CN110485453A - 一种桩承台基础结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桩承台基础结构，尤其是涉及一种桩承台基础结构，包括压入地表以对施工进行定位的钢护筒、竖向穿设在所述定位钢护筒内的混凝土桩以及通过混凝土浇筑于所述混凝土桩顶端且位于地面以上的承台，所述混凝土桩的外径与所述定位钢护筒的内径相适配；所述混凝土桩包括多根竖向连接的预制管桩，所述预制管桩内部设有沿轴线贯穿的预留腔，所述预制管桩的两端预埋有环形端板，竖向相邻的两所述预制管桩通过环形端板焊接连接，所述预制管桩上开设有多个与预留腔相连通的出浆孔，所述出浆孔处连接有密封部。本发明的优点是稳定性高，与松散土层结合力强。

Description

一种桩承台基础结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及桩承台基础结构，尤其是涉及一种桩承台基础结构及其施工方法。

背景技术

桩承台是指当建筑物采用桩基础时，在群桩基础上将桩顶用钢筋混凝土平台或者平板连成整体基础，以承受其上荷载的结构。

现有施工中，大多采用钻孔桩承台基础和预制桩承台基础，其中，钻孔桩承台基础主要包括施工准备-成孔-下笼-灌注混凝土-浇筑承台，施工时，通过机械设备在地面上初步钻孔，然后按照要求将钢护筒压入土中，在钢护筒的外侧填充黏土并夯实，防止地表水从该处渗出，旋挖钻机就位后，调整钻头位置并伸入钢护筒内朝下钻孔，成孔后，将预制的钢筋笼吊装至孔内，然后浇筑混凝土桩和承台。

但是上述施工方法仅适用于土层较为密实的地区，在土层较为松散的地区成孔后，孔壁四周的土层可能会由于较为松散而发生坍塌，导致成孔不符合设计要求，影响工程质量和施工进度。

预制桩承台基础主要包括施工准备-放样定位-沉桩-浇筑承台，施工时，在指定区域对桩位进行放样，沉桩设备就位后，通过起吊设备将预制桩吊装在沉桩设备上进行送桩，送桩完成后，浇筑混凝土承台。

上述施工方法虽然能够靠压力将预制桩压入松散地层并完成预制桩施工，但是由于地下土层较为松散，因此，预制桩与土层的结合能力较差，当该地区发生强降雨或较大震动时，地下的土体会更加松散，进而降低对混凝土桩的横向支撑，严重时可能导致预制桩发生错位，造成安全隐患。

综上可知，如何在土层较为松散的地区保证正常施工及施工质量成为急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一是提供一种桩承台基础结构，其具有稳定性高，与松散土层结合力强的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种桩承台基础结构，包括压入地表以对施工进行定位的钢护筒、竖向穿设在所述定位钢护筒内的混凝土桩以及通过混凝土浇筑于所述混凝土桩顶端且位于地面以上的承台，所述混凝土桩的外径与所述定位钢护筒的内径相适配；

所述混凝土桩包括多根竖向连接的预制管桩，所述预制管桩内部设有沿轴线贯穿的预留腔，所述预制管桩的两端预埋有环形端板，竖向相邻的两所述预制管桩通过环形端板焊接连接，所述预制管桩上开设有多个与预留腔相连通的出浆孔，所述出浆孔处连接有密封部。

通过采用上述技术方案，本申请中桩承台基础结构的设置，方便工作人员在土层较为松散的地区进行施工并保证施工质量，当工作人员对混凝土桩施工完毕后，可通过预留腔加压灌注混凝土，使浆液由出浆孔流出并与周围土体形成一体的水泥锚固体，提高混凝土桩自身的抗压强度以及承担外荷载的能力。

