CN112081307B - 一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，包括以下步骤：平整硬化施工场地；在施工场地上搭设若干措施胎架；将十字型钢柱卧式放置在所有措施胎架上；在十字型钢柱四个翼缘板上弹定位线标记钢筋笼顶端和底端位置，钢筋笼顶端和底端的四条定位线分别位于同一平面；在钢筋笼顶端和底端对应的十字型钢柱上焊接第一定位件；在待植筋钢筋笼顶端和底端之间的十字型钢柱上再间隔均匀地焊接若干第一定位件；确定所有待焊接钢筋笼纵筋的焊接位置；依次在所有第一定位件的圆环板带上焊接钢筋笼纵筋，再绑扎拉筋，然后再绑架箍筋，完成箍筋后即得到劲性柱。该方法可以使十字型钢柱与钢筋笼连接牢固，不发生横向变形。

Description

一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法

技术领域

本发明属于建筑钢混结构施工技术领域，具体涉及一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法。

背景技术

对于地下保护性转换层转换柱的施工，一般是采用逆作法施工，所谓逆作法施工技术是在基坑开挖前首先沿建筑物地下室外墙施工地下连续墙支护结构，并进行桩基施工、浇筑钢筋混凝土柱、安装与混凝土柱或桩基对接的钢柱，然后施工首层楼板，通过首层楼板将地下连续墙、桩基与柱连在一起，作为施工期间承受上部结构自重和施工荷载的支承结构。在一些特殊地层或作业受限、周边障碍物较多的情况下，还会采取优化转换结构的做法，如将桩基础优化为劲性柱结构，不仅能缩小桩基直径，提高竖向支撑能力，缩短工期，减少孔内作业等不安全因素，尽早形成支护，防止施工阶段塌方现象。常规劲性柱是在桩孔内由人工在劲性柱骨架（十字型钢柱）上绑扎钢筋，然后再浇筑混凝土，而对于毗邻保护建筑物（如防空洞等）的桩孔，不但需要采用人工挖孔桩成孔，避免周边地层或岩层在施工时被机械振动引起土体或岩体撬动发生塌方，而且桩孔的孔径较小，孔内无人工绑扎钢筋的作业空间，那么劲性柱钢骨架需在孔外进行钢筋笼绑扎与固定工作，即劲性柱钢骨架与外包钢筋笼需在孔外制作成整体的劲性柱，然后再整体吊装入孔。

所以怎样在孔外对这一类劲性柱进行植筋，保证骨架与钢筋笼之间连接牢固，保证劲性柱的强度和刚度是本领域技术人员在设计劲性柱需要考虑的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就在于提供一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，该方法能使十字型钢柱与钢筋笼连接牢固，不发生横向变形，同时能有效避免吊装时破坏桩孔壁。

一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，包括以下步骤：

（1）平整硬化施工场地，备用；

（2）在施工场地上搭设若干措施胎架，所有措施胎架沿十字型钢柱纵向间隔设置，用于支撑十字型钢柱；所述措施胎架包括一根横梁以及两根支撑梁，横梁水平设置，两根支撑梁竖直设置且底部固定在横梁上，并在每根支撑梁对应的横梁两侧分别水平设有一根平衡梁，两根平衡梁分别与横梁垂直设置，且该两根平衡梁位于同一直线上；

（3）吊装十字型钢柱，将十字型钢柱卧式放置在所有措施胎架上，所述十字型钢柱一端的翼缘板上设有若干牛腿，用于安装钢梁，使得十字型钢柱的两块腹板放置在措施胎架两根支撑梁上，且十字型钢柱中心线对应措施胎架中心线，然后将支撑梁和对应的十字型钢柱腹板点焊固定；

（4）按待植筋钢筋笼设计长度，在十字型钢柱四个翼缘板上弹定位线标记待植筋钢筋笼顶端和底端位置，其中钢筋笼顶端为靠近设有牛腿一端，钢筋笼顶端和底端的四条定位线分别位于同一竖直平面；

