CN112012222B - 一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地铁基坑施工技术领域，具体涉及一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统及其施工方法，其系统包括导墙、沿着导墙分布的若干槽孔、安装在槽孔内的桩基、安装在桩基中心的立柱，所述桩基包括横截面为长方形的钢筋笼，所述钢筋笼宽度方向上与立柱焊接连接，所述槽孔内浇注有用于填充空隙和稳固桩基与立柱的混凝土，通过上述结构设计，将桩基础截面为矩形截面，减少了材料用量，采用双轮铣进行施工，降低了施工过程中的噪音污染，提高了施工效率。

Description

一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统及其施工方法

技术领域

本发明属于地铁基坑施工技术领域，具体涉及一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统及其施工方法。

背景技术

在城市老城区修建地铁车站，施工场地较为狭小，车站周边建筑物密集，基坑距离两边的建筑物距离较近，车站施工对周边环境影响严重，特别是临近医院敏感区域，对施工振动及噪音要求严格。

在复杂环境的地铁基坑中，通常采用盖挖或半盖挖车站形式，立柱桩作为一种基坑支撑体系的构件，用来承受支撑体系的竖向荷载，增加整个支撑体系的稳定性。立柱桩桩体桩基通常设计成圆形截面，根据断面形式采用冲击钻或者旋挖钻施工，这种结构形式及施工方法有以下四个缺点：（1）在硬岩地层施工，特别是有倾斜岩面钻进施工，容易造成偏孔，后期钢筋笼及格构柱下不进去；（2）在采用冲击钻或旋挖机施工立柱桩时，在硬岩地层成孔工效慢、且旋挖机施工噪音大，特别是甩土声音大，无法满足城市敏感区域硬岩地层施工需求；（3）圆形截面桩体桩基混凝土导管从格构柱中下放进行浇筑，在浇筑过程中容易造成卡管、埋管等问题；（4）格构柱为方形型钢结构，在圆形桩孔里不易对中，容易造成格构柱结构偏位，需要采用特制的对中架。针对以上四个缺点，有必要对立柱桩截面形式及施工机械改进。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供了一种适合城市敏感区硬岩地层地铁车站施工立柱桩结构，同时提供一种适合城市敏感区硬岩地层地铁车站施工立柱桩施工方法是本发明的另一目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统，包括导墙、沿着导墙分布的若干槽孔、安装在槽孔内的桩基、安装在桩基中心的立柱，所述桩基包括横截面为长方形的钢筋笼，所述钢筋笼宽度方向上与立柱焊接连接，所述槽孔内浇注有用于填充空隙和稳固桩基与立柱的混凝土，所述钢筋笼的横截面内部长度大于对应立柱的横截面外部长度，所述钢筋笼横截面内部宽度与对应的待焊接的立柱的横截面外部宽度相匹配，所述立柱为格构柱，所述格构柱插入钢筋笼内的长度为钢筋笼总长度的50%~60%。

进一步，所述导墙上设有可拆卸的临时吊挂钢筋笼的吊挂构件，所述吊挂构件位于槽孔顶面。

进一步，所述导墙上开设有挂孔，所述吊挂构件为槽钢，所述钢筋笼上对应分布有若干挂吊加强筋，所述槽钢两端分别插入导墙的挂孔内和钢筋笼的挂吊加强筋内。

进一步，所述槽孔的与钢筋笼的形状大小相匹配。

一种城市敏感区硬岩地层立柱桩的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：开挖导墙，沿着开挖的导墙绑钢筋、支模板、浇筑混凝土，在浇注混凝土前在对应开挖槽孔位置的顶面预留若干吊挂钢筋笼用的挂孔；

S2：采用双轮铣按照放线标记铣槽至指定深度形成槽孔；

S3：将预制的钢筋笼吊放入槽孔内，钢筋笼临时吊挂于导墙上；

S4：吊放预制的格构柱，插入至钢筋笼内预定深度，格构柱的宽度方向采用钢筋头与钢筋笼焊牢；

S5：解除临时吊挂，并通过吊车将钢筋笼及格构柱同步下放到接近指定标高处，下放过程中格构柱保持自由垂直状态；

S6：安装格构柱校正架，通过校正架调整格构柱的平面位置，通过水准仪控制格构柱柱顶标高，调整至设计位置后将格构柱固定牢固；

S7：清孔，灌注平台就位、调平，对中钢筋笼导管通道，浇筑水下混凝土；

S8：混凝土终凝后，孔口回填粗砂充满桩顶以上空隙，防止格构柱倾斜。

进一步，所述S1中导墙宽度为基础宽度加50mm的施工余量，采用机械开挖和人工修整相结合的方法开挖导墙。

进一步，所述S2中，双轮铣施工时，根据放线标志在双轮铣孔口设置导向架，在双轮铣开孔过程中固定铣头，起到导向的作用，施工时双轮铣垂直进入槽段，将双轮铣切割轮对准孔位徐徐入槽切削，将土体或岩体切割成粒径为70mm以下的碎块，并使之与泥浆相混合，然后由双轮铣内的离心泵将碎块和泥浆溶液一同抽出开挖槽，铣槽施工直至桩底深度。