本发明进一步设置为：所述密封部由高强度塑料薄膜制成，其粘接于所述出浆孔处。

通过采用上述技术方案，其本身具有一定强度，不易被损坏，能够有效的对出浆孔进行保护。

本发明进一步设置为：所述混凝土桩的底端焊接有便于破开土层的锥形头。

通过采用上述技术方案，锥形头的设置，用于破开土层，从而减小送桩阻力。

本发明进一步设置为：所述混凝土桩的顶端螺栓连接有桩帽。

通过采用上述技术方案，桩帽的设置，用于对预留腔进行封堵，以便进行养护。

本发明进一步设置为：所述桩帽上设有钢筋锚固件，其包括螺纹连接在所述桩帽上且竖直设置的螺杆、固接在所述螺杆自由端且水平设置的圆盘以及焊接固定在所述圆盘上且呈圆周分布的钢筋倒钩。

通过采用上述技术方案，钢筋锚固件的设置，用于加强混凝土桩与承台之间的连接强度和结合程度。

本发明进一步设置为：所述钢护筒位于地表上方的外壁上固接有一圈搭接在地面上的翻边，所述翻边的下表面涂设有遇水膨胀密封胶，所述钢护筒四周通过砂浆固定。

通过采用上述技术方案，翻边的设置，用于对钢护筒进行支撑；而遇水膨胀密封胶主要起一道密封的作用，其与砂浆之间配合使用，能够防止地表水渗出。

针对现有技术存在的不足，本发明的目的二是提供一种桩承台基础结构的施工方法，其具有能够在土层较为松散的地区进行正常施工且保证施工质量的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种桩承台基础结构的施工方法，包括以下施工步骤：

S1：施工准备，清除杂物，更换施工场地地表的软土并夯实，在钻机作业处铺设路基板，将施工场地与便道之间修正并形成方便施工车辆行驶的平顺坡面；

S2：放样，根据施工要求采用全站仪在指定区域对桩位进行放样，即埋设十字护桩，使其高出地面10-20cm，并用砂浆或混凝土固定，保证护桩不位移，在十字护桩之间拉线，确定钻点；

S3：安装钢护筒，钻机就位后，找准钻点，将钢护筒埋设范围内的土体挖除，通过起吊将钢护筒吊装就位，并在其翻边的下表面处涂遇水膨胀密封胶，然后压入土体内，钢护筒外侧通过黏土填满夯实，防止地表水渗出；

S4：复测桩位，在钢护筒的顶端搭接木板，重新在十字护桩之间拉线，测量两拉线交叉点与木板的垂直距离，误差小于50mm，对钻孔前的各项设备进行核查；

S5：钻孔松土，调整钻头位置，使其中心与钢护筒中心对准后，根据设计要求进行钻孔，直到钻孔达到设计要求；

S7：沉桩，沉桩设备就位后，通过起重钩将预制管桩吊装于钻孔的正上方，然后通过沉桩设备的导板夹具或桩箍将预制管桩竖直固定在桩架上，在保证桩身中心线与钻孔中心线重合后开始送桩，当混凝土桩触碰到坍塌的土层时，锥形头在压力的作用下破开土层，直到混凝土桩达到指定深度；

S8：灌注混凝土加固，在混凝土桩顶部的预留腔处密封安装注浆管并使其伸入预留腔内，然后通过注浆管进行加压注浆，注浆过程中注浆管埋入混凝土内的深度控制在2米-6米之间，同时保证注浆连续，当浆液流至每根预制管桩的出浆孔处时，密封部受压被撑开，浆液由出浆孔流出并与周围土体形成一体的水泥锚固体，注浆完成后，通过桩帽封堵预留腔；

S9：现浇承台，在混凝土桩的四周安装模板，通过注浆管在模板内浇筑承台，使其与混凝土柱充分结合并共同受力的整体，浇筑完成后，对承台进行养护处理。

通过采用上述技术方案，本申请的施工方法中，通过设置钢护筒对混凝土桩施工进行定位和导向；通过先钻孔松土，再送桩的方式，降低了送桩的阻力，解决了钻孔坍塌而无法继续施工的问题；通过灌注混凝土对混凝土桩和其周围的土体进行加固，使之形成一体的水泥锚固体；最终通过浇筑承台，使其与混凝土柱充分结合并共同受力的整体，从而大大提高了上层建筑的安全性和稳定性。

