CN114215090B - 一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法，涉及建筑工程技术领域，包括压桩孔测量定位，设计并制造压桩孔模板；筏板钢筋绑扎及安装预埋锚杆；支设并加固压桩孔模板，建立孔结构支撑体系；筏板混凝土浇筑，拆除压桩孔模板；压桩反力架安装及压桩试桩；钢管桩压桩施工；桩底及桩身注浆施工；封孔施工；相较于传统施工的先补桩后施工筏板的施工方式，本发明中采用先预留压桩孔，进行筏板施工，后进行压桩与补桩施工的施工方案，解决了无法同时施工筏板上部结构而致使施工工期较长的难题，降低了施工周期的同时还可以节省施工成本，提高施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，尤其是涉及一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法。
背景技术
随着城市的发展，不可避免的会出现老旧建筑，针对旧建筑进行保护、改造和再利用，使其继续发挥它的自身价值，并能使其在新城市里光彩夺目，是今后建筑业发展中的主要课题。通过改造旧建筑能够为旧建筑注入新的活力，节约资源，改善城市建设环境。
在建筑结构改造过程中基础加固是重中之重，而采用静压钢管桩补桩加固是在既有建筑基础改造中常用的方式，具有对环境影响小，施工便捷的特点。在筏板基础改造中，由于是在封闭的地下空间内，如地下室或地下车库中无法使用常规的大型静压桩机施工，现有技术中常采用先补桩，后对筏板进行增厚的施工方法，此种施工方法只能在补桩及筏板都施工完后才能施工筏板上部结构，使得工期较长。且目前的高层建筑中基础桩较长，但在封闭的地下空间内进行静压钢管桩施工时单节桩较短，需要对桩节进行多桩节焊接处理，使得桩节之间的垂直度把控更加困难,桩节的焊接过程易受扰动，造成垂直度偏差，同时还会影响压桩效果。
发明内容
为了解决以上传统施工中先补桩后施工筏板导致施工工期长以及封闭空间施工过程中桩节焊接垂直度难以把控，影响施工质量的技术问题，本发明提供了一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法。
本发明的技术问题是通过以下技术方案实现的：一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法，包括如下操作步骤；
步骤A，压桩孔测量定位，设计并制造压桩孔模板；
步骤B，筏板钢筋绑扎及安装预埋锚杆；
步骤C，支设并加固压桩孔模板，建立孔结构支撑体系；
步骤D，筏板混凝土浇筑，拆除压桩孔模板；
步骤E，压桩反力架安装及压桩试桩；
步骤F，钢管桩压桩施工；
步骤G，桩底及桩身注浆施工；
步骤H，封孔施工。
作为优选，步骤B，筏板钢筋绑扎及安装预埋锚杆的具体施工步骤包括；
1）绑扎筏板钢筋，并截断压桩孔周边钢筋；
2）压桩孔周边筏板钢筋加固及预埋止水钢板；
3）在压桩孔周边筏板钢筋上绑扎预埋锚杆。
作为优选，步骤C中所述孔结构支撑体系包括压桩孔模板和扣件式钢管支撑结构；所述压桩孔模板内部搭设有扣件式钢管支撑结构，所述扣件式钢管支撑结构包括横撑、立杆和剪刀撑，所述横撑通过顶托固定件横向支撑固定在压桩孔模板的内侧，所述立杆纵向设置在压桩孔模板的内部，相接触所述横撑与立杆之间通过双扣件连接；在压桩孔模板的侧面还设有剪刀撑以进一步支撑稳固结构支撑体系。
作为优选，所述顶托固定件包括顶托杆、顶托槽、双钢管和楔形块；所述顶托杆的一端固定连接横撑，另一端设置有顶托槽，所述顶托槽内设有双钢管，所述双钢管托撑连接模板；所述顶托槽与双钢管之间设置有楔形块。
作为优选，步骤E，压桩反力架安装及压桩试桩的具体施工步骤包括；
1）理论计算施工压桩力，在预埋的锚杆上安装压桩反力架；
2）对单一桩孔进行试桩；根据试桩结果确定施工设计图；并进行大规模压桩。
作为优选，步骤F，钢管桩压桩施工的具体施工步骤包括；
1）采用跳压施工压桩，确认施工桩位，相邻施工的钢管桩间距不小于3m；
2）控制压桩桩段垂直度偏差，单段桩管不中断压桩施工；
