CN110331733B - 大直径桩基的微型桩群围护结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大直径桩基的微型桩群围护结构及其施工方法，包括一定数量单根微型桩，所述大直径桩基围护微型桩群由环布于未施工桩基外侧的一定数量单根微型桩通过小间距排列组成，环布时桩体净距尽量小为宜且不小于100mm。微型桩以钢护筒为成孔保护结构，钢筋笼为骨架，混凝土为桩体浇筑而成。本发明结构简单，设计巧妙，操作方便，较好的解决了解决微型桩施工精度较低、小净距施工时相互影响、复杂地质下成孔较难等问题，通过本发明施工可得到精度质量符合设计要求的大直径桩基围护微型桩群，避免了临近重要地下结构大直径桩施工对地下结构扰动过大造成地下结构偏移，影响地下结构使用和造成重大经济损失等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种围护微型桩群的构造及施工方法，属于微型桩施工技术领域。
背景技术
近年来，随着城市化发展，地下空间利用率越来越高，越来越多地于既有地下结构上方修建建筑物。由于空间有限，又要保证承载力，这类建筑物多采用大直径桩基作为建筑基础。大直径桩基施工过程中，其大功率机械不可避免地对其周围的地下结构造成扰动，甚至是造成地下结构永久性的位移变形，极可能造成极大经济损失，因此需要在大直径桩基周围加设一种围护结构，以满足在临近重要地下结构施工中减少施工扰动和加固土体的需求。当前的技术条件下，微型桩可以加固土体，提升地基承载力，可以分担其周围地基土体所受荷载50%以上，其所形成微型围护桩群可以满足上述桩基施工需求。但其实际施工中还存在微型桩施工精度较低、小净距施工时相互影响、复杂地质下成孔较难等问题，亟需发明一种微型桩群施工方法以解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种大直径桩基围护微型桩群构造及施工方法，解决微型桩施工精度较低、小净距施工时相互影响、复杂地质下成孔较难等问题以得到施工精度质量符合设计要求的大直径桩基围护微型桩群，并通过围护微型桩群预先切割桩基周围岩层，以减少大功率机械钻进岩层时对临近既有结构的扰动和分担大型机械对地基土体的荷载。
本发明的技术方案是：一种大直径桩基围护微型桩群构造，包括一定数量单根微型桩，所述大直径桩基围护微型桩群由环布于未施工桩基外侧的一定数量单根微型桩通过小间距排列组成，环布时桩体净距尽量小为宜，且不小于120mm。微型桩以钢护筒为成孔保护结构，钢筋笼为骨架，混凝土为桩体浇筑而成。
所述钢护筒由顶部钢护筒和多节标准钢护筒组成，在入岩部分无钢护筒，护筒之间通过螺纹连接，护筒一端为内螺纹，一端为外螺纹。
所述混凝土粗骨料粒径不大于15mm，坍落度为200mm~220mm；
所述钢筋笼由多节钢筋笼节段通过对中搭接焊接连接；钢筋笼节段由设计主筋、外箍环、内加劲环和定位控制钢筋焊接组成；钢筋笼底部设计主筋做成锥形，钢筋笼顶部与钢护筒顶平齐，钢筋笼顶部控制环同钢护筒进行焊接。
定位控制钢筋按设计主筋数量成组，每组焊接于钢筋笼节段顶部，钢筋笼顶部定位控制钢筋配合控制环设置，定位控制钢筋及控制环其相对于设计主筋外凸距离满足控制钢筋笼居中且不影响钢筋笼下放。
本发明还提供一种大直径桩基围护微型桩群构造的施工方法，包括如下步骤：
（1）平整场地至设计标高，专业测量员根据设计图纸放出桩位，并做好标记。
