CN114775673B - 桩基留用补桩增大承台体系施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桩基留用补桩增大承台体系施工方法，包括基坑开挖、桩基环切、老桩加固施工、垫层施工、承台施工等步骤。本发明具有以下优点：钢板桩围堰支护中利用千斤顶支撑，简便了支撑结构的施工难度，实现了对撑结构的可调性；在老桩环切施工时设置现役桩头生态环切结构，充分利用老桩顶部结构环切线闭合平顺，有效避免了后期对老桩的凿除；承台模板采用预埋角钢与伸缩杆固定，承台模板定位精准和施工速度快，后期拆除速度快，有效提高了模板装拆效率。

Description

桩基留用补桩增大承台体系施工方法

技术领域

本发明涉及一种桩基留用补桩增大承台体系施工方法，主要适用于改扩建城市高架桥的承台和桩基施工。

背景技术

随着城市化进程的推进，城市各项发展离不开高架桥梁，为了满足城市发展需要和市民的出行要求，高架桥梁改扩建施工越来越多。承台施工质量和老桩基重复利用问题越来越受到重视。

高架改扩建承台施工中会遇到以下施工问题：(1)承台浇筑施工时对墩柱预埋筋的抗浮作用，导致墩柱主筋定位不精准；(2)承台模板定位与固定困难；(3)老桩切割时环切线不闭合；(4)承台基坑开挖支护难；(5)老桩基增大截面利用技术。

鉴于此，针对高架改扩建承台施工时出现的一系列问题，亟待发明一种简单有效的桩基留用补桩增大承台体系，来满足高架改扩建承台施工质量控制要求，尤其对于城市高架承台施工，具有显著节约施工成本、加快施工进度的优势。

发明内容

本发明的目的在于满足高架改扩建承台施工质量控制要求，尤其对于城市高架承台施工，具有显著节约施工成本、加快施工进度的优势。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种桩基留用补桩增大承台体系施工方法，包括如下具体步骤：

1)基坑开挖；基坑开挖前施做钢板桩，钢板桩施做完后垂直开挖土体，开挖过程中在钢板桩内壁四周设置楞梁，工字钢一端与楞梁焊接，另一端放置于焊板上，工字钢靠近焊板的一端上设置活络端连接板，千斤顶放置于活络端连接板与混凝土垫块之间，混凝土垫块一侧紧靠楞梁，焊板与楞梁焊接；

2)桩基环切；老桩上设置抱箍，抱箍上设置圆弧轨道，圆弧轨道与设置在抱箍上的导轨连接器连接，圆弧轨道上设置滚轮，滚轮上连接轻质伸缩杆，轻质伸缩杆一端与滚轮连接，另一端连接切割机，切割机沿着老桩侧面的切割线环切老桩；

3)老桩加固施工；通过老桩增大截面外包钢管结构或老桩增大截面加固组合模板结构对老桩进行加固施工，加固施工后在老桩上形成新建桩基；

4)垫层施工；在新建桩基上浇筑垫层，垫层浇筑时埋设角钢；

5)承台施工；钢筋施工：垫层上安装轮廓钢筋，轮廓钢筋内侧连接支架底部固定杆，通过销钉将轮廓钢筋和支架底部固定杆固定在垫层上，轮廓钢筋上连接有支架连接竖杆，支架连接竖杆和支架底部固定杆之间设置支架连接斜杆，支架连接竖杆上端连接有支架连接杆，在轮廓钢筋范围内设置承台钢筋，承台钢筋上设置墩柱预留筋；

模板施工：角钢一侧焊接定位钢板，定位钢板上设置定位孔，钢板桩内侧设置横梁竖杆，横梁竖杆通过竖杆连接螺母固定在楞梁上，横梁竖杆上设置耳板，承台钢筋外设置承台浇筑模板，承台浇筑模板与定位钢板之间、承台浇筑模板与横梁竖杆之间设有伸缩杆；在横梁竖杆之间设置连接杆，连接杆与墩柱预留筋之间用钢丝连接；在承台浇筑模板中浇筑混凝土，混凝土凝结后形成承台。

