CN112900423A - 一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，灌注桩的制作方法包括步骤S1.根据成孔深度与施工环境地质确定铁皮外包的长度；步骤S2.制作钢筋笼，钢筋笼自内向外包括定位环箍、立筋及螺旋筋，钢筋笼为多节单元笼体连接形成，每一节单元笼体之间经焊接连接，单元笼体之间的焊接处在焊接完毕后均使用铁皮外包包裹。本发明采用铁皮包裹灌注桩的钢筋笼，限制混凝土的流动范围，使得混凝土浇筑在钢筋笼的范围内，防止浇筑入钢筋笼的混凝土流出，解决水下混凝土浇筑时流向可能存在的淤泥塌陷区域的问题，避免塌陷过大而影响基坑基础施工范围，同时混凝土不填充到孔洞塌陷区域，从而减少混凝土的实际使用量，降低充盈系数的大小。

Description

一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法

技术领域

本发明涉及工程建筑技术领域，更具体地说，是涉及一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法。

背景技术

灌注桩是一种灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的用于就位成孔的桩，根据钻孔机械的钻头是否在土的含水层中施工，又分为泥浆护壁成孔、干作业成孔及套管护壁三种方法，其中，泥浆护壁成孔为灌注桩的湿作业，由于其成孔保护的主要方法为泥浆护壁，故称作泥浆护壁成孔。

由上可知，现有的灌注桩湿作业的成孔保护主要方法是泥浆护壁，增加护筒长度局部护壁。泥浆护壁就是在充满水和膨润土以及CMC等其他外加剂的混合液的情况下，对于地下连续墙成槽、钻孔灌注桩钻孔等工程，护筒就是在钻孔灌注桩中，用埋设钢护筒来定位需要钻的桩位。由于泥浆对槽壁产生的静压力而在槽壁上形成的泥皮，可以有效地防止槽、孔壁坍塌，因此这种方法作为灌注桩湿作业的主要护壁方法。而当表层地质稳定性较差时，加长护筒长度，可以有效保证洞孔的稳定，这种方法适用较浅地质层采用泥浆护壁易坍塌区域。因此，现有的灌注桩湿作业的成孔保护主要采用泥浆护壁和增加护筒长度。

然而，在超深淤泥地质中，由于淤泥流动性较高，且深度难以控制，仅采用泥浆护壁和增加护筒长度两种方法，可能产生灌注桩水下混凝土浇筑时充盈系数过大的问题。灌注桩的混凝土充盈系数是指一根桩实际灌注的混凝土方量与按桩外径计算的理论方量之比（V实/V理论），一般用于桩基工程的灌注桩浇灌混凝土，在实际施工过程中，成孔出现的偏差大于设计尺寸，以及由于施工过程中可能会出现桩身侧壁裂缝、孔洞及塌孔等原因，导致实际灌入量大于理论计算量，因此充盈系数是是判断桩基工程的一个质量指标。而在超深淤泥地质中，仅采用泥浆护壁与增加护筒长度的方法，可能会导致水下浇筑混凝土时，混凝土会流向可能存在的淤泥塌陷区域，严重时还会因混凝土流出过多导致塌陷过大，影响基坑基础施工范围。

以上不足，有待改进。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法。

本发明技术方案如下所述：

一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，制作灌注桩以降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数，所述灌注桩包括铁皮外包、钢筋笼及内部的混凝土主体，所述灌注桩的制作方法包括

步骤S1.根据成孔深度与施工环境地质确定所述铁皮外包的长度；

步骤S2.制作所述钢筋笼，所述钢筋笼自内向外包括定位环箍、立筋及螺旋筋，所述钢筋笼为多节单元笼体连接形成，每一节所述单元笼体之间经焊接连接，所述单元笼体之间的焊接处在焊接完毕后均使用所述铁皮外包包裹。

上述的一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，在步骤S2中，包括

步骤A1.每一节所述单元笼体除预留焊接部分均使用所述铁皮外包包裹；

步骤A2.将每一节所述单元笼体焊接后连接形成所述钢筋笼；

步骤A3.将所述单元笼体之间的所述预留焊接部分使用所述铁皮外包包裹，所述铁皮外包共同包覆上一节所述单元笼体与下一节所述单元笼体。

进一步的，螺旋筋与所述立筋点焊，所述定位环箍电焊呈封闭箍，所述定位环箍与所述立筋焊接。

进一步的，所述立筋上设置有主筋接头，所述立筋间隔错开分布，所述钢筋笼的同一横截面上的所述主筋接头数量不多于所述立筋数量的1/4，且，所述钢筋笼的同一横截面上的所述主筋接头的面积不超过钢筋总面积的25%。