本发明进一步设置为：在步骤S5中，钻孔施工时轻压慢进，钻头转速不大于10转每分钟，待钻杆全部进入孔内后逐步加速正常钻进，在砂层等松散易坍塌地层中慢转速慢钻进，时刻注意地层变化，及时捞取样渣保存并核实地质情况。

通过采用上述技术方案，尽可能降低土层坍塌的可能性，保证钻孔的完整性，以便送桩。

本发明进一步设置为：在步骤S7中，当第一根预制管桩的顶端距地面0.8-1m时，通过另一台起吊设备将第二根预制管桩起吊并立于第一根预制管桩的顶端，对准后采用焊接的方式进行接桩。

通过采用上述技术方案，能够保证接桩的精度，提高竖向相邻两预制管桩之间的连接强度。

本发明进一步设置为：步骤S8还包括制作钢筋锚固件，取用预先折弯的钢筋倒钩焊接在圆盘的一侧，且使其呈圆周分布，在圆盘远离钢筋倒钩的一侧焊接一螺杆，并将其螺纹连接在桩帽上。

通过采用上述技术方案，钢筋锚固件的设置，用于加强混凝土桩与承台之间的连接强度和结合程度。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、本申请中桩承台基础结构的设置，方便工作人员在土层较为松散的地区进行施工并保证施工质量，当工作人员对混凝土桩施工完毕后，可通过预留腔加压灌注混凝土，使浆液由出浆孔流出并与周围土体形成一体的水泥锚固体，提高混凝土桩自身的抗压强度以及承担外荷载的能力；

2、通过设置钢护筒对混凝土桩施工进行定位和导向；

3、通过先钻孔松土，再送桩的方式，降低了送桩的阻力，解决了钻孔坍塌而无法继续施工的问题；

4、通过浇筑承台，使其与混凝土柱充分结合并共同受力的整体，从而大大提高了上层建筑的安全性和稳定性。

附图说明

图1是本发明中桩承台基础结构的示意图；

图2是体现预制管桩内部结构的剖视图；

图3是桩承台基础结构施工的流程图。

图中，1、钢护筒；11、翻边；2、混凝土桩；21、预制管桩；22、预留腔；23、环形端板；24、锥形头；25、出浆孔；26、桩帽；3、钢筋锚固件；31、螺杆；32、圆盘；33、钢筋倒钩；4、承台；5、水泥锚固体。

具体实施方式

实施例1：

参照图1，为本发明公开的一种桩承台基础结构，包括钢护筒1、混凝土桩2、钢筋锚固件3和承台4，其中，钢护筒1的内径与混凝土桩2的外径相适配，其用于对混凝土桩2施工进行定位和导向。在钢护筒1位于地表上方的外壁上固接有一圈翻边11，其搭接在地面上对筒体进行支撑，在翻边11的下表面涂设有遇水膨胀密封胶，用于防止地表水渗出。安装时，通过钻机将钢护筒1埋设范围内的土体挖除，通过起吊将钢护筒1吊装就位，然后在钢护筒1的四周通过涂抹砂浆进行固定。

混凝土桩2设置为多根，本实施例以其中一根为例进行说明。混凝土桩2包括多根竖向连接的预制管桩21，预制管桩21在工厂内加工为成品，经检验合格后运输到施工现场。预制管桩21内部设有沿轴线贯穿桩体的预留腔22，其不仅能够减轻自身重量，便于起吊和安装，还能够为后续混凝土加固提供浇筑通道。预制管桩21的两端预埋有环形端板23，施工时，先通过钻机钻孔以进行松土，然后通过起重钩将预制管桩21吊装于钢护筒1的正上方，并保证两者的中心线重合，通过沉桩设备的导板夹具或桩箍将预制管桩21竖直固定在桩架上进行送桩，竖向相邻的两预制管桩21之间通过环形端板23焊接连接，以便进行接桩。为方便混凝土桩2破开土层，在混凝土桩2的底端焊接锥形头24，用于减小送桩阻力。