（5）在待植筋钢筋笼顶端和底端对应的十字型钢柱上焊接第一定位件，所述第一定位件包括支撑框架以及设置在支撑框架外侧的圆环板带，焊接第一定位件时，先将支撑框架焊接固定在十字型钢柱翼缘板上，然后在焊接固定圆环板带，所述圆环板带具有一定宽度，并且圆环板带外径和待植筋钢筋笼直径对应；然后以这两个第一定位件为起止端拉设至少一条水平控制线；

（6）在待植筋钢筋笼顶端和底端之间的十字型钢柱上再间隔均匀地焊接若干第一定位件，并且所有圆环板带位于水平控制线以内并与所有水平控制线抵接；

（7）以待植筋钢筋笼顶端和底端对应的两圆环板带同一水平位置为基准点拉线、弹线，确定第一根待焊接钢筋笼纵筋的焊接位置；然后按待植筋钢筋笼纵筋设计间距沿圆环板带周长依次拉线、弹线，确定所有待焊接钢筋笼纵筋的焊接位置；

（8）根据步骤（7）确定的焊接位置，依次在所有第一定位件的圆环板带上焊接钢筋笼纵筋，纵筋在每个圆环板带的焊缝长度等于圆环板带宽度；

（9）完成所有钢筋笼纵筋的焊接后，再绑扎拉筋，最后再绑轧箍筋，完成箍筋的绑扎后即得到劲性柱。

进一步地，所述支撑框架包括四边形框架，四边形框架的四边内侧分别与十字型钢柱四个翼缘板对应焊接固定，同时四边形框架四边两端向外延伸使得支撑框架的外缘在同一圆上，该圆直径与圆环板带直径对应，然后将两半圆形状的钢板形成的圆环板带的内表面与支撑框架外缘焊接固定，并将两半圆形状的钢板的连接处焊接固定。

进一步地，四边形框架的四边外侧和对应的圆环板带内表面之间分别设有加筋支撑板，加筋支撑板一端与四边形框架其中一边外侧焊接固定且等分垂直该四边形框架的边，另一端与对应的圆环板带内表面焊接固定。

进一步地，在十字型钢柱的纵向上设有若干加劲板，每块加劲板设于十字型钢柱相邻两腹板之间，加劲板为五边形，其中四边分别与十字型钢柱对应的两腹板以及对应的两翼缘板内侧焊接固定，且每四块加劲板形成一组位于十字型钢柱同一横截面上并与第一定位件的位置对应，每块加劲板中心设有漏浆孔，用于浇筑混凝土时漏浆，所述加劲板在焊接支撑框架前进行焊接。

进一步地，十字型钢柱底端设有灯笼架，同时钢筋笼向下延伸并通过第二定位件固定套在灯笼架上。

进一步地，所述灯笼架为由四根立柱及若干横杆形成的矩形框架结构，四根立柱位于矩形的四个顶点，每四根横杆位于同一平面且每根横杆连接相邻两根立柱，并在竖直方向上相邻两横杆和对应两立杆形成的矩形框内沿对角线设有斜撑杆。

进一步地，第一定位件和第二定位件共同等分灯笼架和十字型钢柱的纵向长度且在灯笼架底端具有第二定位件。

进一步地，第二定位件包括圆环板带，圆环板带与钢筋笼同心设置且圆环板带外径和钢筋笼直径对应，钢筋笼的纵筋沿圆环板带外圆周均匀分布。

进一步地，第二定位件对应的灯笼架四根横杆两端向外延伸并与圆环板带内表面焊接固定，同时在四根横杆中心和圆环板带之间设有支撑杆，支撑杆一端与横杆垂直固定并位于四根横杆所在平面，另一端与对应的圆环板带内表面焊接固定。