3）定制导向箍辅助焊接接桩，控制接桩垂直度；
4）确认桩长和压桩反力，设计确认截桩施工。
作为优选，步骤G，桩底及桩身注浆施工的具体施工步骤包括；
1）放入注浆管，进行桩底注浆；
2）桩底注浆完成，放入第二根注浆管，并进行碎石填芯；
3）进行桩身注浆。
作为优选，步骤H，封孔施工的具体施工步骤包括；
1）桩身注浆完成，由桩顶安放钢筋笼；并对桩孔内壁筏板凿毛；
2）在桩孔周边设置环形槽，在环形槽上安放膨胀止水条；
3）对开孔处的钢筋截断面焊接连接；最后浇筑混凝土施工封孔。
作为优选，所述定制导向箍包括卡箍组件、滑移固定组件和铅锤；所述卡箍组件包括上卡箍组件和下卡箍组件；所述上卡箍组件与下卡箍组件之间滑动连接有铅锤定位条；所述上卡箍组件上安装有铅锤。
作为优选，所述上卡箍组件包括对称设置的半圆卡箍件，所述半圆卡箍件通过紧固螺丝对称可拆卸连接；所述半圆卡箍件的螺栓连接端设有预留槽口；所述上卡箍件与下卡箍件结构一致；所述铅锤定位条通过插销插拔连接上卡箍组件。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
1.相较于传统施工的先补桩后施工筏板的施工方式，本发明中采用先预留压桩孔，进行筏板施工，后进行压桩与补桩施工的施工方案，解决了无法同时施工筏板上部结构而致使施工工期较长的难题，降低了施工周期的同时还可以节省施工成本，提高施工效率。
2.本发明中，采用定制导向箍来作为桩节焊接的辅助工具，解决了在封闭的地下室空间内静压钢管桩单节桩用桩较短，需焊接节数较多，对垂直度的控制要求较高的难题，采用现有接桩方法中的焊接接桩，接桩成本较低，通过定制导向箍作为垂直度的检测方法，代替传统的人工有眼观察，保证了上下桩节之间的同轴度，从而保证了良好的焊接精度，且定制导向箍可以避免上下桩节焊接过程中的晃动，避免垂直度偏差。
3.本发明中通过压桩孔模板提前支设并加固，以形成孔结构支撑体系，使得预留的压桩孔模板在筏板浇筑后可以很好地形成压桩孔，为压桩反力架提供合适的作业空间，为压桩施工提供结构支撑。
4.本发明中为加强止水效果，防止加固后出现“底板渗水”等后遗症，通过在封桩孔侧面预埋止水钢板及凿岩机开设环形槽埋设止水条方式有效解决了后补桩孔洞与筏板连接防水质量难以保障的问题，使筏板防水的整体性得到有效保障，同时在筏板施工后留下的孔洞中进行找毛处理，使得后浇筑的混凝土可以与先前的筏板基础充分粘合，增加防水效果。
附图说明
图1为本发明施工流程框图；
图2为压桩孔模板结构示意图；
图3为压桩孔处筏板钢筋绑扎结构俯视图；
图4为预埋锚杆安装结构俯视图；
图5为压桩孔模板及支撑体系断面结构剖视图
图6为顶托固定件及其连接结构示意图；
图7为定制导向箍结构示意图；
图8为钢管桩压桩断面剖视图；
图9为注浆钢管段结构示意图；
图10为图9的1-1向断面剖视图。
附图标记说明：
1、压桩孔模板；101、上台口；102、下台口；201、箍筋；202、加强筋；203、预埋锚杆；301、横撑；302、立杆；303、剪刀撑；304、顶托固定件；3041、顶托杆；3042、顶托槽；3043、双钢管；3044、楔形块；4、定制导向箍；401、上卡箍组件；402、下卡箍组件；403、铅锤定位条；404、铅锤；405、垂心标识；5、注浆钢管段；501、注浆孔；502、注浆孔倒刺；6、注浆管；7、钢筋笼；8、环形槽。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
本发明公开了一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法，如图1所示，包括如下操作步骤；
步骤A，压桩孔测量定位，设计并制造压桩孔模板；
根据施工图纸，利用全站仪将需要补桩的桩孔边线在原有的地下室筏板基础上精准定位出来，预留压桩孔边线应比桩径大不低于30cm，以便于压桩施工，根据图纸复核预留压桩孔位置，在底部标注的压桩孔位置开孔，通过钻孔设备打穿原有的筏板基础，为后续压桩施工做准备；根据待施工的筏板厚度及压桩孔倾斜角度采用BIM建模参数化确定压桩孔模板尺寸，提前下料制作压桩孔模板；如图2所示，所述压桩孔模板1为梯台结构，所述压桩孔模板1包括上台口101和下台后102，所述压桩孔模板1的上台口101单条边线在同一平面上距离下台口102同侧单条边线30cm，所述上台口101和下台后102的高度为筏板增厚施工的厚度。