作为优选，步骤1)中，基坑开挖前在人行道一侧施做围挡，钢板桩设置于围挡之间。

作为优选，步骤1)中，活络端连接板上焊接防脱钢板。

作为优选，步骤1)中，焊板下部与钢板桩内壁之间设置支撑斜架。

作为优选，步骤4)中，垫层采用C20混凝土浇注。

作为优选，步骤3)中，老桩增大截面外包钢管结构施工方法如下：老桩顶部放置柔性垫块，柔性垫块上放置定型化固定件，定型化固定件通过固定杆与老桩顶部的老桩预留筋焊接固定；在老桩外侧设置钢管，钢管上端设置焊接耳板，焊接耳板与定型化固定件通过拉结筋相连，拉结筋的一端连接焊接耳板，拉结筋另一端与设置在定型化固定件上的固定加紧工具固定，老桩侧面植入横向筋，横向筋上绑扎竖向筋，钢管的底部与老桩的侧面之间用自密实混凝土封底；钢管与老桩侧面之间进行混凝土浇筑。

作为优选，步骤3)中，老桩增大截面加固组合模板结构施工方法如下：老桩1侧面植入横向筋，横向筋上绑扎竖向筋，竖向筋外绑扎套箍，老桩底部包裹橡胶密封垫，在老桩的外侧设置定型化模板，定型化模板由标准模块和异形模块组成，异形模块位于标准模块的下方，异形模块与橡胶密封垫的外侧面接触，标准模块和异形模块外设置固定套环，固定套环用螺栓固定，异形模块上设置漏浆孔；在定型化模板与老桩侧面之间用于进行混凝土浇筑。

作为优选，步骤5)中，伸缩杆的一端连接承台浇筑模板的外侧，伸缩杆的另一端连接定位钢板或者横梁竖杆；当伸缩杆与定位钢板相连时，伸缩杆一端插入定位孔中；当伸缩杆与横梁竖杆相连时，伸缩杆一端设有耳板连接筋并通过耳板连接筋与在耳板相连。

作为优选，步骤5)中，耳板通过固定螺母与横梁竖杆相连。

本发明具有以下的特点和有益效果：

1.钢板桩围堰支护中利用千斤顶支撑，简便了支撑结构的施工难度，实现了对撑结构的可调性。

2.墩身预埋钢筋利用钢板桩进行固定，防止承台浇筑时墩柱钢筋上浮，提高了墩身预埋钢筋定位精度。

3.在老桩环切施工时设置现役桩头生态环切结构，充分利用老桩顶部结构环切线闭合平顺，有效避免了后期对老桩的凿除。

4.承台模板采用预埋角钢与伸缩杆固定，承台模板定位精准和施工速度快，后期拆除速度快，有效提高了模板装拆效率。

5.老桩外包钢管增大截面加固时采用垂直度顶部临时稳固装置，施工速度快，开挖量少。

附图说明

图1是新老桩基结构示意图；

图2是钢管加固桩基示意图；

图3是定型化模板加固桩基示意图；

图4是基坑开挖支护平面图；

图5是基坑开挖支护剖面图；

图6是老桩环切施工示意图；

图7是导轨临时固定示意图；

图8是承台模板结构示意图；

图9是承台钢筋定位架示意图。

图中：1-老桩基、2-垫层、3-新建桩基、4-承台、5-墩柱、6-固定杆、7-老桩预留筋、8-固定夹紧工具、9-拉结筋、10-焊接耳板、11-钢管、12-竖向筋、13-自密实混凝土、14-横向筋、15-柔性垫块、16-套箍、17-漏浆孔、18-螺栓、19-异形模块、20-固定套环、21-标准模块、22-混凝土垫块、23-千斤顶、24-工字钢、25-钢板桩、26-楞梁、27-待开挖土体、28-支架斜撑、29-固定端挡板、30-人行道、31-围挡、32-活络端连接板、33-焊板、34-抱箍、35-抱箍耳板、36-切割线、37-切割机、38-圆弧轨道、39-滚轮、40-导轨连接器、41-钢丝、42-墩柱预埋筋、43-固定连接杆、44-横梁竖杆、45-竖杆连接螺母、46-伸缩杆、47-耳板、48-固定螺母、49-耳板连接筋、50-角钢、51-定型化模板、52-承台钢筋、53-轮廓钢筋、54-定位钢块、55-定位孔、56-支架连接杆、57-销钉、58-支架连接竖杆、59-支架连接斜杆、60-防脱钢板、61-轻质伸缩杆、62-定型化固定件、63-橡胶密封垫、64-支架底部固定杆。