上述的一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，所述灌注桩的桩型为钻孔灌注桩，围护桩采用旋挖桩工艺，填石施工采用冲孔桩工艺，施工时遇易塌孔时实施架设钢护筒处理。

进一步的，所述围护桩底部沉渣不大于100毫米。

进一步的，在所述钻孔灌注桩施工前，进行数量不少于二个的试成孔试验，并在所有工程桩中均匀随机抽查孔径，抽查数量不少于10%。

进一步的，所述围护桩采用低应变动测法检测桩身完整性，低应变动测法的检测数量不少于总桩数的20%，且不少于五根；

当采用低应变动测法判定的桩身完整性类别存在Ⅲ类或Ⅳ类时，采用钻芯法进行补充检测，钻芯法检测数量不少于总桩数的1%，且不少于3根。

进一步的，所述钻孔灌注桩的桩位容许偏差小于等于50毫米，垂直度小于等于1/200。

上述的一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，所述混凝土主体材质为C30或C35，所述钢筋笼的材质为HPB300或HRB400。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于，本发明采用铁皮包裹灌注桩的钢筋笼，限制混凝土的流动范围，使得混凝土浇筑在钢筋笼的范围内，防止浇筑入钢筋笼的混凝土流出，解决水下混凝土浇筑时流向可能存在的淤泥塌陷区域的问题，避免塌陷过大而影响基坑基础施工范围，同时混凝土不填充到孔洞塌陷区域，从而减少混凝土的实际使用量，从而降低充盈系数的大小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为单元笼体包裹铁皮外包的结构示意图。

图2为本发明的其中一种实施例的结构示意图。

图3为图2中A-A截面的剖视图。

图4为图2中B-B截面的剖视图。

图5为本发明中另一种实施例的结构示意图。

图6为图5中A-A截面的剖视图。

图7为图5中B-B截面的剖视图。

其中，图中各附图标记：

1.钢筋笼；2.铁皮外包；3.立筋；4.螺旋筋；5.定位环箍；R1.焊接连接区域；R2.铁皮包裹区域。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当部件被称为“固定”或“设置”或“连接”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。术语“上”、“下”、“横”、“纵”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干个”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，制作灌注桩以降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数，灌注桩包括铁皮外包2、钢筋笼1及内部的混凝土主体，灌注桩的制作方法包括

步骤S1.根据成孔深度与施工环境地质确定铁皮外包2的长度；

步骤S2.制作钢筋笼1，钢筋笼1自内向外包括定位环箍5、立筋3及螺旋筋4，钢筋笼1为多节单元笼体连接形成，每一节单元笼体之间经焊接连接，单元笼体之间的焊接处在焊接完毕后均使用铁皮外包2包裹。

在步骤S2中，包括

步骤A1.每一节单元笼体除预留焊接部分均使用铁皮外包2包裹；

步骤A2.将每一节单元笼体焊接后连接钢筋笼1；

步骤A3.将单元笼体之间的预留焊接部分使用铁皮外包2包裹，铁皮外包2共同包覆上一节单元笼体与下一节单元笼体。

如图1所示，由于钢筋笼1为多节单元笼体焊接成型，在焊接处即形成承力的薄弱点，故而在包裹铁皮时，需先预留焊接连接区域R1，对非焊接部分进行铁皮包覆，形成铁皮包裹区域R2，然后将多节单元笼体焊接，形成钢筋笼1，然后再使用铁皮外包2将焊接部分包裹，使得钢筋笼1除了钢筋焊接连接两节单元笼体之外，还能焊接连接区域R1够通过外部铁皮实现连接，进一步增加钢筋笼1的强度。此外，焊接处的铁皮外包2可包裹部分原有铁皮外包2部分，使得铁皮外包2不存在缝隙，加强铁皮外包2的强度与全面防护性，防止产生受力断点，导致混凝土在该缝隙泄漏。

