CN110241818A - 钻孔灌注桩结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻孔灌注桩结构及其施工方法，属于灌注桩的技术领域，其技术方案要点是一种钻孔灌注桩结构，包括开设于地面上的灌注孔，灌注孔靠近顶端的孔壁插设有钢护筒，所述钢护筒的顶端边缘位置处固定设置有两个相互正对的挡片，灌注孔沿自身直径方向相对的两侧设置有定位组件，定位组件包括定位杆以及定位环，定位环呈与钢护筒的外壁贴合的半圆状，定位杆的一端与定位环铰接相连，另一端与地面铰接相连，且两个定位环分别抵接在钢护筒的外壁时，定位环的顶端与挡片抵接，两个定位环呈与钢护筒的外径相等的圆环状，且两个定位环之间可拆卸固定连接，达到提高灌注桩的成型质量的效果。

Description

钻孔灌注桩结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及灌注桩的技术领域，尤其涉及钻孔灌注桩结构及其施工方法。

背景技术

灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或者人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。

现有的灌注桩施工工艺包括以下几个步骤：首先将场地平整并制备泥浆，然后在地面上挖孔并埋设钢护筒，将钢护筒插入之后再通过旋挖钻机从钢护筒内向下继续挖出灌注孔，待灌注孔达到指定深度后，再将预制好的钢筋笼放入孔内，并浇筑混凝土最终成型灌注桩。

上述施工工艺中，钢护筒是直接插在灌注孔内，因此在下方钢筋笼的过程中，钢筋笼与钢护筒之间的摩擦力会带动钢护筒发生沉降，且钢护筒的受到的摩擦力不均匀，因此钢护筒的轴线与灌注孔的轴线会发生偏移，进而使得钢筋笼的下方垂直度较差，降低了灌注桩的成型质量。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种提高灌注桩的成型质量的钻孔灌注桩结构。

本发明的技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种钻孔灌注桩结构，包括开设于地面上的灌注孔，灌注孔靠近顶端的孔壁插设有钢护筒，所述钢护筒的顶端边缘位置处固定设置有两个相互正对的挡片，灌注孔沿自身直径方向相对的两侧设置有定位组件，定位组件包括定位杆以及定位环，定位环呈与钢护筒的外壁贴合的半圆状，定位杆的一端与定位环铰接相连，另一端与地面铰接相连，且两个定位环分别抵接在钢护筒的外壁时，定位环的顶端与挡片抵接，两个定位环呈与钢护筒的外径相等的圆环状，且两个定位环之间可拆卸固定连接。

通过上述技术方案，在地面上挖出一个孔之后，将钢护筒插入孔内且钢护筒的顶端高于地面，然后将两个定位环相对卡在钢护筒的外壁，使得定位环的顶端与挡片抵接，并且将两个定位环进行固定连接，钢护筒被有效卡住，此时顺着钢护筒内部继续向下钻孔时钢护筒不会发生沉降，提高了钻孔的精度，进而提高了灌注桩的成型质量。

本发明进一步设置为：所述定位杆包括与定位环铰接相连的第一调节螺杆以及与地面铰接相连的第二调节螺杆，第一调节螺杆和第二调节螺杆共线，第一调节螺杆和第二调节螺杆之间螺纹连接有螺套，且第一调节螺杆和第二调节螺杆的螺纹旋向相反。

通过上述技术方案，将钢护筒插入钻出的孔内部后，定位环卡接在钢护筒的外壁，然后转动螺套，螺套带动第一调节螺杆和第二调节螺杆相互远离，从而使得定位环能够更紧密地抵接在钢护筒的外表面，使得定位环对于钢护筒的定位稳定性得到有效提高，进而使得钢护筒的防沉降能力提高。

本发明进一步设置为：所述定位环的端部固定设置有锁紧片，锁紧片上开设有锁紧孔，且两个定位环相互拼接成与钢护筒的外壁相适配的圆环状时，两个锁紧孔相互正对且插设有锁紧螺栓，锁紧螺栓上拧紧有锁紧螺母。

通过上述技术方案，两个定位环卡接在钢护筒的外壁后，将锁紧螺栓穿过锁紧孔，并拧紧锁紧螺母，使得两个定位环形成一个整体，两个定位环与钢护筒的外壁贴合的更紧密，稳定性更高，因此在继续钻孔时钢护筒不会发生沉降，灌注桩的成型质量得到有效提高。