步骤B，筏板钢筋绑扎及安装预埋锚杆的具体施工步骤包括：
1）根据施工图纸绑扎筏板钢筋，并沿着压桩孔定位位置截断压桩孔周边钢筋。
2）压桩孔周边筏板钢筋加固及预埋止水钢板；
如图3所示，在压桩孔的孔壁四周设置箍筋201，在箍筋201的靠近压桩孔侧环绕固定一层铁丝滤网，用于阻拦混凝土进入压桩孔，同时在压桩孔周边的筏板钢筋上设置加强筋202，用于定位和固定压桩孔模板1，并在压桩孔周边的筏板钢筋中部预埋设置止水钢板。
3）如图4所示，在压桩孔周边筏板钢筋上绑扎预埋锚杆203。在筏板基础浇筑后预埋锚杆203嵌入筏板基础中，压桩反力由筏板基础提供，通过在压桩孔周边筏板基础内预埋锚杆203传递给压桩架。预埋锚杆203采用直径32mm的定制锚杆，每根桩预埋32根锚杆；
步骤C，支设并加固压桩孔模板，建立孔结构支撑体系；
如图5所示，孔结构支撑体系包括压桩孔模板1和扣件式钢管支撑结构；压桩孔模板1选用覆膜多层木模板，外侧的压桩孔模板1通过加强筋202固定；压桩孔模板1内部搭设有扣件式钢管支撑结构，形成内撑外锁的支撑结构，以保证筏板基础在混凝土浇筑时预留孔结构的稳定性；防止筏板基础在浇筑过程中是预留孔变形；扣件式钢管支撑结构包括横撑301、立杆302和剪刀撑303，横撑301通过顶托固定件304横向支撑固定在压桩孔模板1的内侧，立杆302纵向设置在压桩孔模板1的内部，两两相接触的横撑301与立杆302之间通过双扣件固定连接，以增加整体抗滑移性能；在压桩孔模板四个的侧面还设有纵向的剪刀撑303以进一步支撑稳固结构支撑体系，在模板孔内部沿高度方向设置两道水平方向的剪刀撑303，通过形成稳定三角体系达到支撑稳定可靠效果。
如图6所示，顶托固定件304包括顶托杆3041、顶托槽3042、双钢管3043和楔形块3044；顶托杆3041的一端固定连接横撑301，另一端设置有顶托槽3042，顶托槽3042内设有双钢管3043，双钢管3043托撑连接压桩孔模板1；由于梯台形状的压桩孔模板1的内侧有一定的锥度，单用双钢管3043难以将顶托槽3042固定在压桩孔模板1的内侧，故在顶托槽3042与双钢管3043之间设置有楔形块3044；楔形块3044的斜边斜度与模板内角度一直，使得浇筑混凝土后产生的水平及竖向力能有效传给扣件式钢管支撑结构。同时顶托槽3042的下部托板应长于上部托板，确保能将双钢管有效托住。
步骤D，筏板混凝土浇筑，拆除压桩孔模板；
压桩孔模板内部支撑加固好后方可进行四周筏板基础的混凝土浇筑，混凝土浇筑应分层对称进行，每次分层浇筑厚度不超过1m,一侧浇筑厚度达到1m时，开始进行另一侧浇筑，以确保预留压桩孔模板1受力均匀；浇筑完成的筏板基础在混凝土凝固后，拆除预留压桩孔内设置的压桩孔模板和扣件式钢结构支撑体系。
步骤E，压桩反力架安装及压桩试桩；具体施工步骤包括：
1）筏板基础浇筑完毕后在筏板基础浇筑完成的预埋锚杆上安装压桩反力架；压桩施工采用的重型桩架，通过理论计算确定保证满足施工要求；
2）对单一桩孔进行试桩；根据试桩结果确定施工设计图；并进行大规模压桩。
在大规模压桩前进行试桩，根据试桩结果最终设计并确定施工图，试桩的压桩过程中根据桩长与压桩反力控制在桩端进入桩基持力层后；若连续100cm压桩反力不低于4500kN~5000kN时经设计确认可截桩。静载荷试验最大加载量不小于7000kN，单桩抗压承载力特征值3500kN。
步骤F，钢管桩压桩施工，其具体步骤包括：
1）压桩顺序采用跳压施工压桩，确认施工桩位，相邻施工的钢管桩间距不小于3m；
2）控制压桩桩段垂直度偏差，垂直度偏差不得超过0.5%；压桩时要确保压桩架垂直；不得偏心压桩，在施工的钢管桩顶端垫设钢板，防止钢管桩顶局部被破坏，
单段桩管施工一次到位，不中断压桩施工过程；
