CN112982384A - 一种型钢梁柱节点施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种型钢梁柱节点施工方法，包括以下步骤：平整场地、桩位放样、制作护筒、护筒埋设、搭设钻机平台、泥浆备料、终孔清孔、制作钢筋笼、钢筋笼吊放、下导管、二次清孔、灌注水下砼、自然养护；在下导管时进行导管水密试验。本发明提出了一种专门适用于结构松软、承载力低、具高压缩性、触变性和不均匀性、有臭味、易产生流变、工程性质差的不稳定土体，不仅大大提高了施工效率，并且有效提高了型钢梁结构的稳定性。

Description

一种型钢梁柱节点施工方法

技术领域

本发明设计建筑工程领域，具体涉及一种型钢梁柱节点施工方法。

背景技术

我国南方地区范围地势略有起伏，总体地势东、北、南三面较高，西部较低。通过勘察，我国南方地区(例如深圳市福田区)测得地下水位埋深1.5～10.5m，高程18.57～35.50m。根据地区经验地下水位的年平均变化幅度为1.0～3.0m，抗浮设计水位建议取至地表。另外，根据土的易溶盐分析结果，按《岩土工程勘察规范》(GB 50021－2001)(2009年版)进行腐蚀性判定，土壤环境对混凝土结构及其中的钢筋具微腐蚀性；且由于南方城市的建筑行业飞速发展，周边建筑工程的无序弃渣形成(基坑开挖的土、石及建筑垃圾)，填土未经过专门的压实处理，仅由运输车辆通过时简单压实。受成分的不均匀性和堆填时间较短且未经专门压实，填土的工程性质较差，对型钢梁柱的施工产生巨大影响；另外，人工填土工程性质差，易造成不均匀沉降，开挖易坍塌，且土壤成分复杂，局部含大粒径块石，会对桩基础施工造成不利影响。

此外，对于我国南方地区，在建筑施工过程中，局部揭露到淤泥质黏性土软土层，揭露平均厚度1.94m。含水量24.8％～82.5％，平均含水量41.2％，平均压缩系数a0.1-0.2＝0.62MPa-1，平均压缩模量Es0.1-0.2＝3.44MPa，属高压缩性土层。该地层成因较杂，主要为冲洪积类型，分布于原始地貌为河谷、沟谷、池塘及湿地等静水环境地段，局部有机质含量较高。在形成时间晚、成因杂、上覆填土年限不一等条件下影响下，场地该层土性质变化并不均一。结构松软，承载力低，具高压缩性、触变性和不均匀性、有臭味、易产生流变、工程性质差，因此属不稳定土体，不能作为天然地基，施工中易产生侧向滑动和地面沉降，导致基坑侧壁变形、失稳。

再者，我国南方地区(例如深圳市区)近代地震活动多以微震和弱震为主，震级东部相对较强，西部较弱，具有频率高、烈度小、震源浅等特征。从区域地质构造上看，东部地区以深圳断裂带地震活动较强烈，西部地区以南头一带地震活动较强烈。从区域地质及地震的角度来看，线路地震活动水平较低，断裂活动性较弱。

因此，现有的型钢梁柱节点施工方法并不能够完全适用于我国南方地区特殊的地质环境要求，以实现快速施工并获得较为可靠的型钢梁结构。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提出了一种专门适用于结构松软，承载力低，具高压缩性、触变性和不均匀性，有臭味，易产生流变，工程性质差的不稳定土体，不仅大大提高了施工效率，并且有效提高了型钢梁结构的稳定性。具体是通过如下的技术方案实现的：

一种型钢梁柱节点施工方法，包括以下步骤：平整场地、桩位放样、制作护筒、护筒埋设、搭设钻机平台、泥浆备料、终孔清孔、制作钢筋笼、钢筋笼吊放、下导管、二次清孔、灌注水下砼、自然养护；其特征在于：在下导管时进行导管水密试验。

作为较佳的技术方案，优选地：首先，根据设计图纸提供的柱中心坐标算出桩中心坐标，并在各个桩位打上木桩，再钉上小铁钉；然后，利用十字线放出四个控制桩位，并以四个控制桩为基准进行护筒埋设，在钻机搭设好后用水准仪测定钻机平台标高，算出桩底标高。

作为较佳的技术方案，优选地：采用正循环钻机钻孔施工：首先，开钻前在护筒内存进适量泥浆；其次，开始钻孔时，稍提钻杆，在护筒内打浆，并开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后开始钻进；第三，开钻时保持低档慢速钻进，待导向部位全部进入土层后才全速钻进；第四，钻进过程中，对泥浆进行抽样试验，确保泥浆参数正常，在地质变化处，捞取渣样，判明土层，记入表中；第五，升降钻锥时要平稳，钻锥提出孔口时应防止碰撞护筒孔壁或钩挂护筒底部，拆装钻杆要迅速；第六，钻孔停机、提钻、捞渣时应保持孔内具有预定的水位和泥浆稠度，以防塌孔；第七，当钻孔达到设计终孔标高后，利用探孔器对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，然后填写终孔检查证；第九，采用换浆法进行清孔。

