CN111733799A - 一种自护壁大直径混凝土空心管柱基础成型工法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自护壁大直径混凝土空心管柱基础成型工法，包括环形密致网钢筋笼骨架和水下环形护壁，环形密致网钢筋笼骨架由内外层纵向主筋、内外层环向箍筋、内外层环向加劲筋、径向筋、内外层定位筋和内外层环形密制网在工厂或现场绑扎制作；水下环形护壁由水下不分离自密实速凝混凝土浇筑在外层环形密制网与钻孔孔壁之间的间隙中形成。管桩基础桩身浇筑中无需外用大型模板，仅依靠自身结构和轻型内膜即可完成桩身浇筑成型，解决了大型模板制作、吊放和回收等难题，使得现场施工更加快捷高效，大大降低了工程造价。

Description

一种自护壁大直径混凝土空心管柱基础成型工法
技术领域：
本发明涉及桥梁工程和海洋风电工程等工程领域，具体涉及一种自护壁大直径混凝土空心管柱基础成型工法。
背景技术：
随着钢材和混凝土等材料的飞涨和国家对土木建造行业环保要求的提高，使得传统桩基础造价越来越高，节约材料等相关能源成为当前土木建造业面对的一大问题。随着上部结构荷载越来越大，对下部基础的承载性能要求越来越高，由于一些桩位场地条件的限制，大直径混凝土空心桩基础的使用成为最佳选择。传统大直径现浇空心桩基础，桩身浇筑中需要外用大型模板，施工措施复杂且桩身水下浇筑质量难以控制，使得桩基成型质量差且桩身承载力和耐久性得不到保障。
发明内容：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种自护壁大直径混凝土空心管柱基础成型工法，预先成型的水下环形护壁可以维护孔壁土体的稳定，从而保证钻孔底部清渣质量；桩身浇筑中无需外用大型模板，仅依靠自身结构和轻型内膜即可完成桩身浇筑成型，解决了大型模板制作、吊放和回收等难题，使得现场施工更加快捷高效，大大降低了工程造价；管桩基础桩身混凝土可实现清水环境或无水环境下浇筑，从而可实现高标号混凝土桩身，使得桩身耐久性能更强，承载性能更加可靠。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种自护壁大直径混凝土空心管柱基础成型工法，包含以下施工工序：
a)施工平台及机具准备，设计桩位处进行成孔作业，成孔后进行孔底清渣；
b)桩孔中下放环形密致网钢筋笼骨架至设计标高，环形密致网钢筋笼骨架外径小于桩孔直径，下放过程中通过环形密致网钢筋笼骨架上的外层定位筋实现环形密致网钢筋笼骨架的下放定位。所述环形密致网钢筋笼骨架由纵向主筋、环向箍筋、环向加劲筋、径向筋、定位筋和环形密致网组成；所述纵向主筋通过环向加劲筋连接，形成框架，框架内都设有环向加劲筋固定；所述的框架设有两组，且内外两层呈同心圆布置，两组框架之间设有径向筋支撑，框架外设有定位筋；所述环形密致网设有两层，分别通过定位筋与内外两层框架实现挂网紧固连接形成整体；
c)往环形密致网钢筋笼骨架中的外层环形密致网与桩孔孔壁的间隙中浇筑水下不分离自密实速凝混凝土形成水下环形护壁，通过环形密致网钢筋笼骨架上的外层定位筋可以保证水下环形护壁的厚度；
d)当水下环形护壁成型后，进行孔底清渣，然后孔底浇灌封底混凝土至设计标高。水下环形护壁的成型能保证钻孔底部清渣的质量，从而解决目前所存在的钻孔灌注桩清孔困难且难以达标的难题；
e)充水下放柔性芯模至设计标高。柔性芯模下放过程中尽量保持芯模内外水头平衡，至柔性芯模内部完全涨开并密贴环形密致网钢筋笼骨架中的内层环形密致网后，水下环形护壁、封底混凝土与柔性芯模形成环向的U型管壁结构。所述内层环形密致网具有一定的径向束箍作用，通过内层环形密致网和柔性芯模可以平衡柔性芯模中水的水平压力，从而约束柔性芯模充水过程中的横向变形；