根据成孔深度与灌注桩承压选择相对应选择铁皮外包2的长度，铁皮包裹灌注桩的钢筋笼1，限制混凝土的流动范围，防止浇筑入钢筋笼1的混凝土流出，使得混凝土浇筑在钢筋笼1的范围内而不填充到孔洞塌陷区域，从而解决水下混凝土浇筑时流向可能存在的淤泥塌陷区域的问题，减少混凝土的实际使用量，降低充盈系数的大小，还能够避免塌陷过大而影响基坑基础施工范围。

在使用带铁皮外包2的灌注桩时，需满足如下要求：

1.桩型为钻孔灌注桩时，围护桩优先采用旋挖桩工艺，遇填石施工困难时采用冲孔桩工艺，施工时遇砂层等易塌孔时应加设钢护筒，并注意清理孔底，确保桩深满足设计要求。

2.混凝土主体材质为C30或C35，钢筋笼1的材质为HPB300或HRB400。

3.钻孔灌注桩桩顶混凝土泛浆应充分，以保证混凝土强度符合设计要求。

4.钻孔灌注桩的桩位容许偏差小于等于50毫米，垂直度小于等于1/200。

5.钻孔灌注桩主筋的混凝土保护层厚50mm，螺旋箍与主筋点焊，加强箍必须电焊成封闭箍，加强环箍必须与主筋焊接。

6.主筋接头应间隔错开且间距符合混凝土结构设计规范要求，在同一截面上的接头不得多于总根数的1/4，同一截面上钢筋接头面积不得超过钢筋总面积的25%。

7.钢筋笼1在制作、运输和安装过程中应采取措施，以防止产生不可恢复的变形。

8.钢筋笼1吊放前应对孔径按规范要求进行测量，确保孔径准确，并做好记录。

9.围护桩底沉渣不大于100毫米。

10.在钻孔灌注桩施工前，需进行数量不少于二个的试成孔，并在所有工程桩中均匀随机抽查孔径，抽查数量不少于10%。

11.围护桩应采用低应变动测法检测桩身完整性，低应变动测法的检测数量不少于总桩数的20%，且不得少于五根；当采用低应变动测法判定的桩身完整性类别存在Ⅲ类或Ⅳ类时，采用钻芯法进行补充检测，钻芯法检测数量不得少于总桩数的1%，且不得少于3根。

如图2、图5所示，钢筋笼1的前端收缩，其直径相较于钢筋笼1主体较小，整体自内向外包括定位环箍5、立筋3、螺旋筋4及铁皮外包2，主体为螺旋筋4与立筋3，通过螺旋筋4与立筋3形成圆柱状的钢筋笼1。螺旋筋4自下而上形成旋绕形成钢筋笼1横向结构，并在纵向上辅助成型，立筋3设置在螺旋筋4的内部，形成钢筋笼1的纵向结构，并形成钢筋笼1的主体部分。最内部的定位环箍5在钢筋笼1伸入地底时起定位作用，因此，定位环箍5间隔若干距离设置一段。部分立筋3固定在螺旋筋4的外部，起纵向固定作用。

在具体实施例中，如图2、图3、图4所示，钢筋笼1直径为1200毫米，钢筋笼1整体的前端收缩，直径相较于主体直径缩小200毫米，两端各缩小100毫米，收缩端纵长500毫米。钢筋笼1整体由螺旋筋4环绕形成，钢筋笼1下方部分的螺旋筋4的钢筋直径为12毫米，上下两端螺旋筋4的间隔为150毫米，定位环箍5的钢筋直径为18毫米，上下两个定位环箍5的间隔为1500毫米，钢筋笼1横截面上立筋3直径为32毫米，共13根；坑内部分的螺旋筋4的钢筋直径为12毫米，上下两端螺旋筋4的间隔为100毫米，定位环箍5的钢筋直径为18毫米，上下两个定位环箍5的间隔为1500毫米，钢筋笼1横截面上立筋3直径为32毫米，共26根，该结构延伸至地道底标高，地道底标高上方部分与钢筋笼1下方部分结构相同。