具体实施方式

实施例一

如图4和图5所示，所述在人行道30一侧施做围挡31，钢板桩25施做完后垂直开挖土体，开挖过程中在钢板桩四周设置楞梁26，在钢板桩25中横向设置工字钢24，工字钢24一端设有固定端挡板29并与楞梁26焊接，另一端放置于焊板33上，工字钢24靠近焊板33的一端上设置活络端连接板32，活络端连接板32上焊接防脱钢板60，千斤顶23放置于活络端连接板32与混凝土垫块22之间，混凝土垫块22一侧紧靠楞梁26，焊板33与楞梁26焊接，焊板33下部设置支撑斜架28，支撑斜架28的两端分别与焊板33和钢板桩25内壁相连。

如图6和图7所示，所述老桩1上设置抱箍34，在抱箍34上的抱箍耳板35之间连接螺栓从而实现抱箍34的锁紧固定，抱箍34上设置圆弧轨道38，圆弧轨道38与设置在抱箍34上的导轨连接器40连接，圆弧轨道38上设置滚轮39，其中，圆弧轨道38呈圆环状并环绕于老桩1的侧面，滚轮39可沿着圆弧轨道38滚动。轻质伸缩杆61一端与滚轮39连接，另一端连接切割机37，切割机37沿着切割线36环切老桩1。

通过老桩增大截面外包钢管结构或老桩增大截面加固组合模板结构对老桩1进行加固施工。如图1和图2所示，老桩增大截面外包钢管结构包括放置于老桩1顶部的柔性垫块15、钢管11，柔性垫块15上放置定型化固定件62，定型化固定件62用固定杆6与老桩预留筋7焊接固定，其中，老桩预留筋7埋设在老桩1中，老桩预留筋7的上端高出于老桩1的上端面。钢管11套在老桩1的外侧，钢管11上端设置焊接耳板10，焊接耳板10与定型化固定件62通过拉结筋9相连，拉结筋9的一端连接焊接耳板10，拉结筋9另一端与设置在定型化固定件62上的固定加紧工具8固定，老桩1上植入横向筋14，横向筋14设置在老桩1的侧面，横向筋14上绑扎竖向筋12，钢管11的底部与老桩1的侧面之间用自密实混凝土13封底。钢管11与老桩侧面之间用于进行混凝土浇筑，从而实现老桩的加固施工。老桩1进行加固施工后在老桩1上形成新建桩基3。

如图3所示，老桩增大截面加固组合模板结构包括植入老桩1侧面的横向筋14、定型化模板51，横向筋14上绑扎竖向筋12，竖向筋12外绑扎套箍16，老桩1底部包裹橡胶密封垫63，橡胶密封垫63呈圆环状并包裹在老桩1的底部外侧。定型化模板51由标准模块21和异形模块19组成，标准模块21和异形模块19均套在老桩1的外侧，异形模块19位于标准模块21的下方，异形模块19与橡胶密封垫63的外侧面接触。标准模块21和异形模块19外设置固定套环20，固定套环20用螺栓18锁紧固定，异形模块19上设置漏浆孔17。在定型化模板51与老桩侧面之间用于进行混凝土浇筑，从而实现老桩的加固施工，老桩1进行加固施工后在老桩1上形成新建桩基3。

如图9所示，在新建桩基3上方浇筑施工形成垫层2，所述垫层2上安装轮廓钢筋53，轮廓钢筋53围成一个矩形区域，轮廓钢筋53内侧连接有支架底部固定杆64，通过销钉57将轮廓钢筋和支架底部固定杆64固定在垫层2上，轮廓钢筋53上连接有支架连接竖杆58，支架连接竖杆58垂直于轮廓钢筋53，支架连接竖杆58和支架底部固定杆64之间设有支架连接斜杆59，支架连接竖杆58上端连接有支架连接杆56，支架连接斜杆59、支架底部固定杆64和支架连接斜杆59组合成独立结构，轮廓钢筋53和支架连接竖杆58焊接，支架连接杆56把独立结构连接成整体。