进一步，所述步骤S3中，当钢筋笼的笼体进入到槽孔80%~90%，将钢筋笼的吊挂加强筋对准挂孔，停止下放钢筋笼，并将槽钢穿过钢筋笼的吊挂加强筋，通过槽钢将钢筋笼架在导墙上。

通过以上技术方案，本发明的有益效果为：

1）本发明采用矩形截面的条形桩基础作为立柱桩基，既可以缩短桩基的长度，减少立柱桩数量，下放格构柱时容易对中，混凝土浇筑不易卡管，在提高施工效率的同时，满足城市敏感区硬岩施工需求，钻孔成槽矩形截面与格构柱截面容易对齐，无需额外的对中装置就能保证格构柱的安装精度。

2）本发明的立柱桩结构及其施工方法，结构简单，施工方便，施工成本较低，采用双轮铣进行成槽施工，施工工效高，施工噪音较低，适合在城市敏感区硬岩地层施工。

附图说明

图1为本发明实施例中立柱桩整体结构示意图；

图2为本发明实施例中立柱桩结构的A-A向剖面图；

图3为本发明实施例中立柱桩结构的B-B向剖面图。

图中：1-桩基，2-立柱，3-钢筋笼。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统，如图1-3所示，包括导墙、沿着导墙分布的若干槽孔、安装在槽孔内的桩基1、安装在桩基1中心的立柱2，所述桩基1包括横截面为长方形的钢筋笼3，由若干主筋和箍筋焊接而成。所述钢筋笼3宽度方向上与立柱2焊接连接，立柱2的长度方向上通过浇注混凝土稳固，所述钢筋笼3的横截面内部长度大于对应立柱2的横截面外部长度，使得基础更加稳定，所述钢筋笼3横截面内部宽度与对应的待焊接的立柱2的横截面外部宽度相匹配，便于与立柱2焊接，稳固立柱2，为了便于施工，实施例中，所述钢筋笼3的截面尺寸长2.8米、宽1米，所述立柱2实施中通常为格构柱，横截面为正方形，边长略小于1米，使得正好可以插入钢筋笼3内，所述格构柱插入钢筋笼3内的长度为钢筋笼3总长度的50%~60%，实施中所述立柱2插入条形桩钢筋笼3内2.5米～3米，所述桩基1埋入底板深度5米。所述槽孔内浇注有用于填充空隙和稳固桩基1与立柱2的混凝土。所述导墙上设有可拆卸的临时吊挂钢筋笼3的吊挂构件，所述吊挂构件位于槽孔顶面，具体可以设置为，在所述导墙上开设有挂孔，所述吊挂构件为槽钢，所述钢筋笼3上对应分布有若干挂吊加强筋，所述槽钢两端分别插入导墙的挂孔内和钢筋笼3的挂吊加强筋内，所述槽孔的与钢筋笼3的形状大小相匹配。

一种城市敏感区硬岩地层立柱桩的施工方法，包括如下步骤：

1）导墙施工：导墙宽度为基础宽度加50mm的施工余量，采用机械开挖和人工修整相结合的方法开挖导墙，导墙开挖之后进行绑钢筋、支模板、浇筑混凝土，在浇注混凝土前在对应开挖槽孔位置的顶面预留若干吊挂钢筋笼3用的挂孔。

2）采用铣槽机进行铣槽施工，根据放线标志在双轮铣孔口设置导向架，在双轮铣开孔过程中固定铣头，起到导向的作用，施工时液压铣槽机垂直槽段，将液压铣槽机切割轮对准孔位徐徐入槽切削，将土体或岩体切割成70～80mm或更小的碎块，并使之与泥浆相混合，然后由液压铣槽机内的离心泵将碎块和泥浆溶液一同抽出开挖槽。铣槽施工直至桩底深度；

3）将预制的钢筋笼3吊放入槽孔内，钢筋笼3临时吊挂于导墙上，当钢筋笼3的笼体进入到槽孔80%~90%，将钢筋笼3的吊挂加强筋对准挂孔，停止下放钢筋笼3，并将槽钢穿过钢筋笼3的吊挂加强筋，通过槽钢将钢筋笼3架在导墙上；