作为较佳的技术方案，优选地：采用旋挖钻机钻孔施工：首先，开钻前在护筒内存进适量泥浆；其次，钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置；第三，开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度；第四，当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置，用挖掘机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理；第四，施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度；第五，钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度；第六，当钻孔达到设计终孔标高后，对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，然后填写终孔检查证。

作为较佳的技术方案，优选地：所述的护筒中心偏差均小于1厘米。

作为较佳的技术方案，优选地：采用全站仪进行测量放样，定出各个桩位并打上木桩。

作为较佳的技术方案，优选地：护筒内径比钻孔桩设计直径大40cm，护筒埋设深度为1.5m；同时高出地面30cm。

作为较佳的技术方案，优选地：泥浆比重在1.25g/cm3左右

作为较佳的技术方案，优选地：沉渣厚度不大于5cm。

作为较佳的技术方案，优选地：钻孔完成后，提起钻头至距孔底约20cm，继续旋转，逐步把孔内浮悬的钻渣换出，在清孔排渣时，保持孔内水头。

有益效果

本发明提出了一种专门适用于结构松软、承载力低、具高压缩性、触变性和不均匀性、有臭味、易产生流变、工程性质差的不稳定土体，不仅大大提高了施工效率，并且有效提高了型钢梁结构的稳定性。

附图说明

图1为本发明中型钢梁柱节点施工方法的施工流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

(1)测量放样

根据设计图纸提供的柱中心坐标算出桩中心坐标采用全站仪进行测量放样，定出各个桩位并打上木桩，再钉上小铁钉，然后利用十字线放出四个控制桩位，并以四个控制桩为基准进行护筒埋设，经测量护筒中心偏差均在1cm左右，在钻机搭设好后用水准仪测定钻机平台标高，算出桩底标高以便在施工中用测绳控制钻孔深度。

(2)制作和埋设护筒

护筒是钻孔灌注桩施工的重要内容之一，有固定桩位、锥导向、隔离地面水并保证泥浆在孔内保持一定高度，形成静水压，以保证孔壁不致坍塌的作用。护筒看起来简单，其实它的作用万万不可轻视，因此本发明将护筒的埋设作为钻孔灌注桩施工中的重要步骤。

护筒内径比钻孔桩设计直径大40cm，护筒埋设深度为1.5m。同时高出地面30cm，防止杂物、泥水流入孔内，埋设时保证护筒位置平直、稳固、准确。

(3)泥浆具有排除钻渣，稳固孔壁和冷却钻具的作用。泥浆调制泥浆的性能指标对钻孔中的护壁效果和成孔质量有很大影响，在施工过程中，注重严格控制泥浆性能指标。开钻前钻机配备下列泥浆性能检测仪器：泥浆比重计、泥浆粘度计、泥浆含砂率仪、100ml量杯等，并存放于施工现场。泥浆制作选择水化快，制浆能力强、粘度大的膨胀土。控制指标：泥浆比重：1.25g/cm³左右；粘度：28s左右；含砂率：不大于8％。泥浆的循环选用在现场设置泥浆池，灌注混凝土时将泥浆泵送到废浆池再采用泥浆运输车运走。

(4)钻孔施工

(4.1)正循环钻机钻孔施工

a)开钻前在护筒内存进适量泥浆，泥浆比重在1.25g/cm3左右。

b)开始钻孔时，稍提钻杆，在护筒内打浆，并开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后开始钻进。

c)开钻时保持低档慢速钻进，待导向部位全部进入土层后才全速钻进。

d)钻进过程中，对泥浆进行抽样试验，确保泥浆参数正常，在地质变化处，捞取渣样，判明土层，记入表中，

e)升降钻锥时要平稳，钻锥提出孔口时应防止碰撞护筒孔壁或钩挂护筒底部，拆装钻杆要迅速。

f)钻孔停机、提钻、捞渣时应保持孔内具有预定的水位和泥浆稠度，以防塌孔。

g)当钻孔达到设计终孔标高后，利用探孔器对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，然后填写终孔检查证。

h)清孔要求：沉渣厚度不大于5cm。清孔采用换浆法，即钻孔完成后，提起钻头至距孔底约20cm，继续旋转，逐步把孔内浮悬的钻渣换出，在清孔排渣时，保持孔内水头，防止塌孔。