进一步地，步骤（9）中先绑扎拉筋，拉筋弯钩钩在纵筋上，并用铁丝绑扎牢固，然后在钢筋笼纵筋外螺旋缠绕箍筋，并与每根纵筋绑扎牢固。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的钢筋笼通过第一定位件与十字型钢柱固定，第一定位件不仅能固定钢筋笼纵筋，同时在水平方向对十字形钢柱的横截面进行了有效加固，能防止钢筋笼横向变形，同时，减少钢筋笼与十字型钢柱连接固定的措施用料，保证钢筋笼的精确定位不偏心，加强劲性组合骨架结构的整体性，有利于后期整体吊装的刚度和安全性。

2、本发明可实现在桩孔外，在十字型钢柱上植筋钢筋笼，形成劲性柱后，采用整体吊装的方式将劲性柱吊装至狭小的桩孔内，再浇筑混凝土，有利于减少孔内植筋和钢柱接长工作，提高工效。

附图说明

图1-本发明的结构示意图。

图2-图1的A-A剖面图。

其中：其中：1-十字型钢柱；2-钢筋笼；21-纵筋；22-拉筋；23-箍筋；3-牛腿；4-灯笼架；5-第一定位件；51-支撑框架；52-圆环板带；53-加筋支撑板；6-第二定位件；7-加劲板；71-漏浆孔；8-措施胎架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

参见图1和图2，一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，包括以下步骤：

（1）平整硬化施工场地，备用；

防止在植筋过程中施工场地发生塌陷，影响植筋精度。

（2）在施工场地上搭设若干措施胎架8，所有措施胎架8沿十字型钢柱纵向间隔设置，用于支撑十字型钢柱1；所述措施胎架包括一根横梁以及两根支撑梁，横梁水平设置，两根支撑梁竖直设置且底部固定在横梁上，并在每根支撑梁对应的横梁两侧分别水平设有一根平衡梁，两根平衡梁分别与横梁垂直设置，且该两根平衡梁位于同一直线上；

措施胎架具有良好的支撑强度、刚度以及稳定性，为提高措施胎架稳定性，平衡梁具有一定的长度，同时按十字型钢柱长度设置不少于3个措施胎架。

（3）吊装十字型钢柱1，将十字型钢柱卧式放置在所有措施胎架8上，所述十字型钢柱1一端的翼缘板上设有若干牛腿3，用于安装钢梁，使得十字型钢柱1两块腹板放置在措施胎架8两根支撑梁上，且十字型钢柱1中心线对应措施胎架8中心线，然后支撑梁和对应的十字型钢柱腹板点焊固定；

一般利用起重设备（汽车吊或履带吊）吊装十字型钢柱，这里点焊固定支撑梁和对应的十字型钢柱腹板，可以避免十字型钢柱发生纵向以及横向移动，达到对十字型钢柱进行有效限位的作用。

为避免措施胎架对后续植筋造成影响，植筋过程中尽量使支撑梁位于相邻两钢筋笼纵筋的缝隙中。

（4）按待植筋钢筋笼2设计长度，在十字型钢柱1四个翼缘板上弹定位线标记待植筋钢筋笼顶端和底端位置，其中钢筋笼顶端为靠近设有牛腿一端，钢筋笼顶端和底端的四条定位线分别位于同一竖直平面；

在劲性柱使用过程中，位于牛腿一端为劲性柱的顶端，相应的一端为钢筋笼顶端；钢筋笼顶端和底端的四条定位线位于同一平面可以有效保证四条定位线的垂直度。

（5）在待植筋钢筋笼2顶端和底端对应的十字型钢柱1上焊接第一定位件5，所述第一定位件5包括支撑框架51以及设置在支撑框架51外侧的圆环板带52，焊接第一定位件时，先将支撑框架51焊接固定在十字型钢柱1翼缘板上，然后在焊接固定圆环板带52，所述圆环板带52具有一定宽度，并且圆环板带52外径和待植筋钢筋笼直径对应；然后以这两个第一定位件5为起止端拉设至少一条水平控制线；