本发明进一步设置为：所述灌注孔相对的两侧固定设置有竖直的引导柱，两个引导柱与灌注孔轴线之间的距离相等，钢护筒的内部滑动插设有相适配的钢筋笼，且钢筋笼一直插设至灌注孔的孔底，钢筋笼的顶端位置处固定设置有一对滑动杆，一对滑动杆向着远离钢筋笼轴线方向延伸，滑动杆与引导柱滑动配合且滑动方向竖直。

通过上述技术方案，顺着钢护筒继续向下钻出灌注孔之后，需要将钢筋笼通过吊装放入灌注孔内部，钢筋笼在下放的过程中，令滑动杆相对引导柱滑动配合，因此钢筋笼能够保持稳定竖直下放，且两个引导柱与灌注孔轴线之间的距离相等，因此钢筋笼的轴线与灌注孔的轴线能够保持一致，降低了钢筋笼的安装误差，进一步提高了钢筋笼的下放顺利性以及下方精度，进而提高了最终的灌注桩的成型质量。

本发明进一步设置为：所述引导柱呈C字形，且两个引导柱的C字形开口相互正对，滑动杆背离钢筋笼的端部位于引导柱的C字形开口内部并与引导柱滑动配合。

通过上述技术方案，引导柱呈C字形，且滑动杆背离钢筋笼的端部滑动设置于引导柱的C字形开口内部，因此滑动杆与引导柱之间的滑动配合更稳定，进而使得钢筋笼的下放精度以及顺畅度更高。

本发明进一步设置为：所述滑动杆背离钢筋笼的端部固定设置有两个限位滑板，限位滑板呈L形，且限位滑板L形的内侧与引导柱相邻的两个侧面滑动配合。

通过上述技术方案，限位滑板的设置使得滑动杆与引导柱之间的滑动面积增大，并且L形的限位滑板的设置使得滑动杆与引导柱之间不会轻易脱离，进而使得二者相对滑动的稳定性更高，因此钢筋笼在下放过程中的精度更高，稳定性也更强。

本发明进一步设置为：所述引导柱朝向钢筋笼的一侧开设有限位孔，限位孔位于引导柱的底端位置处，滑动杆背离钢筋笼的端部开设有滑孔，滑孔固定设置有限位条，限位条与滑孔的孔底之间固定设置有弹簧，且弹簧处于自然状态时，限位条的端部超出滑动杆的端部。

通过上述技术方案，钢筋笼在下放至灌注孔的过程中，弹簧一直处于压缩状态，且限位条的端部与引导柱C形开口的内壁滑动配合，当限位条滑动至限位孔的位置处时，弹簧的弹性恢复力使得限位条插入限位孔内，钢筋笼得以固定，当浇筑混凝土时，混凝土产生的浮力不会带动钢筋笼浮起来，有效防止了浮笼现象，提高了混凝土浇筑时的稳定性，进一步提高了灌注桩的成型质量。

本发明的目的之二在于提供一种提高灌注桩的成型质量的钻孔灌注桩结构的施工方法，本发明的技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种钻孔灌注桩结构的施工方法，包括以下施工步骤：