(4.2)旋挖钻机钻孔施工

a)开钻前在护筒内存进适量泥浆，泥浆比重在1.25g/cm3左右。

b)钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置。

c)开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置，用挖掘机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理。施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度。

d)钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。

e)当钻孔达到设计终孔标高后，对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，然后填写终孔检查证。

f)清孔要求：沉渣厚度不大于5cm。

此外，关于本发明中涉及到的钢筋笼的制作，采用以下具体实施方式完成：

a)钢筋笼采用在钢筋加工场地分节加工，考虑搭接长度，制作过程保证钢筋笼的各项指标符合设计及规范的要求，为控制钢筋笼的保护层，沿钢筋笼长度方向间距为2m左右，交叉排列放置垫块；沿钢筋笼断面方向放置3个垫块。

b)钢筋笼就位过程中，采用搭接焊(按规范要求)，并将接头位置错开35d以上。经检查焊缝饱满，焊渣已经敲掉。焊接时应保证上下两节都垂直，防止因焊接原因导致钢筋笼中心偏位和下放困难。定位后钢筋笼顶面用四根钢筋对称焊在护筒上，以保证钢筋笼顶面标高和中心位置偏差在允许误差范围内，并能防止砼浇筑过程中钢筋笼上升，还要防止钢筋笼移动和倾斜。

c)为了防止在下放钢筋笼过程中，钢筋笼碰撞孔壁，吊入钢筋笼时，应对准钻孔中心竖直插入。

d)砼导管和护筒拔出时，应防止钢筋笼上升。

e)根据现场测出的护筒标高准确算出吊筋的长度，保证钢筋笼的位置。

f)超声波检测管用声测管沿桩身箍筋内侧等间距布置3根并与骨架连接牢固，长度距离桩底50mm，伸入承台内200mm，声测管连接要严密，无漏浆可能。当声测管顶部不到护筒口时，在声测管内注满清水，顶部封闭，一定要严密，防止泥浆、灰浆进入。

g)钢筋笼加工与安装控制指标

钢筋原材料加工施工控制指标：受力钢筋全长(允许偏差)：±10mm；骨架外径：±10mm；箍筋内尺寸(允许偏差)：±3mm；受力钢筋间距：±0.5d(8mm)；箍筋间距：±20mm；加强筋间距：±20mm。

钢筋笼安装施工控制指标：中心平面位置：20mm；骨架顶面高程：±20mm；骨架垂直度：±0.5％；

(5)导管安装

在吊入钢筋骨架之后，马上下导管，然后进行泥浆循环，以防止出现塌孔或缩径现象。

导管直径选用φ250，使用前试拼，并做封闭水试验(0.3Mpa)，15分钟不漏水为宜。

在连接导管时，用橡皮密封圈，并打紧导管接头，以便防止灌注混凝土时发生导管漏水现象。

保证混凝土首灌时导管悬空在40cm左右，导管分节长度应便于拆装和搬动，并小于导管提升设备的提升高度。每使完一次，都要检查导管是否有漏水现象，胶皮垫是否老化漏水。如有这种情况，应及时更换胶皮垫，导管有眼孔时，及时焊补。提出一节用完的导管后，都应及时将导管用水清洗干净。码放整齐以备下次使用。

(6)二次清孔

在吊入钢筋骨架、下完导管之后，灌注水下砼之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下砼。二次清孔后泥浆指标，泥浆比重不大于1.25；粘度不大于28s；含砂率不大于8％。

(7)水下砼灌注

a)首灌的砼数量应满足导管埋入砼深度不小于1m的要求，砼塌落度为18-22cm，以防堵管。混凝土灌注过程中要经常用测绳测量孔内混凝土面位置，导管的埋深控制在2m～6m。砼要连续浇筑，中断时间不超过30分钟。浇灌的桩顶标高应高出设计标高1m以上。

b)当混凝土面接近钢筋骨架时，为防止钢筋骨架上浮，采取如下措施：使导管保持稍大的埋深，增大钢筋骨架下部的埋置深度。为确保桩顶质量，混凝土浇筑比桩顶设计标高高1m。

c)施工中保证场地清洁卫生，泥浆不外溢，泥渣应及时清除。

d)砼由拌和场内的拌合站集中拌制，由砼运输车轮流运送到孔位旁，由砼运输车直接把混凝土倒入料斗内，由料斗放入导管内进行灌注。浇筑前试验人员检测混凝土坍落度等技术指标。合格后再进行水下混凝土灌注。为保证足够的流动性，每一混凝土罐车混凝土浇灌前均由试验人员检测其坍落度。