f)采用高压水枪喷射U型管壁内壁(即环形密致网钢筋笼骨架部分)除去附于管壁上的泥砂，同时采用清水置换U型管壁中的泥浆，待U型管壁中泥浆采用清水稀释到一定标准后，往U型管壁中浇筑桩身混凝土至管桩成型。在设计桩长范围内可控承压水的地层，采用高压水枪喷射U型管壁内壁除去附于管壁上的泥砂后，可以抽空U型管壁中的泥浆，然后往U型管壁中浇筑桩身混凝土至管桩成型；
g)桩身浇筑完成后，抽空柔性芯模中的水，回收柔性芯膜。所述柔性芯膜下放前预先在外层涂有一层油性脱模膏。
优选地，所述环形密致网钢筋笼骨架外径比钻孔孔径小10～20cm，即成型水下环形护壁壁厚约为10～20cm。
优选地，环形密致网钢筋笼骨架中的内、外层环形密致网可为密致钢丝网或纤维网。
所述柔性芯模具有一定的抗张强度和较高的气密性，优选地，柔性芯模可为加劲型的橡胶芯模。
有益效果：
本发明提供了一种自护壁大直径混凝土空心管柱基础成型工法，其有益效果为：
1.在进行桩身浇筑时，通过水下环形护壁构造维护孔壁土体的稳定，从而保证钻孔底部清渣质量和桩身混凝土的成型质量；
2.使得基础在现场浇筑中无需外用大型模板，解决了大型模板制作、吊放和回收等难题，减少了现场施工措施，使得现场施工更加快捷高效，大大降低了工程造价；
3.桩身混凝土可实现清水环境下浇筑，也可在设计桩长范围内可控承压水的地层实现无水环境下浇筑，从而可实现高标号混凝土桩身，使得桩身耐久性能更强，承载性能更加可靠。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明工法依托结构立面示意图；
图2为环形密致网钢筋笼骨架立面示意图；
图3为柔性芯模结构立面示意图；
图4为本发明工法成桩立面示意图。
图中，1a-纵向主筋、1b-环向箍筋、1c-环向加劲筋、1d-径向筋、1e-定位筋、2-环形密致网、3-水下环形护壁、4-柔性芯模。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
一种自护壁大直径混凝土空心管柱基础成型工法，包括环形密致网钢筋笼骨架、水下环形护壁3和柔性芯模4。其中环形密致网钢筋笼骨架由纵向主筋1a、环向箍筋1b、环向加劲筋1c、径向筋1d、定位筋1e和环形密致网2组成。
实施中，环形密致网钢筋笼骨架设有两层，上述结构由内外层纵向主筋、内外层环向箍筋、内外层环向加劲筋、径向筋、定位筋1e和内外层环形密致网在工厂或现场绑扎制作。其中，先整体绑扎内外层纵向主筋、内外层环向箍筋、内外层环向加劲筋、径向筋、内外层定位筋，再通过内外层定位筋实现内外层环形密致网与钢筋笼骨架的挂网紧固连接。
环形密致网钢筋笼骨架外径比桩孔孔径小a左右，优化的a＝10～20cm，往外层环形密致网2与桩孔孔壁的间隙中浇筑水下不分离自密实速凝混凝土至水下环形护壁3成型，即优化的成型水下环形护壁3厚度约为10～20cm。
实施步骤如下：
a)施工平台及机具准备，设计桩位处进行成孔作业，成孔后进行孔底清渣；
b)桩孔中下放环形密致网钢筋笼骨架至设计标高，环形密致网钢筋笼骨架外径小于桩孔直径，下放过程中通过环形密致网钢筋笼骨架上的外层定位筋实现环形密致网钢筋笼骨架的下放定位。
c)往环形密致网钢筋笼骨架中的外层环形密致网2与桩孔孔壁的间隙中浇筑水下不分离自密实速凝混凝土形成水下环形护壁3。
通过环形密致网钢筋笼骨架上的外层定位筋可以保证水下环形护壁3的厚度；
