CN1162588C - 插入法立柱桩施工工艺 - Google Patents

Abstract

一种插入法立柱桩施工工艺属于建筑工程领域。本发明具体工艺如下：(1)吊装基座制作；(2)完成钢立柱全长对接，在桩顶设置电水平仪探头；(3)钻孔灌注桩施工；(4)将钢立柱下端插入定位钢板的预留孔中，保证插入前桩身垂直；(5)将钢柱垂直插入桩体内；(6)根据电水平仪读数调整钢立柱的垂直度；(7)在孔口可靠焊接固定；(8)在钢立柱外侧回填碎石，拆除顶部定位钢板。本发明具有实质性特点和显著进步，采用本发明施工的立柱桩垂直精度可以稳定地达到1/600甚至1/1000，超过以往任何施工方法，可以降低工程造价，增强结构安全性，对钢构件的约束较强，减少了基坑开挖过程中钢构件受外力破坏的可能性。

Description

插入法立柱桩施工工艺

技术领域

本发明涉及的是一种立柱桩施工工艺，特别是一种插入法立柱桩施工工艺，属于建筑工程领域。

背景技术

所谓立柱桩是将埋设于地下的桩和露出地面(开挖面)的立柱结合在一起，一同施工的结构构件，广泛应用于地下结构领域的结构承载。一般而言，立柱桩的构造分为桩体和立柱两部分，桩体可以采用打入桩或钻孔灌注桩等类型的桩，立柱一般采用钢构件，传统施工方法立柱钢构件的断面必须为圆形或矩形之类中空的形状，而且中空部分大小必须满足钻孔灌注桩混凝土浇筑施工要求，因此，立柱钢构件的形式受到很大局限。经文献检索发现，赵志缙著《高层建筑的地下连续墙施工》，收录于赵志缙主编《高层建筑施工手册》第一篇第5章《高层建筑的地下连续墙施工》中5.3.2.1节，同济大学出版社1991年11月第1版，ISBN7-5608-0623-6/TU7·6，该文介绍：中间支承柱(即本发明所述立柱桩)的作用，是在“逆筑法”施工期间，于地下室底板未浇筑之前，与地下连续墙一起承受地下和地下各层的结构自重和施工荷载；在地下室底板浇筑后，与底板联结成整体，作为地下室结构的一部分将上部结构及承受的荷载传递给地基。底板以上的中间支承柱的柱身，多为钢管混凝土柱或H型钢柱，这样断面小而承载能力大，而且也便于与地下室的梁、柱、墙、板等连接。由于中间支承柱的上部多为钢柱，下部为混凝土柱，所以多用灌注桩方法进行施工。在泥浆护壁下用反循环或正循环潜水电钻钻孔时，顶部安放护筒。钻孔后吊放钢管，钢管的位置要十分准确，否则与上部柱子不在同一垂线上对受力不利，因此钢管吊放后要用定位装置调整其位置。钢管的壁厚按其承受的荷载计算确定。由于利用导管浇筑混凝土，钢管的内径要比导管接头处的直径大50～100mm。由于钢管内的导管浇筑混凝土时，超压力不可能将混凝土压上很高，所以钢管底端埋入混凝土不可能很深，一般为1m左右。为使钢管下部与现浇的混凝土柱有较好的结合，可在钢管下端加焊竖向分布钢筋，以达到传力的要求。混凝土柱的顶端一般高出底板标高300mm左右，高出底板部分的混凝土，在构筑底板时将其凿除，以保证底板与中间支承柱联成一体。混凝土浇筑完毕吊出导管。由于钢管外面不浇筑混凝土，钻孔上段中的泥浆需进行硬化处理，以便开挖土方时加以清除，不至于泥浆到处流淌，处理方法一般是在泥浆中掺入水泥形成自凝泥浆，使其自凝结硬，水泥掺量一般为10％，可直接投入孔内，用空气压缩机通过软管进行吹拌，此后混有水泥的泥浆就能自凝结硬。

上述立柱桩施工方法目前广泛应用于各类逆作法基坑施工，但存在下列不足：(1)采用钻孔灌注桩施工时，立柱钢构件的断面必须为圆形或矩形之类中空的形状，而且中空部分大小必须满足钻孔灌注桩混凝土浇筑施工要求，否则必须采用套管式灌注桩施工，而套管式灌注桩在非嵌岩的条件下承载力不足，因此立柱钢构件的形式受到很大局限。(2)钢构件先就位然后浇筑混凝土，浇筑混凝土过程(包括振冲导管过程)可能造成钢构件倾斜或位移。(3)钢构件就位后到基坑开挖之前无法知道钢构件的倾斜度，也无从采取补救措施。(4)泥浆固化物强度较低，对钢构件的约束作用很弱，容易在基坑施工中造成钢构件位移，尤其是当钢构件顶板未与顶板固定时。

发明内容和具体实施方式

本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种插入法立柱桩施工工艺，使其可以施工任意立柱钢构件类型的立柱桩，可以按最优化的方式设计立柱钢构件形状，大幅度降低工程造价，提高工程安全性。本发明具体工艺如下：