4）吊放预制的格构柱，插入至钢筋笼3内预定深度，本实施例插入钢筋笼32.5米～3米，格构柱四面采用钢筋与钢筋笼3纵筋焊牢；

5）通过吊车将钢筋笼3及格构柱同步下放到接近指定标高处；

6）安装格构柱校正架，通过校正架调整格构柱的平面位置，通过水准仪控制格构柱柱顶标高，调整至设计位置后将格构柱固定牢固；

7）清孔，灌注平台就位、调平，对中钢筋笼3导管通道，浇筑水下混凝土，控制浇筑速度，防止格构柱上浮。

8）混凝土终凝后，槽孔口回填粗砂充满桩顶以上空隙，防止格构柱倾斜。

通过上述结构设计，变中立柱2基础截面为矩形截面，减少了材料用量。采用双轮铣进行立柱2基础施工，降低了施工过程中的噪音污染，提高了施工效率。

Claims (8)

1.一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统，其特征在于，包括导墙、沿着导墙分布的若干槽孔、安装在槽孔内的桩基、安装在桩基中心的立柱，所述桩基包括横截面为长方形的钢筋笼，所述钢筋笼宽度方向上与立柱焊接连接，所述槽孔内浇注有用于填充空隙和稳固桩基与立柱的混凝土，所述钢筋笼的横截面内部长度大于对应立柱的横截面外部长度，所述钢筋笼横截面内部宽度与对应的待焊接的立柱的横截面外部宽度相匹配，所述立柱为格构柱，所述格构柱插入钢筋笼内的长度为钢筋笼总长度的50%~60%。

2.如权利要求1所述的一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统，其特征在于，所述导墙上设有可拆卸的临时吊挂钢筋笼的吊挂构件，所述吊挂构件位于槽孔顶面。

3.如权利要求2所述的一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统，其特征在于，所述导墙上开设有挂孔，所述吊挂构件为槽钢，所述钢筋笼上对应分布有若干挂吊加强筋，所述槽钢两端分别插入导墙的挂孔内和钢筋笼的挂吊加强筋内。

4.如权利要求1所述的一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统，其特征在于，所述槽孔的与钢筋笼的形状大小相匹配。

5.一种如权利要求1-4任一权利要求所述的一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：开挖导墙，沿着开挖的导墙绑钢筋、支模板、浇筑混凝土，在浇注混凝土前在对应开挖槽孔位置的顶面预留若干吊挂钢筋笼用的挂孔；

S2：采用双轮铣按照放线标记铣槽至指定深度形成槽孔；

S3：将预制的钢筋笼吊放入槽孔内，钢筋笼临时吊挂于导墙上；

S4：吊放预制的格构柱，插入至钢筋笼内预定深度，格构柱的宽度方向采用钢筋头与钢筋笼焊牢；

S5：解除临时吊挂，并通过吊车将钢筋笼及格构柱同步下放到接近指定标高处，下放过程中格构柱保持自由垂直状态；

S6：安装格构柱校正架，通过校正架调整格构柱的平面位置，通过水准仪控制格构柱柱顶标高，调整至设计位置后将格构柱固定牢固；

S7：清孔，灌注平台就位、调平，对中钢筋笼导管通道，浇筑水下混凝土；

S8：混凝土终凝后，孔口回填粗砂充满桩顶以上空隙，防止格构柱倾斜。

6.如权利要求5所述的一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统的施工方法，其特征在于，所述S1中导墙宽度为基础宽度加50mm的施工余量，采用机械开挖和人工修整相结合的方法开挖导墙。

7.如权利要求5所述的一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统的施工方法，其特征在于，所述S2中，双轮铣施工时，根据放线标志在双轮铣孔口设置导向架，在双轮铣开孔过程中固定铣头，起到导向的作用，施工时双轮铣垂直进入槽段，将双轮铣切割轮对准孔位徐徐入槽切削，将土体或岩体切割成粒径为70mm以下的碎块，并使之与泥浆相混合，然后由双轮铣内的离心泵将碎块和泥浆溶液一同抽出开挖槽，铣槽施工直至桩底深度。

8.如权利要求5所述的一种城市敏感区硬岩地层立柱桩施工系统的施工方法，其特征在于，所述S3中，当钢筋笼的笼体进入到槽孔80%~90%，将钢筋笼的吊挂加强筋对准挂孔，停止下放钢筋笼，并将槽钢穿过钢筋笼的吊挂加强筋，通过槽钢将钢筋笼架在导墙上。

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