d)当水下环形护壁3成型后，进行孔底清渣，然后孔底浇灌封底混凝土至设计标高。
水下环形护壁3的成型能保证钻孔底部清渣的质量，从而解决目前所存在的钻孔灌注桩清孔困难且难以达标的难题；
e)充水下放柔性芯模4至设计标高。柔性芯模4下放过程中尽量保持芯模内外水头平衡，至柔性芯模4内部充水涨开并密贴环形密致网钢筋笼骨架中的内层环形密致网2后，水下环形护壁3、封底混凝土与柔性芯模4形成环向的U型管壁结构。
内层环形密致网2具有一定的径向束箍作用，通过内层环形密致网2和柔性芯模4可以平衡柔性芯模中水的水平压力，从而约束柔性芯模4充水过程中的横向变形；
f)采用高压水枪喷射U型管壁内壁(即环形密致网钢筋笼骨架部分)除去附于管壁上的泥砂，同时采用清水置换U型管壁中的泥浆，待U型管壁中泥浆采用清水稀释到一定标准后，往U型管壁中浇筑桩身混凝土至管桩成型。
在设计桩长范围内可控承压水的地层，采用高压水枪喷射U型管壁内壁除去附于管壁上的泥砂后，可以抽空U型管壁中的泥浆，然后往U型管壁中浇筑桩身混凝土至管桩成型；
g)桩身浇筑完成后，抽空柔性芯模4中的水，回收柔性芯膜4。
柔性芯膜4下放前预先在外层涂有一层油性脱模膏，便于脱模。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种自护壁大直径混凝土空心管柱基础成型工法，包括以下步骤：
a)设计桩位处进行成孔作业，成孔后进行孔底清渣；
b)桩孔中下放环形密致网钢筋笼骨架至设计标高；
c)往环形密致网钢筋笼骨架中的外层环形密致网与桩孔孔壁的间隙中浇筑水下不分离自密实速凝混凝土形成水下环形护壁；
d)当水下环形护壁成型后，进行孔底清渣，然后孔底浇灌封底混凝土至设计标高；
e)充水下放柔性芯模至设计标高，且柔性芯模内部充水涨开与环形密致网钢筋笼骨架中的内层环形密致网密贴；
所述水下环形护壁、封底混凝土与柔性芯模形成环向的U型管壁结构；
所述内层环形密致网具有一定的径向束箍作用，通过内层环形密致网和柔性芯模可以平衡柔性芯模中水的水平压力，从而约束柔性芯模充水过程中的横向变形；
f)采用高压水枪喷射U型管壁内壁除去附于管壁上的泥砂，同时采用清水置换U型管壁中的泥浆，待U型管壁中泥浆采用清水稀释到一定标准后，往U型管壁中浇筑桩身混凝土至管桩成型；
在设计桩长范围内可控承压水的地层，采用高压水枪喷射U型管壁内壁除去附于管壁上的泥砂后，可以抽空U型管壁中的泥浆，然后往U型管壁中浇筑桩身混凝土至管桩成型；
g)桩身浇筑完成后，抽空柔性芯模中的水，回收柔性芯膜。
2.根据权利要求1所述的一种自护壁大直径混凝土空心管柱基础成型工法，其特征在于，所述环形密致网钢筋笼骨架由纵向主筋、环向箍筋、环向加劲筋、径向筋、定位筋和环形密致网组成；所述纵向主筋通过环向加劲筋连接，形成框架，框架内都设有环向加劲筋固定；所述的框架设有两组，且内外两层呈同心圆布置，两组框架之间设有径向筋支撑，框架外设有定位筋；所述环形密致网设有两层，分别通过定位筋与内外两层框架实现挂网紧固连接形成整体。
3.根据权利要求1所述的一种自护壁大直径混凝土空心管柱基础成型工法，其特征在于，所述环形密致网钢筋笼骨架外径比钻孔孔径小10～20cm，即成型水下环形护壁壁厚约为10～20cm。
4.根据权利要求1所述的一种自护壁大直径混凝土空心管柱基础成型工法，其特征在于，所述环形密致网钢筋笼骨架中的内、外层环形密致网可为密致钢丝网或纤维网。
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