（6）在待植筋钢筋笼顶端和底端之间的十字型钢柱上再间隔均匀地焊接若干第一定位件5，并且所有圆环板带位于水平控制线以内并与所有水平控制线抵接；

具体实施时，圆环板带由两块半圆形状的钢板现场焊接而成，水平控制线的设置，能限定圆环板带的位置，可避免圆环板带的圆心与十字型钢柱不同心，从而使得焊接圆环板带成为较规则的圆形。

（7）以待植筋钢筋笼2顶端和底端对应的两圆环板带52同一水平位置为基准点拉线、弹线，确定第一根待焊接钢筋笼纵筋的焊接位置；然后按待植筋钢筋笼纵筋设计间距沿圆环板带周长依次拉线、弹线，确定所有待焊接钢筋笼纵筋的焊接位置；

（8）根据步骤（7）确定的焊接位置，依次在所有第一定位件5的圆环板带52上焊接钢筋笼纵筋，纵筋在每个圆环板带的焊缝长度等于圆环板带宽度；

（9）完成所有钢筋笼纵筋的焊接后，再绑扎拉筋，最后再绑扎箍筋，完成箍筋的绑扎后即得到劲性柱。

本实施例中，圆环板带采用δ=22mm钢板制作，且板带宽度200mm。这样在安装的过程中，先将钢筋笼的纵筋固定在圆环板带上，然后再绑扎钢筋笼的拉筋和箍筋，从而使得钢筋笼固定在圆环板带上，进而使得钢筋笼固定在十字型钢柱上

具体实施时，所述支撑框架51包括四边形框架，四边形框架的四边内侧分别与十字型钢柱1四个翼缘板对应焊接固定，同时四边形框架四边两端向外延伸使得支撑框架的外缘在同一圆上，该圆直径与圆环板带直径对应，然后将两半圆形状的钢板形成的圆环板带的内表面与支撑框架外缘焊接固定，并将两半圆形状的钢板的连接处焊接固定。

具体实施时，支撑架框架采用角钢制成，其规格为∠125×6mm，先在十字型钢柱两个对立面翼缘板上分别焊接两根通长角钢，然后在另外两个对立面翼缘板上焊接另外两只角钢，这两根角钢位于两根通长角钢之间，并分别与两根通长角钢垂直固定，然后再在这两根角钢两端对应的两根通长角钢外侧分别焊接固定一根短角钢，从而使得支撑框架形成井字形结构。

具体实施时，四边形框架的四边外侧和对应的圆环板带内表面之间分别设有加筋支撑板53，加筋支撑板53一端与四边形框架其中一边外侧焊接固定且等分垂直该四边形框架的边，另一端与对应的圆环板带52内表面焊接固定。

这样能加强四边形框架对圆环板带支撑连接作用，能有效防止圆环板带横向变形。

具体实施时，在十字型钢柱1的纵向上设有若干加劲板7，每块加劲板7设于十字型钢柱相邻两腹板之间，加劲板7为五边形，其中四边分别与十字型钢柱1对应的两腹板以及对应的两翼缘板内侧焊接固定，且每四块加劲板7形成一组位于十字型钢柱1同一横截面上并与第一定位件5的位置对应，每块加劲板中心设有漏浆孔71，用于浇筑混凝土时漏浆，所述加劲板在焊接支撑框架前进行焊接。

这样，加劲板用于抵抗焊接横向变形，加固节点，本实施例中加劲板中间的漏浆孔为圆形孔φ200mm。

具体实施时，十字型钢柱1底端设有灯笼架4，同时钢筋笼2向下延伸并通过若干第二定位件6固定套在灯笼架4上。

这样在底端设置灯笼架，可以有效减小劲性柱的重量，便于对劲性柱进行吊装。在十字型钢柱底端焊接灯笼架后，再焊接固定第一定位件和第二定位件，然后在焊接钢筋笼纵筋。

具体实施时，所述灯笼架4为由四根立柱及若干横杆形成的矩形框架结构，四根立柱位于矩形的四个顶点，每四根横杆位于同一平面且每根横杆连接相邻两根立柱，并在竖直方向上相邻两横杆和对应两立杆形成的矩形框内沿对角线设有斜撑杆。