如图8所示，所述垫层2浇筑时埋设角钢50，角钢50一侧焊接定位钢板54，定位钢板54上设置定位孔55，钢板桩25内侧设置有横梁竖杆44，横梁竖杆44通过竖杆连接螺母45固定在楞梁26上，横梁竖杆44上通过固定螺母48连接有耳板47，钢板桩25内设有承台浇筑模板，承台浇筑模板与定位钢板54之间、承台浇筑模板与横梁竖杆44之间均设有伸缩杆46，伸缩杆46的一端连接承台浇筑模板的外侧，伸缩杆46的另一端连接定位钢板54或者横梁竖杆44。当伸缩杆46与定位钢板54相连时，伸缩杆46一端插入定位孔55中；当伸缩杆46与横梁竖杆44相连时，伸缩杆47一端设有耳板连接筋49并通过耳板连接筋49与在耳板47相连。在横梁竖杆44之间设置连接杆43，承台浇筑模板内设置承台钢筋52，承台钢筋52上设有墩柱预留筋42，连接杆43与墩柱预留筋42之间用钢丝41连接。

实施例二

所述桩基留用补桩增大承台体系施工方法，包括以下步骤：

1)基坑开挖；基坑开挖前在人行道30一侧施做围挡31，围挡31间施做钢板桩25，钢板桩25施做完后垂直开挖土体，开挖过程中在钢板桩25内壁四周设置楞梁26，工字钢24一端与楞梁26焊接，另一端放置于焊板33上，工字钢24靠近焊板33的一端上设置活络端连接板32，活络端连接板32上焊接防脱钢板60，千斤顶23放置于活络端连接板32与混凝土垫块22之间，混凝土垫块22一侧紧靠楞梁26，焊板33与楞梁26焊接，焊板33下部与钢板桩25内壁之间设置支撑斜架28。

2)桩基环切；老桩1上设置抱箍34，抱箍34通过栓接抱箍耳板39实现与老桩1的锁紧固定，抱箍34上设置圆弧轨道38，圆弧轨道38与设置在抱箍34上的导轨连接器40连接，圆弧轨道38上设置滚轮39，滚轮39上连接轻质伸缩杆61，轻质伸缩杆61一端与滚轮39连接，另一端连接切割机37，切割机37沿着老桩1侧面的切割线36环切老桩1。

3)老桩加固施工；依据实际情况可采用老桩增大截面外包钢管结构或老桩增大截面加固组合模板结构对老桩进行加固，老桩增大截面外包钢管结构施工方法如下：老桩1顶部放置柔性垫块15，柔性垫块15上放置定型化固定件62，定型化固定件62通过固定杆6与老桩顶部的老桩预留筋7焊接固定；在老桩1外侧设置钢管11，钢管11上端设置焊接耳板10，焊接耳板10与定型化固定件62通过拉结筋9相连，拉结筋9的一端连接焊接耳板10，拉结筋9另一端与设置在定型化固定件62上的固定加紧工具8固定，老桩1侧面植入横向筋14，横向筋14上绑扎竖向筋12，钢管11的底部与老桩1的侧面之间用自密实混凝土13封底。钢管11与老桩侧面之间进行混凝土浇筑，从而实现老桩的加固施工，老桩1进行加固施工后在老桩1上形成新建桩基3。

老桩增大截面加固组合模板结构施工方法如下：老桩1侧面植入横向筋14，横向筋14上绑扎竖向筋12，竖向筋12外绑扎套箍16，老桩1底部包裹橡胶密封垫63，在老桩1的外侧设置定型化模板51，定型化模板51由标准模块21和异形模块19组成，异形模块19位于标准模块21的下方，异形模块19与橡胶密封垫63的外侧面接触，标准模块21和异形模块19外设置固定套环20，固定套环20用螺栓18固定，异形模块19上设置漏浆孔17。在定型化模板51与老桩1侧面之间用于进行混凝土浇筑，从而实现老桩的加固施工，老桩1进行加固施工后在老桩1上形成新建桩基3。