(1)、吊装基座制作：为承受立柱钢构件重量，围绕桩位周围制作钢筋混凝土基座；

(2)、完成钢立柱构件的制作并运至施工现场，将欲安设的钢立柱全长对接，在桩顶设置电水平仪探头；

(3)、钻孔灌注桩施工，浇注桩身混凝土，浇筑后在基座上安放定位钢板；

(4)、将钢立柱用履带吊吊直，下端插入定位钢板的预留孔中，然后沿前后、左右两方向用两台经纬仪控制桩身垂直度，保证插入前桩身垂直，确信垂直后读出点水平仪的初读数；

(5)、利用自重将钢柱垂直插入桩体内，随时读出电水平仪读数，如果与初读数的差值小于或接近设计要求，继续插入，反之，拔出型钢重新插入；

(6)、利用孔口定位座的微调装置，调整钢立柱的垂直度，保证钢立柱插入前后水平仪读数一致；

(7)、插入到位后，在孔口焊接固定；

(8)、在钢立柱外侧回填碎石，拆除顶部定位钢板。

结合本发明的内容提供以下具体实施方式：

施工实例：某地下结构钢立柱采用φ1200mm的钻孔灌注桩基础，永久钢立柱安装于钻孔灌注桩上部，钢立柱插入钻孔灌注桩上部深度为1米。以下对施工工艺的工序进一步描述：

(1)、地坪制作，制作素混凝土垫层，混凝土层厚200mm，强度C25，面积为6×6m²；

(2)、预埋铁设置，硬地坪制作过程中，沿钻孔灌注桩的外围，设置4块预埋铁，形成2×2m²的矩形，表面与混凝土面平齐；

(3)、护筒埋设，在立柱桩中心埋设一直径为1500mm，高度为2.0m的钢护筒；

(4)、钻孔灌注桩施工，钻机打设钻孔灌注桩；

(5)、完成钢立柱构件的制作并运至施工现场，将欲安装的钢立柱全长对接；

(6)、安设钢立柱固定架，在孔口设置定位座控制位置和转角，并将定位座与硬地坪内预埋铁牢固焊接；

(7)、浇注钻孔灌注桩混凝土；

(8)、将钢立柱用履带吊吊直，插入前沿前后、左右两方向用两台经纬仪控制桩身垂直度，保证插入前桩身垂直；

(9)、在桩顶设置电水平尺，利用自重将钢柱垂直插入钢套管内，观察插入前电水平尺读数初值；

(10)、在混凝土初凝前，将钢立柱插入钻孔灌注桩内；

(11)、再次测读电水平尺读数，并与插入前进行比对，保证钢立柱插入前后水平仪读数一致；

(12)、若钢立柱中心或垂直度超出设计许可范围，将钢立柱拔出，重新插入，直至符合要求；

(13)、在钢立柱外侧回填碎石，拆除顶部固定座。

本发明具有实质性特点和显著进步，采用本发明施工的立柱桩垂直精度可以稳定地达到1/600甚至1/1000，超过以往任何施工方法。以往的的立柱桩如果采用钻孔灌注桩施工，则其中的钢构件必须为钢管等中空断面的形状，不仅加工费较高，而且很多情况下采用钢管之类断面力学上并不合理，造成浪费，采用本发明则可以H型钢、工字钢等断面的钢构件应用于立柱桩，可以降低工程造价，增强结构安全性。采用碎石回填，对钢构件的约束较强，减少了基坑开挖过程中钢构件受外力破环的可能性。

Claims (2)

1、一种插入法立柱桩施工工艺，其特征在于具体工艺如下：

(1)、吊装基座制作：为承受立柱钢构件重量，围绕桩位周围制作钢筋混凝土基座；

(2)、完成钢立柱构件的制作并运至施工现场，将欲安设的钢立柱全长对接，在桩顶设置电水平仪探头；

(3)、钻孔灌注桩施工，浇注桩身混凝土，浇筑后在基座上安放定位钢板；

(4)、将钢立柱用履带吊吊直，下端插入定位钢板的预留孔中，然后沿前后、左右两方向用两台经纬仪控制桩身垂直度，保证插入前桩身垂直，确信垂直后读出点水平仪的初读数；

(5)、利用自重将钢柱垂直插入桩体内，随时读出电水平仪读数，如果与初读数的差值小于或接近设计要求，继续插入，反之，拔出型钢重新插入；

(6)、利用孔口定位座的微调装置，调整钢立柱的垂直度，保证钢立柱插入前后水平仪读数一致；

(7)、插入到位后，在孔口焊接固定；

(8)、在钢立柱外侧回填碎石，拆除顶部定位钢板。

2、根据权利要求1所述的这种插入法立柱桩施工工艺，其特征是其施工工艺的工序进一步描述为：

(1)、地坪制作，制作素混凝土垫层，混凝土层厚200mm，强度C25，面积为6×6m²；

(2)、预埋铁设置，硬地坪制作过程中，沿钻孔灌注桩的外围，设置4块预埋铁，形成2×2m²的矩形，表面与混凝土面平齐；

(3)、护筒埋设，在立柱桩中心埋设一直径为1500mm，高度为2.0m的钢护筒；

(4)、钻孔灌注桩施工，钻机打设钻孔灌注桩；

(5)、完成钢立柱构件的制作并运至施工现场，将欲安装的钢立柱全长对接；

(6)、安设钢立柱固定架，在孔口设置定位座控制位置和转角，并将定位座与硬地坪内预埋铁牢固焊接；

(7)、浇注钻孔灌注桩混凝土；

(8)、将钢立柱用履带吊吊直，插入前沿前后、左右两方向用两台经纬仪控制桩身垂直度，保证插入前桩身垂直；

(9)、在桩顶设置电水平尺，利用自重将钢柱垂直插入钢套管内，观察插入前电水平尺读数初值；

(10)、在混凝土初凝前，将钢立柱插入钻孔灌注桩内；

(11)、再次测读电水平尺读数，并与插入前进行比对，保证钢立柱插入前后水平仪读数一致；

(12)、若钢立柱中心或垂直度超出设计许可范围，将钢立柱拔出，重新插入，直至符合要求；

(13)、在钢立柱外侧回填碎石，拆除顶部固定座。