具体实施时，第一定位件5和第二定位件6共同等分灯笼架4和十字型钢柱1的纵向长度且在灯笼架4底端具有第二定位件6。

如图1所示，本实施例中，共设有九个第一定位件，两个第二定位件。相邻两第一定位件以及相邻两第二定位件的间距均为2.5m，位于最底端的第一定位件和位于最顶端的第二定位件的间距也为2.5m。

具体实施时，第二定位件6包括圆环板带，圆环板带与钢筋笼2同心设置且圆环板带外径和钢筋笼直径对应，钢筋笼的纵筋沿圆环板带外圆周均匀分布。

第二定位件和第一定位件采用的圆环板带为统一规格。

具体实施时，第二定位件6对应的灯笼架四根横杆两端向外延伸并与圆环板带内表面焊接固定，同时在四根横杆中心和圆环板带之间设有支撑杆，支撑杆一端与横杆垂直固定并位于四根横杆所在平面，另一端与对应的圆环板带内表面焊接固定。

加强对圆环板带的支撑连接作用，防止圆环板带横向变形。

具体实施时，步骤（9）中先绑扎拉筋，拉筋弯钩钩在纵筋上，并用铁丝绑扎牢固，然后在钢筋笼纵筋外螺旋缠绕箍筋，并与每根纵筋绑扎牢固。

本发明得到的劲性柱为保护性转换层劲性柱，应用于那些毗邻保护建筑物（如防空洞等）的孔径很小的桩孔，孔内无人工绑扎钢筋的作业空间，通过在桩孔外进行钢筋笼绑扎与固定工作，即十字型钢柱与外包钢筋笼需在孔外制作成整体的劲性柱，然后再整体吊装入孔。而本发明的施工方法能有效保证十字型钢柱和钢筋笼连接牢固，不发生横向变形，同时，在进行吊装时能有效避免破坏桩孔壁。

最后需要说明的是，本发明的上述实施例仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）平整硬化施工场地，备用；

（2）在施工场地上搭设若干措施胎架，所有措施胎架沿十字型钢柱纵向间隔设置，用于支撑十字型钢柱；所述措施胎架包括一根横梁以及两根支撑梁，横梁水平设置，两根支撑梁竖直设置且底部固定在横梁上，并在每根支撑梁对应的横梁两侧分别水平设有一根平衡梁，两根平衡梁分别与横梁垂直设置，且该两根平衡梁位于同一直线上；

（3）吊装十字型钢柱，将十字型钢柱卧式放置在所有措施胎架上，所述十字型钢柱一端的翼缘板上设有若干牛腿，用于安装钢梁，使得十字型钢柱的两块腹板放置在措施胎架两根支撑梁上，且十字型钢柱中心线对应措施胎架中心线，然后将支撑梁和对应的十字型钢柱腹板点焊固定；

（4）按待植筋钢筋笼设计长度，在十字型钢柱四个翼缘板上弹定位线标记待植筋钢筋笼顶端和底端位置，其中钢筋笼顶端为靠近设有牛腿一端，钢筋笼顶端和底端的四条定位线分别位于同一竖直平面；

（5）在待植筋钢筋笼顶端和底端对应的十字型钢柱上焊接第一定位件，所述第一定位件包括支撑框架以及设置在支撑框架外侧的圆环板带，焊接第一定位件时，先将支撑框架焊接固定在十字型钢柱翼缘板上，然后在焊接固定圆环板带，所述圆环板带具有一定宽度，并且圆环板带外径和待植筋钢筋笼直径对应；然后以这两个第一定位件为起止端拉设至少一条水平控制线；