3）为保证定制导向箍辅助焊接接桩，控制接桩垂直度；
如图7所示，接桩时应使上下桩段保持垂直，由于短桩接长数量较多，垂直度难以控制，采用定制导向箍控制接桩垂直度；所述定制导向箍4包括卡箍组件、铅锤定位条403和铅锤404；卡箍组件包括上卡箍组件401和下卡箍组件402；上卡箍组件401与下卡箍组件402之间滑动连接有铅锤定位条403；上卡箍组件401上安装有铅锤404；上卡箍组件401包括对称设置的半圆卡箍件，两个半圆卡箍件的两端通过紧固螺丝对称螺栓连接成一个圆；圆的直径大小为钢管桩的实际桩径；上卡箍件401与下卡箍件402的结构一致，半圆卡箍件的螺栓连接端上对称设有预留槽口，上卡箍件401与下卡箍件402同侧的预留槽口上滑动连接有铅锤定位条403，铅锤定位条403为直方通，直方通上开设有插拔孔洞，铅锤定位条403可以通过插销插拔固定在上卡箍件401上，在上卡箍件401的对称端的预留槽口上绑设有铅锤404，沿着铅锤404的铅锤方向的下卡箍件404上设有垂心标识405。
在使用定制导向箍4进行导向定位时，先将下节桩用下卡箍件402固定，然后采用紧固螺丝固定好下卡箍件402，在下卡箍件402两侧的预留槽口位置处，一侧的槽口上做好垂心标识405，在另一侧的槽口内插入铅锤定位条403；然后沿铅锤定位条403往上500mm位置安装上卡箍件401，从而保证留有足够的空间进行焊接作业，先将上卡箍件401与铅锤定位条403连接，另一侧安装铅锤404，将上节桩沿上卡箍件401的内径缓慢放下，调整上卡箍件401及上桩段的位置确保铅锤404底与垂心标识405对准重合，重合后，采用紧固螺丝将上卡箍件401锁紧，插入插销卡住铅锤定位条403。随后工人进行焊接接桩作业。下节钢管桩外侧预焊钢套管连接就位后；再焊接上节钢管桩与钢套管；连接钢套管与钢管桩之间需满焊；焊高hf不小于12mm；焊缝质量等级为三级，保证焊接效果。
4）确认桩长和压桩反力，设计确认截桩施工。
在柱端进入桩基持力层后 若连续100cm压桩反力不低于4500kN~5000kN时 经设计确认可截桩,压桩反力若出现异常及时通知建设单位及设计单位。
步骤G，桩底及桩身注浆施工；具体施工步骤包括：
1）放入注浆管，进行桩底注浆；
如图8-图10所示，在最底部的钢管桩上焊接有注浆钢管段5，注浆钢管段5的管壁上设有注浆孔501，管壁的注浆孔501呈环形等间距排列，在注浆孔的外侧设有注浆孔倒刺502覆盖保护注浆孔501，注浆孔倒刺502采用角钢或钢管片制成，注浆钢管段5采用无缝钢管,注浆钢管段5的底部设置为尖锥状，尖锥角度为30°～60°之间,在注浆钢管段5放置到设计标高后,在注浆钢管段5内进行压力注浆,使得浆液流漏出钢管外部,渗透进入土层形成底部混凝土墩；底部注浆采用低压慢注浆,注浆速度控制在30L/min,注浆压力不宜小于1.0～1.5MPa,若注浆压力达不到设计要求，可采用间歇注浆。
2）桩底注浆完成，放入第二根注浆管6，回填干净石子，进行碎石填芯，石子选取粒径必须满足设计要求，且不夹杂有机物质和泥土为宜，桩内回填粒径在3cm左右的碎石至钢管桩桩顶以下3m处；
3）进行桩身注浆；注浆材料采用水灰比0.5～0.6的P.0 42.5级普通硅酸盐纯水泥浆，注浆量每根钢管桩不小于3.0吨纯水泥浆，注浆终止条件按注浆量和注浆压力双控。
步骤H，封孔施工的具体施工步骤包括；
1）桩身注浆完成，由桩顶安放钢筋笼7；并对新增后的筏板基础的桩孔内壁凿毛；桩孔内壁凿毛可以使得在先浇筑的筏板基础与封孔浇筑的混凝土可以更好的嵌合，保证良好的浇筑止水效果；同时钢筋笼7将原有的筏板基础和新增厚的筏板基础在浇筑后可以更好的形成一体稳固；
2）在桩孔周边顶部的筏板基础上听过凿岩机凿设环形槽8，环形槽的厚度为100mm，在环形槽内安放膨胀止水条；
3）对开孔处的筏板钢筋的截断面焊接连接；焊接采用与筏板钢筋同等直径和同等级的钢筋单面焊接连接；最后浇筑混凝土施工封孔，对封孔浇筑的混凝土强度采用比在先浇筑的筏板基础的强度高一等级微膨胀混凝土，抗渗等级同在先浇筑的筏板混凝土。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法，其特征在于：包括如下操作步骤；