S1、清理地面并将需要成型灌注桩的位置夯实，提前预制钢筋笼；

S2、钻出深度为2-4m深度的孔并埋设钢护筒，钢护筒的内径选用比桩径大20-40cm；

S3、在钻出的孔的周围设置竖直两根竖直的引导柱，确保两根引导柱距离钢护筒的轴线的距离相等；

S4、安装定位组件：将第二调节螺杆与地面铰接相连，然后将定位环抵接在钢护筒的外壁且保证定位环的顶端与挡片抵接，锁紧螺栓穿过锁紧孔后拧上锁紧螺母；

S5、顺着钢护筒的内壁继续钻孔，钻孔结束后采用换浆法进行清孔处理；

S6、安放钢筋笼，钢筋笼下放过程中令滑动杆沿着引导柱的C形开口下降，直至滑动至钢筋笼的底端与钻出的孔底接触，且限位条插入限位孔内；

S7、浇筑混凝土；

S8、取出钢护筒。

通过上述技术方案，首先将地面清理之后进行夯实处理，确保钻孔时不会坍塌，提高钻孔质量，然后钻出2-4米深度的孔并埋设钢护筒，以对后续的继续钻孔做好引导，钢护筒的内径比桩径大20-40厘米，一方面使得钢筋笼下放时更顺畅，另一方面钻孔后不会由于钢护筒的内径限制导致桩径减小。利用定位组件将钢护筒进行固定后再继续钻孔，能够使得钢护筒的稳定性进一步提高，钢护筒能够对钻出的灌注孔的轴线进行定位，提高钻孔精度，钻孔结束后采用换浆法进行清孔处理，降低孔内的杂质对灌注桩成型质量的影响，在下放钢筋笼的过程中，引导柱能够对钢筋笼的下放保持竖直且下放稳定性提高，降低了钢筋笼的轴线偏移量，并且钢筋笼完全下放之后限位条插入限位孔内，使得浇筑混凝土的过程中钢筋笼不会发生浮笼现象，提高了混凝土浇筑后灌注桩的成型质量。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、通过设置定位组件使得钢护筒能够保持稳定竖直且不会发生沉降，提高了钻孔过程中钢护筒对钻孔的稳定引导作用，提高钻孔精度，进而提高最终的灌注桩成型质量；

2、通过设置引导柱以及与引导柱滑动配合的滑动杆，使得钢筋笼的下放稳定性更高、轴线偏移量小，因此提高了钢筋笼的安装精度；

3、通过设置能够插入限位孔的限位条，使得浇筑混凝土时钢筋笼不会出现浮笼现象，提高了灌注桩成型时的稳定性以及最终成型质量。

附图说明

图1为在地面钻孔并插设钢护筒的结构示意图；

图2为利用定位组件固定钢护筒的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大示意图；

图4为安装钢筋笼后的结构示意图；

图5为引导柱以及滑动杆的剖面示意图。

附图标记：1、灌注孔；2、钢护筒；21、挡片；3、定位组件；31、定位杆；311、第一调节螺杆；312、第二调节螺杆；313、螺套；32、定位环；321、锁紧片；3211、锁紧孔；3212、锁紧螺栓；3213、锁紧螺母；4、引导柱；41、限位孔；5、钢筋笼；51、滑动杆；511、滑孔；512、限位条；513、弹簧；52、限位滑板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种钻孔灌注桩结构，如图4所示，包括开设于地面上的灌注孔1，灌注孔1的顶端孔口位置处插设有钢护筒2，钢护筒2与灌注孔1的内壁贴合，灌注孔1内还插设有钢筋笼5，钢筋笼5从上至下穿过钢护筒2，钢护筒2的外表面卡接有用于防止钢护筒2发生沉降的定位组件3。施工时，首先在地面上挖孔并埋设钢护筒2，然后顺着钢护筒2内部继续向下挖孔，挖孔结束后再将钢筋笼5顺着钢护筒2放入灌注孔1内，下放钢筋笼5的过程中，定位组件3能够对钢护筒2进行固定，使得钢筋笼5的下放稳定性更高，进而提高了最终的灌注桩成型质量。

结合图1和图2，钢护筒2的埋设深度为2-4m，钢护筒2的内径比灌注桩的桩径大20-40cm，以确保钢筋笼5下放时更顺畅。钢护筒2的顶端边缘位置处固定设置有一对挡片21，一对挡片21相互正对且朝向背离钢护筒2的中心轴线延伸，定位组件3包括定位杆31和定位环32，定位杆31包括第一调节螺杆311、第二调节螺杆312以及螺套313，其中，第一调节螺杆311和第二调节螺杆312共线设置且均与螺套313螺纹连接，第一调节螺杆311和第二调节螺杆312的螺纹旋向相反，第一调节螺杆311背离螺套313的一端与定位环32铰接相连，第二调节螺杆312背离螺套313的一端与地面铰接相连，定位环32呈半圆环状且与钢护筒2的外壁贴合。

结合图2和图3，每个定位环32的两端固定设置有锁紧片321，锁紧片321上开设有锁紧孔3211，当两个定位环32抵接在钢护筒2的外壁时，转动螺套313可以带动定位环32抵接在挡片21的下表面，此时两个锁紧孔3211相互正对且插设有锁紧螺栓3212，锁紧螺栓3212上拧紧有锁紧螺母3213，从而使得两个定位环32能够稳定地将两个定位环32形成一个整体并对钢护筒2进行定位限制。

如图4所示，灌注孔1的两侧设置有竖直的引导柱4，且两个引导柱4距离灌注孔1的轴线的长度相等，引导柱4呈C字形，两个引导柱4的C字形开口相互正对，钢筋笼5的顶端位置处固定设置有与钢筋笼5垂直的滑动杆51，滑动杆51背离钢筋笼5的端部固定设置有一对L形的限位滑板52，当下放钢筋笼5的过程中，令滑动杆51的端部位于引导柱4C形开口的内侧并与引导柱4滑动配合，且限位滑板52的L形内侧与引导柱4相邻的两个侧面滑动配合，因此钢筋笼5下放至灌注孔1内的过程中，滑动杆51与引导柱4的滑动配合能够对钢筋笼5进行限位以及引导，提高钢筋笼5下放的稳定性，进而使得钢筋笼5的轴线垂直度较高，提高了灌注桩的成型质量。