（6）在待植筋钢筋笼顶端和底端之间的十字型钢柱上再间隔均匀地焊接若干第一定位件，并且所有圆环板带位于水平控制线以内并与所有水平控制线抵接；

（7）以待植筋钢筋笼顶端和底端对应的两圆环板带同一水平位置为基准点拉线、弹线，确定第一根待焊接钢筋笼纵筋的焊接位置；然后按待植筋钢筋笼纵筋设计间距沿圆环板带周长依次拉线、弹线，确定所有待焊接钢筋笼纵筋的焊接位置；

（8）根据步骤（7）确定的焊接位置，依次在所有第一定位件的圆环板带上焊接钢筋笼纵筋，纵筋在每个圆环板带的焊缝长度等于圆环板带宽度；

（9）完成所有钢筋笼纵筋的焊接后，再绑扎拉筋，最后再绑轧箍筋，完成箍筋的绑扎后即得到劲性柱。

2.根据权利要求1所述的一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，其特征在于，所述支撑框架包括四边形框架，四边形框架的四边内侧分别与十字型钢柱四个翼缘板对应焊接固定，同时四边形框架四边两端向外延伸使得支撑框架的外缘在同一圆上，该圆直径与圆环板带直径对应，然后将两半圆形状的钢板形成的圆环板带的内表面与支撑框架外缘焊接固定，并将两半圆形状的钢板的连接处焊接固定。

3.根据权利要求2所述的一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，其特征在于，四边形框架的四边外侧和对应的圆环板带内表面之间分别设有加筋支撑板，加筋支撑板一端与四边形框架其中一边外侧焊接固定且等分垂直该四边形框架的边，另一端与对应的圆环板带内表面焊接固定。

4.根据权利要求2或3所述的一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，其特征在于，在十字型钢柱的纵向上设有若干加劲板，每块加劲板设于十字型钢柱相邻两腹板之间，加劲板为五边形，其中四边分别与十字型钢柱对应的两腹板以及对应的两翼缘板内侧焊接固定，且每四块加劲板形成一组位于十字型钢柱同一横截面上并与第一定位件的位置对应，每块加劲板中心设有漏浆孔，用于浇筑混凝土时漏浆，所述加劲板在焊接支撑框架前进行焊接。

5.根据权利要求1所述的一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，其特征在于，十字型钢柱底端设有灯笼架，同时钢筋笼向下延伸并通过第二定位件固定套在灯笼架上。

6.根据权利要求5所述的一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，其特征在于，所述灯笼架为由四根立柱及若干横杆形成的矩形框架结构，四根立柱位于矩形的四个顶点，每四根横杆位于同一平面且每根横杆连接相邻两根立柱，并在竖直方向上相邻两横杆和对应两立杆形成的矩形框内沿对角线设有斜撑杆。

7.根据权利要求6所述的一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，其特征在于，第一定位件和第二定位件共同等分灯笼架和十字型钢柱的纵向长度且在灯笼架底端具有第二定位件。

8.根据权利要求7所述的一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，其特征在于，第二定位件包括圆环板带，圆环板带与钢筋笼同心设置且圆环板带外径和钢筋笼直径对应，钢筋笼的纵筋沿圆环板带外圆周均匀分布。

9.根据权利要求8所述的一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，其特征在于，第二定位件对应的灯笼架四根横杆两端向外延伸并与圆环板带内表面焊接固定，同时在四根横杆中心和圆环板带之间设有支撑杆，支撑杆一端与横杆垂直固定并位于四根横杆所在平面，另一端与对应的圆环板带内表面焊接固定。

10.根据权利要求1所述的一种十字型钢柱桩孔外植筋钢筋笼形成劲性柱的方法，其特征在于，步骤（9）中先绑扎拉筋，拉筋弯钩钩在纵筋上，并用铁丝绑扎牢固，然后在钢筋笼纵筋外螺旋缠绕箍筋，并与每根纵筋绑扎牢固。

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