步骤A，压桩孔测量定位，设计并制造压桩孔模板；
步骤B，筏板钢筋绑扎及安装预埋锚杆；
步骤C，支设并加固压桩孔模板，建立孔结构支撑体系；
所述孔结构支撑体系包括压桩孔模板和扣件式钢管支撑结构；所述压桩孔模板内部搭设有扣件式钢管支撑结构，所述扣件式钢管支撑结构包括横撑、立杆和剪刀撑，所述横撑通过顶托固定件横向支撑固定在压桩孔模板的内侧，所述立杆纵向设置在压桩孔模板的内部，相接触所述横撑与立杆之间通过双扣件连接；在压桩孔模板的侧面还设有剪刀撑以进一步支撑稳固结构支撑体系；
步骤D，筏板混凝土浇筑，拆除压桩孔模板；
步骤E，压桩反力架安装及压桩试桩；
步骤F，钢管桩压桩施工；
步骤G，桩底及桩身注浆施工；
步骤H，封孔施工。
2.根据权利要求1所述的一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法，其特征在于：步骤B，筏板钢筋绑扎及安装预埋锚杆的具体施工步骤包括；
1）绑扎筏板钢筋，并截断压桩孔周边钢筋；
2）压桩孔周边筏板钢筋加固及预埋止水钢板；
3）在压桩孔周边筏板钢筋上绑扎预埋锚杆。
3.根据权利要求1所述的一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法，其特征在于：所述顶托固定件包括顶托杆、顶托槽、双钢管和楔形块；所述顶托杆的一端固定连接横撑，另一端设置有顶托槽，所述顶托槽内设有双钢管，所述双钢管托撑连接模板；所述顶托槽与双钢管之间设置有楔形块。
4.根据权利要求1所述的一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法，其特征在于：步骤E，压桩反力架安装及压桩试桩的具体施工步骤包括；
1）理论计算施工压桩力，在预埋的锚杆上安装压桩反力架；
2）对单一桩孔进行试桩；根据试桩结果确定施工设计图；并进行大规模压桩。
5.根据权利要求1所述的一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法，其特征在于：步骤F，钢管桩压桩施工的具体施工步骤包括；
1）采用跳压施工压桩，确认施工桩位，相邻施工的钢管桩间距不小于3m；
2）控制压桩桩段垂直度偏差，单段桩管不中断压桩施工；
3）定制导向箍辅助焊接接桩，控制接桩垂直度；
4）确认桩长和压桩反力，设计确认截桩施工。
6.根据权利要求1所述的一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法，其特征在于：步骤G，桩底及桩身注浆施工的具体施工步骤包括；
1）放入注浆管，进行桩底注浆；
2）桩底注浆完成，放入第二根注浆管，并进行碎石填芯；
3）进行桩身注浆。
7.根据权利要求1所述的一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法，其特征在于：步骤H，封孔施工的具体施工步骤包括；
1）桩身注浆完成，由桩顶安放钢筋笼；并对桩孔内壁筏板凿毛；
2）在桩孔周边设置环形槽，在环形槽上安放膨胀止水条；
3）对开孔处的钢筋截断面焊接连接；最后浇筑混凝土施工封孔。
8.根据权利要求5所述的一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法，其特征在于：
所述定制导向箍包括卡箍组件、滑移固定组件和铅锤；所述卡箍组件包括上卡箍组件和下卡箍组件；所述上卡箍组件与下卡箍组件之间滑动连接有铅锤定位条；所述上卡箍组件上安装有铅锤。
9.根据权利要求8所述的一种封闭空间内筏板与压桩的施工方法，其特征在于：所述上卡箍组件包括对称设置的半圆卡箍件，所述半圆卡箍件通过紧固螺丝对称可拆卸连接；所述半圆卡箍件的螺栓连接端设有预留槽口；所述上卡箍件与下卡箍件结构一致；所述铅锤定位条通过插销插拔连接上卡箍组件。
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