如图5所示，滑动杆51背离钢筋笼5的端部开设有滑孔511，滑孔511内滑动设置有限位条512，限位条512与滑孔511的孔底之间固定设置有弹簧513，且弹簧513处于自然状态时，限位条512的端部超出滑动杆51的端部，引导柱4的底端位置处开设有限位孔41，当钢筋笼5下放至灌注孔1的孔底时，限位条512恰好滑动至限位孔41位置处，且在弹簧513的弹性力作用下，限位条512弹入限位孔41内，从而使得钢筋笼5被有效固定，浇筑混凝土时钢筋笼5不会由于浮力产生浮笼现象，提高了灌注桩的成型稳定性。

本实施例的实施原理为：将钢护筒2插入灌注孔1内部后，将第二调节螺杆312的端部与地面形成铰接，然后将定位环32抵接在钢护筒2的外壁，且定位环32的顶端与挡片21的下表面抵接，接着利用锁紧螺栓3212和锁紧螺母3213将两个定位环32进行固定，使得定位环32能够有效地卡住钢护筒2，此时钢护筒2不会发生沉降，使得下放钢筋笼5的过程中，钢护筒2的稳定性提高、钢筋笼5的下放顺畅性也提高；钢筋笼5在下放至灌注孔1的过程中，滑动杆51与引导柱4的滑动配合使得钢筋笼5能够始终保持竖直状态，以确保钢筋笼5下放过程稳定可靠，当钢筋笼5的底端到达灌注孔1的孔底后，限位条512在弹簧513的弹性力作用下弹入限位孔41内，使得钢筋笼5被固定住，再浇筑混凝土时钢筋笼5不会发生浮笼现象，提高了灌注桩的成型质量。

实施例2

一种钻孔灌注桩结构的施工方法，包括以下施工步骤：

S1、清理地面并将需要成型灌注桩的位置夯实，提前预制钢筋笼5；

S2、钻出深度为2-4m深度的孔并埋设钢护筒2，钢护筒2的内径选用比桩径大20-40cm；

S3、在钻出的孔的周围设置竖直两根竖直的引导柱4，确保两根引导柱4距离钢护筒2的轴线的距离相等；

S4、安装定位组件3：将第二调节螺杆312与地面铰接相连，然后将定位环32抵接在钢护筒2的外壁且保证定位环32的顶端与挡片21抵接，锁紧螺栓3212穿过锁紧孔3211后拧上锁紧螺母3213；

S5、顺着钢护筒2的内壁继续钻孔，钻孔结束后采用换浆法进行清孔处理；

S6、安放钢筋笼5，钢筋笼5下放过程中令滑动杆51沿着引导柱4的C形开口下降，直至滑动至钢筋笼5的底端与钻出的孔底接触，且限位条512插入限位孔41内；

S7、浇筑混凝土；

S8、取出钢护筒2。

通过上述技术方案，首先将地面清理之后进行夯实处理，确保钻孔时不会坍塌，提高钻孔质量，然后钻出2-4米深度的孔并埋设钢护筒2，以对后续的继续钻孔做好引导，钢护筒2的内径比桩径大20-40厘米，一方面使得钢筋笼5下放时更顺畅，另一方面钻孔后不会由于钢护筒2的内径限制导致桩径减小。利用定位组件3将钢护筒2进行固定后再继续钻孔，能够使得钢护筒2的稳定性进一步提高，钢护筒2能够对钻出的灌注孔1的轴线进行定位，提高钻孔精度，钻孔结束后采用换浆法进行清孔处理，降低孔内的杂质对灌注桩成型质量的影响，在下放钢筋笼5的过程中，引导柱4能够对钢筋笼5的下放保持竖直且下放稳定性提高，降低了钢筋笼5的轴线偏移量，并且钢筋笼5完全下放之后限位条512插入限位孔41内，使得浇筑混凝土的过程中钢筋笼5不会发生浮笼现象，提高了混凝土浇筑后灌注桩的成型质量。

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 (8)