参照图1和图2，预制管桩21上开设有多个与预留腔22相连通的出浆孔25，出浆孔25处胶粘有密封部，用于对出浆孔25进行封堵，防止土体在送桩的过程中进入预留腔22内。密封部由高强度塑料薄膜制成，其本身具有一定强度，不易被损坏。

由于地下的土层十分松散，因此，当混凝土桩2在施工完毕后，其无法与周围的土体牢靠固定，当该地区发生强降雨或较大震动时，地下的土体会更加松散，降低对混凝土桩2的横向支撑，易导致其发生错位，进而影响上层建筑的安全性和稳定性，为解决该问题，在混凝土桩2施工完成的情况下，采用灌注混凝土加固。具体操作为：在混凝土桩2顶部的预留腔22处密封安装注浆管并使其伸入预留腔22内，然后通过注浆管进行加压注浆，当浆液流至每根预制管桩21的出浆孔25处时，密封部会受压力的影响而被撑开，使浆液由出浆孔25流出并与周围土体形成一体的水泥锚固体5，提高混凝土桩2自身的抗压强度以及承担外荷载的能力，注浆完成后，通过桩帽26封堵预留腔22进行养护。

参照图1，钢筋锚固件3设置在桩帽26上，用于加强混凝土桩2与承台4之间的连接强度和结合程度。钢筋锚固件3包括螺纹连接在桩帽26上且竖直设置的螺杆31、固接在螺杆31自由端且水平设置的圆盘32以及焊接固定在圆盘32上且呈圆周分布的钢筋倒钩33，制作时可现场操作，制作完成后，直接将其固定在桩帽26上即可，操作简单、安装方便。

承台4由混凝土浇筑而成，施工时，在混凝土桩2的四周安装模板，通过注浆管在模板内浇筑承台4，使其与混凝土柱充分结合并形成共同受力的整体。

本申请中桩承台4基础结构的设置，方便工作人员在土层较为松散的地区进行施工并保证施工质量，当工作人员对混凝土桩2施工完毕后，可通过预留腔22加压灌注混凝土，使浆液由出浆孔25流出并与周围土体形成一体的水泥锚固体5，提高混凝土桩2自身的抗压强度以及承担外荷载的能力。

参照图1和图3，一种桩承台基础结构的施工方法，包括以下施工步骤：

S1：施工准备，清除杂物，更换施工场地地表的软土并夯实，在钻机作业处铺设路基板，将施工场地与便道之间修正并形成方便施工车辆行驶的平顺坡面；

S2：放样，根据施工要求采用全站仪在指定区域对桩位进行放样，即埋设十字护桩，使其高出地面10-20cm，并用砂浆或混凝土固定，保证护桩不位移，在十字护桩之间拉线，确定钻点；

S3：安装钢护筒1，钻机就位后，找准钻点，将钢护筒1埋设范围内的土体挖除，通过起吊将钢护筒1吊装就位，并在其翻边11的下表面处涂遇水膨胀密封胶，然后压入土体内，钢护筒1外侧通过黏土填满夯实，防止地表水渗出；

S4：复测桩位，在钢护筒1的顶端搭接木板，重新在十字护桩之间拉线，测量两拉线交叉点与木板的垂直距离，误差小于50mm，对钻孔前的各项设备进行核查；

S5：钻孔松土，调整钻头位置，使其中心与钢护筒1中心对准后，根据设计要求进行钻孔，钻孔施工时轻压慢进，钻头转速不大于10转每分钟，待钻杆全部进入孔内后逐步加速正常钻进，在砂层等松散易坍塌地层中慢转速慢钻进，时刻注意地层变化，及时捞取样渣保存并核实地质情况，直到钻孔达到设计要求；