(8)灌注水下砼具体步骤为：

a)灌注水下砼是钻孔桩施工的重要工序，必须经过成孔质量检测和清孔检测(包括泥浆指标和沉渣厚度检测等)合格后，方可进行灌注工作，如沉渣量超标或泥浆指标不合格均应二次清孔，但应注意孔壁的稳定，防止塌孔，灌注的时间控制在初凝时间内。

b)首批砼的数量必须保证导管初次埋深≥1m和填充导管底部的需要。首批砼拌和物下落后，砼应连续灌注，在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制2m～6m。

c)砼拌和物运至灌注地点时，应检查均匀性和塌落度等，如不符合要求，应退回不能使用。

d)首批砼灌入孔底后，立即测探孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求即可正常灌注，如发现导管大量进水，表现出现事故，按应急方法处理。

e)灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，要防止砼拌和物从漏斗外掉入孔中，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，而使测深不准确。灌注过程中应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。

f)导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，如导管法兰卡钢筋骨架，可移动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。

g)当导管提升到法兰接头露出孔口以上有一定高度，可拆除1节和2节导管，(视每节导管和工作平台距孔口高度而定)。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新卡牢井口的导管，然后松开导管的接头螺栓，同时将起吊导管用钓钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除后，吊起待拆的导管，慢慢放在地上，然后将漏斗重新插入井口导管内，校好位置，继续灌注。

h)拆除导管动作要快，时间一般不宜超过1分钟，要防止螺栓、密封圈和工具等掉入孔中，并注意安全。已拆下的管节要立即冲洗干净，堆放整齐。

i)在灌注过程中，应防止污染环境和河流。

j)为确保桩顶质量，混凝土浇筑标高比设计标高高出1m以上，多余部分在承台施工前凿除，确保桩头无松散层。

k)在灌注将近结束时，由于导管内砼柱高度减小，超压力降低，而导管处的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大，如出现砼顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀物，使灌注顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管，形成泥心。

本领域的技术人员容易理解，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)

1.一种型钢梁柱节点施工方法，包括以下步骤：平整场地、桩位放样、制作护筒、护筒埋设、搭设钻机平台、泥浆备料、终孔清孔、制作钢筋笼、钢筋笼吊放、下导管、二次清孔、灌注水下砼、自然养护；其特征在于：在下导管时进行导管水密试验。

2.如权利要求1所述的型钢梁柱节点施工方法，其特征在于：首先，根据设计图纸提供的柱中心坐标算出桩中心坐标，并在各个桩位打上木桩，再钉上小铁钉；然后，利用十字线放出四个控制桩位，并以四个控制桩为基准进行护筒埋设，在钻机搭设好后用水准仪测定钻机平台标高，算出桩底标高。

3.如权利要求1所述的型钢梁柱节点施工方法，其特征在于：采用正循环钻机钻孔施工：首先，开钻前在护筒内存进泥浆；其次，开始钻孔时，稍提钻杆，在护筒内打浆，并开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后开始钻进；第三，开钻时保持低档慢速钻进，待导向部位全部进入土层后才全速钻进；第四，钻进过程中，对泥浆进行抽样试验，确保泥浆参数正常；在地质变化处，捞取渣样，判明土层；第五，升降钻锥时要平稳，钻锥提出孔口时应防止碰撞护筒孔壁或钩挂护筒底部；第六，钻孔停机、提钻、捞渣时应保持孔内具有预定的水位和泥浆稠度；第七，当钻孔达到终孔标高后，利用探孔器对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查；第九，采用换浆法进行清孔。

4.如权利要求1所述的型钢梁柱节点施工方法，其特征在于：采用旋挖钻机钻孔施工：首先，开钻前在护筒内存进适量泥浆；其次，钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置；第三，开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度；第四，当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置，用挖掘机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理；第四，施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度；第五，钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：当由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当由软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应增加扫孔次数；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度；第六，当钻孔达到终孔标高后，对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查。

5.如权利要求1-4中任一项所述的型钢梁柱节点施工方法，其特征在于：所述的护筒中心偏差均小于1厘米。

6.如权利要求1-4中任一项所述的型钢梁柱节点施工方法，其特征在于：采用全站仪进行测量放样，定出各个桩位并打上木桩。

7.如权利要求1-4中任一项所述的型钢梁柱节点施工方法，其特征在于：护筒内径比钻孔桩设计直径大40cm，护筒埋设深度为1.5m；同时高出地面30cm。

8.如权利要求1-4中任一项所述的型钢梁柱节点施工方法，其特征在于：沉渣厚度不大于5cm。

9.如权利要求1-4中任一项所述的型钢梁柱节点施工方法，其特征在于：泥浆比重在1.25g/cm³左右。

10.如权利要求1-9中任一项所述的型钢梁柱节点施工方法，其特征在于：如权利要求1所述的型钢梁柱节点施工方法，其特征在于：钻孔完成后，提起钻头至距孔底约20cm，继续旋转，逐步把孔内浮悬的钻渣换出，在清孔排渣时，保持孔内水头。

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