（2）加工微型桩群桩钻孔定位导向装置。装置由顶盘、基盘、护筒、导向管、圆形水平气泡、紧固螺母、调节螺母、预埋锚固件和吊环构成。导向管之间相对位置关系同群桩之间位置关系相同，以此保证群桩相对位置不变；导向装置定位调平固定于预埋锚固件后，钻杆或护筒钻进受导向管预设角度控制，以达到保证垂直度导向效果。
（3）在微型桩桩群位置进行土方开挖，其开挖深度应满足微型桩群桩钻孔定位导向装置安装后顶盘标高略高于微型桩群设计标高。
（4）开挖完成后，放线定位出微型桩群桩钻孔定位导向装置预埋锚固件，预埋件就位后浇筑混凝土固定。混凝土强度满足施工要求后，吊装微型桩群桩钻孔定位导向装置导向部分，调整其水平后使用紧固螺母紧固。
（5）根据孔位将各微型桩第一节标准钢护筒通过微型桩群桩钻孔定位导向装置导向管对称打入土体或跟管钻入土体，以辅助微型桩群桩钻孔定位导向装置形成较稳定导向体系。
（6）第一节标准钢护筒全部打入土体后，逐一进行各单桩桩体跟管施工，钻孔过程中边下钻边跟进标准钢护筒，当套管顶端离地50cm时，连接下一节标准钢护筒，直至钻孔到达岩面。
（7）全部微型桩均跟管到岩面后，割除顶部标准钢护筒超出设计标高部分形成顶部钢护筒。更换钻机或钻头，逐一进行各微型桩入岩部分施工，完成后清孔。
（8）根据设计图纸要求将设计主筋、外箍环、定位控制盘焊接组成钢相应筋笼节段。将加工好的钢筋笼节段运至群桩施工区逐节下放，先下放底部设计主筋弯成锥形的钢筋笼节段，钢筋笼节段通过段钢筋暂时悬挂于钢护筒，后续放置的钢筋笼节段均与前节进行对中搭接焊连接，焊接后去除短钢筋下放，直至达到设计长度，最后钢筋笼顶部同钢护筒进行焊接。防止混凝土浇筑时，钢筋笼上浮。
（9）全部孔内钢筋笼下放完成后，先向孔内下放混凝土甭管至桩底，然后将导管与泵车连接；从底往上进行连续浇筑，直至达到设计标高。
（10）松开导向装置的固定螺母，吊起微型桩群桩钻孔定位导向装置至下一施工位置重复（4）—（9）步骤进行同种微型桩群施工。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、以可靠稳固的导向装置进行微型桩群导向，保证小间距微型桩群初始定位导向的精度；以跟管施工的方式进行微型桩群桩施工，以刚度较高的管体配合钻杆钻进，极好地保证施工过程中的桩体精度控制。
2、微型桩结构组成合理可靠，施工方法适应性好。对钢筋笼构造进行优化，保证其受力合理，钢筋笼配合跟管护筒形成的桩体结构强度高，满足受力要求。整体施工方法可以满足复杂地质下的微型桩群施工，可以保证超长微型桩施工成桩质量好，避免复杂地质无法成孔，成桩质量差等问题。
3、成型微型桩群可以较好地切断大直径桩基施工区域同周围岩层的联系，减小桩基施工时的土体应力变化对既有地下结构产生偏压，减小了大直径桩基施工中机械震动对既有地下结构的扰动，加固土体并分担大型机械对地基土体的荷载。
本发明结构简单，设计巧妙，操作方便，较好的解决了解决微型桩施工精度较低、小净距施工时相互影响、复杂地质下成孔较难等问题，通过本发明施工可得到精度质量符合设计要求的大直径桩基围护微型桩群，避免了临近重要地下结构大直径桩施工对地下结构扰动过大造成地下结构偏移，影响地下结构使用和造成重大经济损失等问题。
附图说明
图1是本发明微型桩群的结构示意图；
图2是本发明单根微型桩结构示意图；
图3是本发明微型桩钢筋笼结构示意图；
图4是本发明导向装置结构示意图；
图5-图10是本发明施工主要流程示意图。