S7：沉桩，沉桩设备就位后，通过起重钩将预制管桩21吊装于钻孔的正上方，然后通过沉桩设备的导板夹具或桩箍将预制管桩21竖直固定在桩架上，在保证桩身中心线与钻孔中心线重合后开始送桩，当第一根预制管桩21的顶端距地面0.8-1m时，通过另一台起吊设备将第二根预制管桩21起吊并立于第一根预制管桩21的顶端，对准后采用焊接的方式进行接桩；当混凝土桩2触碰到坍塌的土层时，锥形头24在压力的作用下破开土层，直到混凝土桩2达到指定深度；

S8：灌注混凝土加固，在混凝土桩2顶部的预留腔22（见图2）处密封安装注浆管并使其伸入预留腔22内，然后通过注浆管进行加压注浆，注浆过程中注浆管埋入混凝土内的深度控制在2米-6米之间，同时保证注浆连续，当浆液流至每根预制管桩21的出浆孔25处时，密封部受压被撑开，浆液由出浆孔25流出并与周围土体形成一体的水泥锚固体5，注浆完成后，通过桩帽26封堵预留腔22并制作钢筋锚固件3，具体操作为：取用预先折弯的钢筋倒钩33焊接在圆盘32的一侧，且使其呈圆周分布，在圆盘32远离钢筋倒钩33的一侧焊接一螺杆31，并将其螺纹连接在桩帽26上；

S9：现浇承台4，在混凝土桩2的四周安装模板，通过注浆管在模板内浇筑承台4，使其与混凝土柱充分结合并共同受力的整体，浇筑完成后，对承台4进行养护处理。

本申请的施工方法中，通过设置钢护筒1对混凝土桩2施工进行定位和导向；通过先钻孔松土，再送桩的方式，降低了送桩的阻力，解决了钻孔坍塌而无法继续施工的问题；通过灌注混凝土对混凝土桩2和其周围的土体进行加固，使之形成一体的水泥锚固体5；最终通过浇筑承台4，使其与混凝土柱充分结合并共同受力的整体，从而大大提高了上层建筑的安全性和稳定性。

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 (10)

1.一种桩承台基础结构，其特征在于：包括压入地表以对施工进行定位的钢护筒(1)、竖向穿设在所述定位钢护筒(1)内的混凝土桩(2)以及通过混凝土浇筑于所述混凝土桩(2)顶端且位于地面以上的承台(4)，所述钢护筒(1)的内径与所述混凝土桩(2)的外径相适配；

所述混凝土桩(2)包括多根竖向连接的预制管桩(21)，所述预制管桩(21)内部设有沿轴线贯穿的预留腔(22)，所述预制管桩(21)的两端预埋有环形端板(23)，竖向相邻的两所述预制管桩(21)通过环形端板(23)焊接连接，所述预制管桩(21)上开设有多个与预留腔(22)相连通的出浆孔(25)，所述出浆孔(25)处连接有密封部。

2.根据权利要求1所述的一种桩承台基础结构，其特征在于：所述密封部由高强度塑料薄膜制成，其粘接于所述出浆孔(25)处。

3.根据权利要求1所述的一种桩承台基础结构，其特征在于：所述混凝土桩(2)的底端焊接有便于破开土层的锥形头(24)。

4.根据权利要求1所述的一种桩承台基础结构及其施工方法，其特征在于：所述混凝土桩(2)的顶端螺栓连接有桩帽(26)。

5.根据权利要求4所述的一种桩承台基础结构，其特征在于：所述桩帽(26)上设有钢筋锚固件(3)，其包括螺纹连接在所述桩帽(26)上且竖直设置的螺杆(31)、固接在所述螺杆(31)自由端且水平设置的圆盘(32)以及焊接固定在所述圆盘(32)上且呈圆周分布的钢筋倒钩(33)。