另一个具体实施例中，如图5、图6、图7所示，钢筋笼1直径为1200毫米，钢筋笼1整体的前端收缩，直径相较于主体直径缩小200毫米，两端各缩小100毫米，收缩端纵长500毫米。钢筋笼1整体由螺旋筋4环绕形成，钢筋笼1下方部分的螺旋筋4的钢筋直径为12毫米，上下两端螺旋筋4的间隔为150毫米，定位环箍5的钢筋直径为18毫米，上下两个定位环箍5的间隔为1500毫米，钢筋笼1横截面上立筋3直径为32毫米，共12根；坑内部分的螺旋筋4的钢筋直径为12毫米，上下两端螺旋筋4的间隔为100毫米，定位环箍5的钢筋直径为18毫米，上下两个定位环箍5的间隔为1500毫米，钢筋笼1横截面上立筋3直径为32毫米，共24根，该结构延伸至地道底标高，地道底标高上方部分与钢筋笼1下方部分结构相同。地道底标高以上灌注桩的混凝土泛浆不小于500毫米，确保桩身受力关键处混凝土强度，开挖至相对应标高后凿除。混凝土泛浆标高以上采用级配碎石回填。

钢筋笼1的分段和钢筋密度的变化除了保证灌注桩在剪力上的承受能力，亦能减少对外包铁皮的压力，令坑内部分的混凝土不外溢，将其限制在铁皮外包2内，从而避免混凝土向孔洞塌陷区域流出，造成塌陷过大的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，其特征在于，制作灌注桩以降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数，所述灌注桩包括铁皮外包、钢筋笼及内部的混凝土主体，所述灌注桩的制作方法包括

步骤S1.根据成孔深度与施工环境地质确定所述铁皮外包的长度；

步骤S2.制作所述钢筋笼，所述钢筋笼自内向外包括定位环箍、立筋及螺旋筋，所述钢筋笼为多节单元笼体连接形成，每一节所述单元笼体之间经焊接连接，所述单元笼体之间的焊接处在焊接完毕后均使用所述铁皮外包包裹。

2.根据权利要求1中所述的一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，其特征在于，在步骤S2中，包括

步骤A1.每一节所述单元笼体除预留焊接部分均使用所述铁皮外包包裹；

步骤A2.将每一节所述单元笼体焊接后连接形成所述钢筋笼；

步骤A3.将所述单元笼体之间的所述预留焊接部分使用所述铁皮外包包裹，所述铁皮外包共同包覆上一节所述单元笼体与下一节所述单元笼体。

3.根据权利要求2中所述的一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，其特征在于，螺旋筋与所述立筋点焊，所述定位环箍电焊呈封闭箍，所述定位环箍与所述立筋焊接。

4.根据权利要求2中所述的一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，其特征在于，所述立筋上设置有主筋接头，所述立筋间隔错开分布，所述钢筋笼的同一横截面上的所述主筋接头数量不多于所述立筋数量的1/4，且，所述钢筋笼的同一横截面上的所述主筋接头的面积不超过钢筋总面积的25%。

5.根据权利要求1中所述的一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，其特征在于，所述灌注桩的桩型为钻孔灌注桩，围护桩采用旋挖桩工艺，填石施工采用冲孔桩工艺，施工时遇易塌孔时实施架设钢护筒处理。

6.根据权利要求5中所述的一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，其特征在于，所述围护桩底部沉渣不大于100毫米。

7.根据权利要求5中所述的一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，其特征在于，在所述钻孔灌注桩施工前，进行数量不少于二个的试成孔试验，并在所有工程桩中均匀随机抽查孔径，抽查数量不少于10%。

8.根据权利要求5中所述的一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，其特征在于，所述围护桩采用低应变动测法检测桩身完整性，低应变动测法的检测数量不少于总桩数的20%，且不少于五根；

当采用低应变动测法判定的桩身完整性类别存在Ⅲ类或Ⅳ类时，采用钻芯法进行补充检测，钻芯法检测数量不少于总桩数的1%，且不少于3根。

9.根据权利要求5中所述的一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，其特征在于，所述钻孔灌注桩的桩位容许偏差小于等于50毫米，垂直度小于等于1/200。

10.根据权利要求1中所述的一种降低超深淤泥地质中灌注桩充盈系数的方法，其特征在于，所述混凝土主体材质为C30或C35，所述钢筋笼的材质为HPB300或HRB400。

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