图中：1、单根微型桩，2、钢护筒，3、混凝土，4、钢筋笼，5、顶部钢护筒，6、标准钢护筒，7、钢筋笼节段，8、设计主筋，9、外箍环，10、定位控制钢筋，11、顶盘，12、基盘，13、护筒，14、导向管，15、圆形水平气泡，16、紧固螺母，17、调节螺母，18、预埋锚固件，19、吊环，20、内加劲环，21、控制环。
具体实施方式
下面结合附图1—附图5及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
参考图1是本发明实施例一种大直径桩基围护微型桩群构造，包括一定数量微型桩1，大直径桩基围护微型桩群由环布于未施工桩基外侧的一定数量微型桩1通过小间距排列组成，桩群呈圆形，环布时桩体净距尽量小为宜且不小于120mm，本实施例中桩群直径比中央的桩基大30cm左右，具体尺寸根据桩基的大小和周围地质条件而定。
如图2是微型桩1的组成结构，微型桩1以钢护筒2为成孔保护结构，钢筋笼4为骨架，混凝土3为桩体浇筑而成。钢护筒2由顶部钢护筒5和多节标准钢护筒6组成，在入岩部分无钢护筒2，护筒之间通过螺纹连接，护筒一端为内螺纹，一端为外螺纹。混凝土3粗骨料粒径不大于15mm，坍落度为200mm~220mm。钢筋笼4由多节钢筋笼节段7通过对中搭接焊接连接。
如图3，钢筋笼节段7由设计主筋8、外箍环9、定位控制钢筋10和内加劲环20焊接组成；钢筋笼4底部设计主筋8做成锥形，钢筋笼4顶部与钢护筒2顶平齐，钢筋笼4顶部控制环21同钢护筒2进行焊接。定位控制钢筋10按设计主筋8数量成组，每组焊接于钢筋笼节段7顶部，钢筋笼顶部定位控制钢筋10配合控制环21设置，定位控制钢筋10及控制环21其相对于设计主筋8外凸距离满足控制钢筋笼居中且不影响钢筋笼下放。
上述围护微型桩群构造的施工方法，包括如下步骤：
（1）平整场地至设计标高，专业测量员根据设计图纸放出桩位，并做好标记。
（2）加工微型桩群桩钻孔定位导向装置。装置由顶盘11、基盘12、护筒13、导向管14、圆形水平气泡15、紧固螺母16、调节螺母17、预埋锚固件18和吊环19构成。导向管14之间相对位置关系同群桩之间位置关系相同，以此保证群桩相对位置不变；导向装置定位调平固定于预埋锚固件后，钻杆或护筒钻进受导向管14预设角度控制，以达到保证垂直度导向效果。
（3）在微型桩桩群位置进行土方开挖，其开挖深度应满足微型桩群桩钻孔定位导向装置安装后顶盘11标高略高于微型桩群设计标高。
（4）开挖完成后，放线定位出微型桩群桩钻孔定位导向装置预埋锚固件18，预埋件就位后浇筑混凝土固定。
（5）混凝土强度满足施工要求后，吊装微型桩群桩钻孔定位导向装置导向部分，调整其水平后使用紧固螺母16紧固。
（6）根据孔位将各微型桩第一节标准钢护筒6通过微型桩群桩钻孔定位导向装置导向管14对称打入土体或跟管钻入土体，以辅助微型桩群桩钻孔定位导向装置形成较稳定导向体系。
（7）第一节标准钢护筒6全部打入土体后，逐一进行各单桩桩体跟管施工。钻孔过程中边下钻边跟进标准钢护筒6，当套管顶端离地50cm时，连接下一节标准钢护筒6，直至钻孔到达岩面。
（8）全部微型桩均跟管到岩面后，割除顶部标准钢护筒6超出设计标高部分形成顶部钢护筒5。更换钻机或钻头，逐一进行各微型桩入岩部分施工，完成后清孔。
（9）根据设计图纸要求将设计主筋8、外箍环9、定位控制钢筋10和内加劲环20焊接组成钢筋笼节段7。
（10）将加工好的钢筋笼节段7运至群桩施工区逐节下放，先下放底部设计主筋8弯成锥形的钢筋笼节段7，钢筋笼节段7通过段钢筋暂时悬挂于钢护筒2，后续放置的钢筋笼节段7均与前节进行对中搭接焊连接，焊接后去除短钢筋下放，直至达到设计长度，最后钢筋笼4顶部同钢护筒2进行焊接。防止混凝土3浇筑时，钢筋笼4上浮。