6.根据权利要求1所述的一种桩承台基础结构，其特征在于：所述钢护筒(1)位于地表上方的外壁上固接有一圈搭接在地面上的翻边(11)，所述翻边(11)的下表面涂设有遇水膨胀密封胶，所述钢护筒(1)四周通过砂浆固定。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的桩承台基础结构的施工方法，其特征在于：包括以下施工步骤：

S1：施工准备，清除杂物，更换施工场地地表的软土并夯实，在钻机作业处铺设路基板，将施工场地与便道之间修正并形成方便施工车辆行驶的平顺坡面；

S2：放样，根据施工要求采用全站仪在指定区域对桩位进行放样，即埋设十字护桩，使其高出地面10-20cm，并用砂浆或混凝土固定，保证护桩不位移，在十字护桩之间拉线，确定钻点；

S3：安装钢护筒(1)，钻机就位后，找准钻点，将钢护筒(1)埋设范围内的土体挖除，通过起吊将钢护筒(1)吊装就位，并在其翻边(11)的下表面处涂遇水膨胀密封胶，然后压入土体内，钢护筒(1)外侧通过黏土填满夯实，防止地表水渗出；

S4：复测桩位，在钢护筒(1)的顶端搭接木板，重新在十字护桩之间拉线，测量两拉线交叉点与木板的垂直距离，误差小于50mm，对钻孔前的各项设备进行核查；

S5：钻孔松土，调整钻头位置，使其中心与钢护筒(1)中心对准后，根据设计要求进行钻孔，直到钻孔达到设计要求；

S7：沉桩，沉桩设备就位后，通过起重钩将预制管桩(21)吊装于钻孔的正上方，然后通过沉桩设备的导板夹具或桩箍将预制管桩(21)竖直固定在桩架上，在保证桩身中心线与钻孔中心线重合后开始送桩，当混凝土桩(2)触碰到坍塌的土层时，锥形头(24)在压力的作用下破开土层，直到混凝土桩(2)达到指定深度；

S8：灌注混凝土加固，在混凝土桩(2)顶部的预留腔(22)处密封安装注浆管并使其伸入预留腔(22)内，然后通过注浆管进行加压注浆，注浆过程中注浆管埋入混凝土内的深度控制在2米-6米之间，同时保证注浆连续，当浆液流至每根预制管桩(21)的出浆孔(25)处时，密封部受压被撑开，浆液由出浆孔(25)流出并与周围土体形成一体的水泥锚固体(5)，注浆完成后，通过桩帽(26)封堵预留腔(22)；

S9：现浇承台(4)，在混凝土桩(2)的四周安装模板，通过注浆管在模板内浇筑承台(4)，使其与混凝土柱充分结合并形成共同受力的整体，浇筑完成后，对承台(4)进行养护处理。

8.根据权利要求7所述桩承台基础结构的施工方法，其特征在于：在步骤S5中，钻孔施工时轻压慢进，钻头转速不大于10转每分钟，待钻杆全部进入孔内后逐步加速正常钻进，在砂层等松散易坍塌地层中慢转速慢钻进，时刻注意地层变化，及时捞取样渣保存并核实地质情况。

9.根据权利要求7所述的桩承台基础结构的施工方法，其特征在于：在步骤S7中，当第一根预制管桩(21)的顶端距地面0.8-1m时，通过另一台起吊设备将第二根预制管桩(21)起吊并立于第一根预制管桩(21)的顶端，对准后采用焊接的方式进行接桩。

10.根据权利要求7所述的桩承台基础结构的施工方法，其特征在于：步骤S8还包括制作钢筋锚固件(3)，取用预先折弯的钢筋倒钩(33)焊接在圆盘(32)的一侧，且使其呈圆周分布，在圆盘(32)远离钢筋倒钩(33)的一侧焊接一螺杆(31)，并将其螺纹连接在桩帽(26)上。