4)垫层施工；在新建桩基3上浇筑垫层2，垫层2采用C20混凝土浇注，垫层2浇筑时埋设角钢50。

5)承台施工；钢筋施工：在新建桩基3上方浇筑施工形成垫层2，所述垫层2上安装轮廓钢筋53，轮廓钢筋53内侧连接支架底部固定杆64，通过销钉57将轮廓钢筋53和支架底部固定杆64固定在垫层2上，轮廓钢筋53上连接有支架连接竖杆58，支架连接竖杆58和支架底部固定杆64之间设置支架连接斜杆59，支架连接竖杆58上端连接有支架连接杆56，支架连接斜杆59、支架底部固定杆64和支架连接斜杆59组合成独立结构，轮廓钢筋53和支架连接竖杆58焊接，支架连接杆56把独立结构连接成整体，在轮廓钢筋53范围内设置承台钢筋52，承台钢筋52上设置墩柱预留筋42。

模板施工：角钢50一侧焊接定位钢板54，定位钢板54上设置定位孔55，钢板桩25内侧设置横梁竖杆44，横梁竖杆44通过竖杆连接螺母45固定在楞梁26上，横梁竖杆44上设置耳板47，耳板47通过固定螺母48与横梁竖杆44相连，承台钢筋52外设置承台浇筑模板，承台浇筑模板与定位钢板54之间、承台浇筑模板与横梁竖杆44之间设有伸缩杆46，伸缩杆46的一端连接承台浇筑模板的外侧，伸缩杆46的另一端连接定位钢板54或者横梁竖杆44。当伸缩杆46与定位钢板54相连时，伸缩杆46一端插入定位孔55中；当伸缩杆46与横梁竖杆44相连时，伸缩杆47一端设有耳板连接筋49并通过耳板连接筋49与在耳板47相连。在横梁竖杆44之间设置连接杆43，承台浇筑模板内设置承台钢筋52，承台钢筋52上设有墩柱预留筋42，连接杆43与墩柱预留筋42之间用钢丝41连接；在承台浇筑模板中浇筑混凝土，混凝土凝结后形成承台4。承台4上进行墩柱5的施工。

Claims (9)

1.一种桩基留用补桩增大承台体系施工方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

1)基坑开挖；基坑开挖前施做钢板桩(25)，钢板桩(25)施做完后垂直开挖土体，开挖过程中在钢板桩(25)内壁四周设置楞梁(26)，工字钢(24)一端与楞梁(26)焊接，另一端放置于焊板(33)上，工字钢(24)靠近焊板(33)的一端上设置活络端连接板(32)，千斤顶(23)放置于活络端连接板32与混凝土垫块(22)之间，混凝土垫块(22)一侧紧靠楞梁(26)，焊板(33)与楞梁(26)焊接；

2)桩基环切；老桩(1)上设置抱箍(34)，抱箍(34)上设置圆弧轨道(38)，圆弧轨道(38)与设置在抱箍(34)上的导轨连接器(40)连接，圆弧轨道(38)上设置滚轮(39)，滚轮(39)上连接轻质伸缩杆(61)，轻质伸缩杆(61)一端与滚轮(39)连接，另一端连接切割机(37)，切割机(37)沿着老桩(1)侧面的切割线(36)环切老桩(1)；

3)老桩加固施工；通过老桩增大截面外包钢管结构或老桩增大截面加固组合模板结构对老桩(1)进行加固施工，加固施工后在老桩(1)上形成新建桩基(3)；

4)垫层施工；在新建桩基(3)上浇筑垫层(2)，垫层(2)浇筑时埋设角钢(50)；

5)承台施工；钢筋施工：垫层(2)上安装轮廓钢筋(53)，轮廓钢筋(53)内侧连接支架底部固定杆(64)，通过销钉(57)将轮廓钢筋(53)和支架底部固定杆(64)固定在垫层(2)上，轮廓钢筋(53)上连接有支架连接竖杆(58)，支架连接竖杆(58)和支架底部固定杆(64)之间设置支架连接斜杆(59)，支架连接竖杆(58)上端连接有支架连接杆(56)，在轮廓钢筋(53)范围内设置承台钢筋(52)，承台钢筋(52)上设置墩柱预留筋(42)；