1.一种钻孔灌注桩结构，包括开设于地面上的灌注孔(1)，灌注孔(1)靠近顶端的孔壁插设有钢护筒(2)，其特征在于：所述钢护筒(2)的顶端边缘位置处固定设置有两个相互正对的挡片(21)，灌注孔(1)沿自身直径方向相对的两侧设置有定位组件(3)，定位组件(3)包括定位杆(31)以及定位环(32)，定位环(32)呈与钢护筒(2)的外壁贴合的半圆状，定位杆(31)的一端与定位环(32)铰接相连，另一端与地面铰接相连，且两个定位环(32)分别抵接在钢护筒(2)的外壁时，定位环(32)的顶端与挡片(21)抵接，两个定位环(32)呈与钢护筒(2)的外径相等的圆环状，且两个定位环(32)之间可拆卸固定连接。

2.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩结构，其特征在于：所述定位杆(31)包括与定位环(32)铰接相连的第一调节螺杆(311)以及与地面铰接相连的第二调节螺杆(312)，第一调节螺杆(311)和第二调节螺杆(312)共线，第一调节螺杆(311)和第二调节螺杆(312)之间螺纹连接有螺套(313)，且第一调节螺杆(311)和第二调节螺杆(312)的螺纹旋向相反。

3.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩结构，其特征在于：所述定位环(32)的端部固定设置有锁紧片(321)，锁紧片(321)上开设有锁紧孔(3211)，且两个定位环(32)相互拼接成与钢护筒(2)的外壁相适配的圆环状时，两个锁紧孔(3211)相互正对且插设有锁紧螺栓(3212)，锁紧螺栓(3212)上拧紧有锁紧螺母(3213)。

4.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩结构，其特征在于：所述灌注孔(1)相对的两侧固定设置有竖直的引导柱(4)，两个引导柱(4)与灌注孔(1)轴线之间的距离相等，钢护筒(2)的内部滑动插设有相适配的钢筋笼(5)，且钢筋笼(5)一直插设至灌注孔(1)的孔底，钢筋笼(5)的顶端位置处固定设置有一对滑动杆(51)，一对滑动杆(51)向着远离钢筋笼(5)轴线方向延伸，滑动杆(51)与引导柱(4)滑动配合且滑动方向竖直。

5.根据权利要求4所述的钻孔灌注桩结构，其特征在于：所述引导柱(4)呈C字形，且两个引导柱(4)的C字形开口相互正对，滑动杆(51)背离钢筋笼(5)的端部位于引导柱(4)的C字形开口内部并与引导柱(4)滑动配合。

6.根据权利要求5所述的钻孔灌注桩结构，其特征在于：所述滑动杆(51)背离钢筋笼(5)的端部固定设置有两个限位滑板(52)，限位滑板(52)呈L形，且限位滑板(52)L形的内侧与引导柱(4)相邻的两个侧面滑动配合。

7.根据权利要求5所述的钻孔灌注桩结构，其特征在于：所述引导柱(4)朝向钢筋笼(5)的一侧开设有限位孔(41)，限位孔(41)位于引导柱(4)的底端位置处，滑动杆(51)背离钢筋笼(5)的端部开设有滑孔(511)，滑孔(511)固定设置有限位条(512)，限位条(512)与滑孔(511)的孔底之间固定设置有弹簧(513)，且弹簧(513)处于自然状态时，限位条(512)的端部超出滑动杆(51)的端部。

8.一种钻孔灌注桩结构的施工方法，其特征在于：包括以下施工步骤：

S1、清理地面并将需要成型灌注桩的位置夯实，提前预制钢筋笼(5)；

S2、钻出深度为2-4m深度的孔并埋设钢护筒(2)，钢护筒(2)的内径选用比桩径大20-40cm；

S3、在钻出的孔的周围设置竖直两根竖直的引导柱(4)，确保两根引导柱(4)距离钢护筒(2)的轴线的距离相等；

S4、安装定位组件(3)：将第二调节螺杆(312)与地面铰接相连，然后将定位环(32)抵接在钢护筒(2)的外壁且保证定位环(32)的顶端与挡片(21)抵接，锁紧螺栓(3212)穿过锁紧孔(3211)后拧上锁紧螺母(3213)；

S5、顺着钢护筒(2)的内壁继续钻孔，钻孔结束后采用换浆法进行清孔处理；

S6、安放钢筋笼(5)，钢筋笼(5)下放过程中令滑动杆(51)沿着引导柱(4)的C形开口下降，直至滑动至钢筋笼(5)的底端与钻出的孔底接触，且限位条(512)插入限位孔(41)内；

S7、浇筑混凝土；

S8、取出钢护筒(2)。