（11）全部孔内钢筋笼4下放完成后，先向孔内下放混凝土甭管至桩底，然后将导管与泵车连接；从底往上进行连续浇筑，直至达到设计标高。
（12）松开导向装置的紧固螺母16，吊起微型桩群桩钻孔定位导向装置至下一施工位置重复（5）—（11）步骤进行同种微型桩群施工。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
如图2是微型桩1的组成结构，微型桩1以钢护筒2为成孔保护结构，钢筋笼4为骨架，混凝土3为桩体浇筑而成。钢护筒2由顶部钢护筒5和多节标准钢护筒6组成，在入岩部分无钢护筒2，护筒之间通过螺纹连接，护筒一端为内螺纹，一端为外螺纹。混凝土3粗骨料粒径不大于15mm，坍落度为200mm~220mm。钢筋笼4由多节钢筋笼节段7通过对中搭接焊接连接。
如图3，钢筋笼节段7由设计主筋8、外箍环9、定位控制盘10焊接组成；钢筋笼4底部设计主筋9做成锥形，钢筋笼4顶部与钢护筒2顶平齐，钢筋笼4顶部同钢护筒进行焊接。定位控制盘10包括同轴的内圈和外圈，内圈和外圈之间用均布的小圆环连接，设计主筋8穿过小圆环并焊接。
上述围护微型桩群构造的施工方法，包括如下步骤：
（1）平整场地至设计标高，专业测量员根据设计图纸放出桩位，并做好标记。
（2）加工微型桩群桩钻孔定位导向装置。装置由顶盘11、基盘12、护筒13、导向管14、圆形水平气泡15、紧固螺母16、调节螺母17、预埋锚固件18和吊环19构成。导向管14之间相对位置关系同群桩之间位置关系相同，以此保证群桩相对位置不变；导向装置定位调平固定于预埋锚固件后，钻杆或护筒钻进受导向管14预设角度控制，以达到保证垂直度导向效果。
（3）在微型桩桩群位置进行土方开挖，其开挖深度应满足微型桩群桩钻孔定位导向装置安装后顶盘11标高略高于微型桩群设计标高。
（4）开挖完成后，放线定位出微型桩群桩钻孔定位导向装置预埋锚固件18，预埋件就位后浇筑混凝土固定。
（5）混凝土强度满足施工要求后，吊装微型桩群桩钻孔定位导向装置导向部分，调整其水平后使用紧固螺母16紧固。
（6）根据孔位将各微型桩第一节标准钢护筒6通过微型桩群桩钻孔定位导向装置导向管14对称打入土体或跟管钻入土体，以辅助微型桩群桩钻孔定位导向装置形成较稳定导向体系。
（7）第一节标准钢护筒6全部打入土体后，逐一进行各单桩桩体跟管施工。利用偏心钻头边下钻边跟进标准钢护筒6，当套管顶端离地50cm时，连接下一节标准钢护筒6，直至钻孔到达岩面。
（8）全部微型桩均跟管到岩面后，割除顶部标准钢护筒6超出设计标高部分形成顶部钢护筒5。更换钻机偏心钻为常规的潜孔冲击钻，逐一进行各微型桩入岩部分施工，完成后清孔。
（9）根据设计图纸要求将设计主筋8、外箍环9、定位控制盘10焊接组成钢相应筋笼节段7。
（10）将加工好的钢筋笼节段7运至群桩施工区逐节下放，先下放底部设计主筋8弯成锥形的钢筋笼节段7，钢筋笼节段7通过段钢筋暂时悬挂于钢护筒2，后续放置的钢筋笼节段7均与前节进行对中搭接焊连接，焊接后去除短钢筋下放，直至达到设计长度，最后钢筋笼4顶部同钢护筒2进行焊接。防止混凝土3浇筑时，钢筋笼4上浮。
（11）全部孔内钢筋笼4下放完成后，先向孔内下放混凝土甭管至桩底，然后将导管与泵车连接；从底往上进行连续浇筑，直至达到设计标高。
