度为300mm；
绑扎土工布：利用土工布在基坑底灌注桩桩顶标高以下一米处开始往上绑扎,绑扎至桩顶标高以上一米位置处，土工布由下而上的搭接长度不应小于20cm，土工布在桩顶标高往上1米处利用铁丝与钢管立柱进行绑扎；
防护罩钢筋与土工布共同组成防超灌的防护罩。
6.根据权利要求1所述的一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法，其特征在于：在步骤五中，将完成防护罩设置的钢筋笼、钢管立柱用履带吊机吊起缓慢下放，在下放过程中保持防护罩侧部与孔壁间的间距，避免防护罩与孔壁产生摩擦而损坏防护罩，逐节检查灌注导管及其接头的密封性，确保灌注导管的密封。
7.根据权利要求1所述的一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工方法，其特征在于：在步骤六中，采用反循环清孔工艺进行二次清孔，沉渣从导管内排出；
在步骤七中，混凝土灌注分二次灌注，第一次灌注至基坑底标高处，待混凝土强度达到初凝时间后，再次灌注混凝土至钢管顶标高处；在混凝土浇灌过程中定期测量混凝土灌筑高度，并根据浇灌高度及时逐节拔出导管；控制混凝土浇筑高度的主要方法包括：
(1)预先计算混凝土浇筑量；
(2)利用下放的测绳识别，在钢筋笼外侧与孔壁间下放测绳测量混凝土浇筑高度；
(3)观测混凝土灌注速度，若混凝土灌注速度逐渐变慢，应注意混凝土浇筑量；
(4)取样法，下放捞斗进行混凝土现场取样。
8.一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工结构，其特征在于：包括混钢筋笼及设置在钢筋笼上部的钢管立柱，所述钢管立柱下端伸入到钢筋笼内部并与钢筋笼通过钢筋焊接连接，钢筋笼上部设置有防超灌的防护罩，所述防护罩的下端连接于钢筋笼上部外壁，防护罩的上部连接于钢管立柱的下端外壁。
9.根据权利要求8所述的一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工结构，其特征在于：所述钢管立柱下放至钢筋笼内部3m，钢筋笼与钢管立柱采用直径18mm的弯起钢筋焊接固定，弯起钢筋的一侧竖向与钢管立柱侧壁焊接长度为100mm，弯起钢筋另一侧与钢筋笼竖向主筋焊接长度为100mm，弯起钢筋与钢管立柱内侧成30°；
所述防护罩包括防护罩钢筋及土工布，防护罩钢筋与钢筋笼通长筋型号一致，防护罩钢筋呈Z字形，防护罩钢筋一端与钢管立柱焊接连接且焊接长度为300mm，防护罩钢筋另一端与钢筋笼的钢筋搭接且搭接长度为300mm，所述土工布在基坑底灌注桩桩顶标高以下一米处开始往上绑扎,绑扎至桩顶标高以上一米位置处，土工布由下而上的搭接长度不应小于20cm，土工布在桩顶标高往上1米处利用铁丝与钢管立柱进行绑扎。
10.根据权利要求8所述的一种基坑支撑钢立柱灌注桩桩顶混凝土防超灌施工结构，其特征在于：还包括匹配所述钢筋笼的灌注桩桩孔，所述钢筋笼设置在灌注桩桩孔中，钢筋笼的长度匹配灌注桩桩孔的深度，灌注桩桩孔的直径为1200mm，钢筋笼侧壁与灌注桩桩孔的内壁之间的间距为70mm，灌注桩桩孔中灌注有混凝土。
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