模板施工：角钢(50)一侧焊接定位钢板(54)，定位钢板(54)上设置定位孔(55)，钢板桩(25)内侧设置横梁竖杆(44)，横梁竖杆(44)通过竖杆连接螺母(45)固定在楞梁(26)上，横梁竖杆(44)上设置耳板(47)，承台钢筋(52)外设置承台浇筑模板，承台浇筑模板与定位钢板(54)之间、承台浇筑模板与横梁竖杆(44)之间设有伸缩杆(46)；在横梁竖杆(44)之间设置连接杆(43)，连接杆(43)与墩柱预留筋(42)之间用钢丝(41)连接；在承台浇筑模板中浇筑混凝土，混凝土凝结后形成承台(4)。

2.根据权利要求1所述的桩基留用补桩增大承台体系施工方法，其特征在于，步骤1)中，基坑开挖前在人行道(30)一侧施做围挡(31)，钢板桩(25)设置于围挡(31)之间。

3.根据权利要求1所述的桩基留用补桩增大承台体系施工方法，其特征在于，步骤1)中，活络端连接板(32)上焊接防脱钢板(60)。

4.根据权利要求1所述的桩基留用补桩增大承台体系施工方法，其特征在于，步骤1)中，焊板(33)下部与钢板桩(25)内壁之间设置支撑斜架(28)。

5.根据权利要求1所述的桩基留用补桩增大承台体系施工方法，其特征在于，步骤4)中，垫层(2)采用C20混凝土浇注。

6.根据权利要求1所述的桩基留用补桩增大承台体系施工方法，其特征在于，步骤3)中，老桩增大截面外包钢管结构施工方法如下：老桩(1)顶部放置柔性垫块(15)，柔性垫块(15)上放置定型化固定件(62)，定型化固定件62(62)通过固定杆(6)与老桩顶部的老桩预留筋(7)焊接固定；在老桩(1)外侧设置钢管(11)，钢管11(11)上端设置焊接耳板(10)，焊接耳板(10)与定型化固定件(62)通过拉结筋(9)相连，拉结筋(9)的一端连接焊接耳板(10)，拉结筋(9)另一端与设置在定型化固定件(62)上的固定加紧工具(8)固定，老桩(1)侧面植入横向筋(14)，横向筋(14)上绑扎竖向筋(12)，钢管(11)的底部与老桩(1)的侧面之间用自密实混凝土(13)封底；钢管(11)与老桩侧面之间进行混凝土浇筑。

7.根据权利要求1所述的桩基留用补桩增大承台体系施工方法，其特征在于，步骤3)中，老桩增大截面加固组合模板结构施工方法如下：老桩(1)侧面植入横向筋(14)，横向筋(14)上绑扎竖向筋(12)，竖向筋(12)外绑扎套箍(16)，老桩(1)底部包裹橡胶密封垫(63)，在老桩(1)的外侧设置定型化模板(51)，定型化模板(51)由标准模块(21)和异形模块(19)组成，异形模块(19)位于标准模块(21)的下方，异形模块(19)与橡胶密封垫(63)的外侧面接触，标准模块(21)和异形模块(19)外设置固定套环(20)，固定套环(20)用螺栓(18)固定，异形模块(19)上设置漏浆孔(17)；在定型化模板(51)与老桩(1)侧面之间用于进行混凝土浇筑。

8.根据权利要求1所述的桩基留用补桩增大承台体系施工方法，其特征在于，步骤5)中，伸缩杆(46)的一端连接承台浇筑模板的外侧，伸缩杆(46)的另一端连接定位钢板(54)或者横梁竖杆(44)；当伸缩杆(46)与定位钢板(54)相连时，伸缩杆(46)一端插入定位孔(55)中；当伸缩杆(46)与横梁竖杆(44)相连时，伸缩杆(47)一端设有耳板连接筋(49)并通过耳板连接筋(49)与在耳板(47)相连。

9.根据权利要求1所述的桩基留用补桩增大承台体系施工方法，其特征在于，步骤5)中，耳板(47)通过固定螺母(48)与横梁竖杆(44)相连。