（12）松开导向装置的紧固螺母16，吊起微型桩群桩钻孔定位导向装置至下一施工位置重复（5）—（11）步骤进行同种微型桩群施工。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种大直径桩基的微型桩群围护结构的施工方法，其特征在于：围护结构包括微型桩（1），多个微型桩（1）构成桩群围绕桩基，微型桩（1）环布在未施工桩基外侧，通过微型桩（1）预先切割桩基周围岩层，再进行桩基施工，微型桩（1）以钢护筒（2）为成孔保护结构，以钢筋笼（4）为骨架、用混凝土(3)浇筑而成，所述钢护筒（2）包括顶部钢护筒（5）和多节标准钢护筒（6），钢护筒（2）之间通过螺纹连接，钢护筒（2）一端为内螺纹，一端为外螺纹；所述钢筋笼（4）由多节钢筋笼节段（7）连接而成；钢筋笼节段（7）由设计主筋（8）、外箍环（9）、定位控制盘（10）焊接组成，钢筋笼（4）底部的设计主筋（8）做成锥形，钢筋笼（4）顶部与钢护筒（2）顶部平齐，钢筋笼（4）顶部同钢护筒（2）进行焊接；施工方法包括如下步骤：
一、平整场地至设计标高，专业测量员根据设计图纸放出桩位，并做好标记；
二、加工微型桩群桩钻孔定位导向装置，微型桩群桩钻孔定位导向装置的导向部分包括顶盘（11）、基盘（12）、护筒（13）、导向管（14）、圆形水平气泡（15）和吊环（19），导向部分通过紧固螺母（16）和调节螺母（17）连接预埋锚固件（18）；
三、在微型桩桩群位置进行土方开挖，开挖深度应满足微型桩群桩钻孔定位导向装置安装后的顶部标高略高于微型桩群顶部的设计标高；
四、开挖完成后，预埋微型桩群桩钻孔定位导向装置，调平并固定，具体为：开挖完成后，放线定位出微型桩群桩钻孔定位导向装置的预埋锚固件（18），预埋锚固件（18）就位后浇筑混凝土进行固定，浇筑混凝土时避开钻孔区域，混凝土强度满足施工要求后，吊装微型桩群桩钻孔定位导向装置的导向部分，调整导向部分使其水平后，使用紧固螺母（16）进行紧固；
五、根据孔位将各微型桩第一节标准钢护筒（6）通过微型桩群桩钻孔定位导向装置对称打入土体或跟管钻入土体；
六、第一节标准钢护筒（6）全部打入土体后，逐一进行各标准钢护筒（6）跟管施工，利用偏心钻头边下钻边跟进标准钢护筒（6），直至钻孔到达岩面；
七、全部微型桩的钢护筒均跟管到岩面后，割除顶部标准钢护筒（6）超出设计标高部分形成顶部钢护筒（5）；逐一进行各微型桩入岩部分施工，完成后清孔；
八、将加工好的钢筋笼节段（7）运至微型桩桩群施工区进行逐节下放，先下放底部设计主筋（8）弯成锥形的钢筋笼节段（7），钢筋笼节段（7）通过段钢筋暂时悬挂于钢护筒（2），后续放置的钢筋笼节段（7）均与前节进行对中搭接焊接，焊接后去除短钢筋并下放，直至达到设计长度，最后钢筋笼（4）顶部同钢护筒（2）进行焊接，防止混凝土（3）浇筑时，钢筋笼（4）上浮；
九、全部孔内钢筋笼（4）下放完成后，先向孔内下放混凝土导管至桩底，然后将导管与泵车连接；从底往上进行连续浇筑，直至达到设计标高。
2.根据权利要求1所述大直径桩基的微型桩群围护结构的施工方法，其特征在于：步骤九中的混凝土（3）的粗骨料粒径小于15mm，坍落度为200mm~220mm。
3.根据权利要求1所述大直径桩基的微型桩群围护结构的施工方法，其特征在于：定位控制盘（10）包括同轴的内圈和外圈，内圈和外圈之间用均布的小圆环连接，设计主筋（8）穿过小圆环并焊接固定。
4.根据权利要求1所述大直径桩基的微型桩群围护结构的施工方法，其特征在于：完成步骤九后，松开导向装置的紧固螺母（16），吊起微型桩群桩钻孔定位导向装置至下一施工位置。
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