CN219690533U - 一种钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构，涉及建筑施工技术领域，包括素混凝土桩、钢格构柱、底板和支撑梁，钢格构柱置入基坑钻孔内，钢格构柱下部与钻孔之间浇筑素混凝土桩形成立柱桩，素混凝土桩顶部浇筑混凝土形成底板，钢格构柱上部贯穿底板并锚固至混凝土浇筑而成的支撑梁内，支撑梁位于底板上方；底板中部设置止水片，止水片与钢格构柱相对固定；支撑梁包括环梁和径向梁，每一立柱桩顶部与对应的支撑梁连接形成水平支撑体系。本实用新型相较于传统下部钻孔灌注桩+上部钢格构柱技术，取消了下部桩体内钢筋笼，节约材料消耗，在满足竖向承载力情况下减少施工成本，在特定地质条件下具有很好的推广和应用价值。

Description

一种钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构

技术领域

本实用新型涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构。

背景技术

随着基础工程和道路交通工程的不断发展，基坑工程的施工已经越来越广泛，在基坑工程中，立柱桩作为一种重要的构件，通常用来承受支撑体系的竖向荷载，以增加支撑系统的稳定性。在现有技术中，立柱桩一般由上部钢格构柱和下部钻孔灌注桩组成，下部钻孔灌注桩如不作为永久结构构件使用，仅需满足基坑内水平支撑竖向承载力要求，因此针对中风化基岩等地基承载力较高的地质情况，在设计核算后可取消立柱桩下部钻孔灌注桩内钢筋笼，直接在素混凝土桩内插入钢格构柱作为立柱桩使用，即形成了一种钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构，具有强度大、刚性好等特点，主要适用于中风化基岩等地基承载力较高的地质环境。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构，包括素混凝土桩、钢格构柱、底板和支撑梁，所述钢格构柱置入基坑的每个钻孔内，钢格构柱下部与所述钻孔之间浇筑素混凝土桩形成立柱桩，素混凝土桩顶部浇筑混凝土形成底板，钢格构柱上部贯穿底板并锚固至混凝土浇筑而成的支撑梁内，支撑梁位于底板上方；底板中部设置止水片，止水片与钢格构柱相对固定；支撑梁包括沿基坑圆周分布的环梁和以环梁圆心径向布置的径向梁，每一立柱桩顶部与对应的支撑梁连接形成水平支撑体系。

作为进一步的技术方案，所述钢格构柱由钢缀板和角钢组成，若干层钢缀板沿竖直方向间隔布置，每层包括四块钢缀板，形成钢格构柱的四个侧面，且相邻二块钢缀板的内壁之间通过角钢焊接固定。

作为进一步的技术方案，所述钢格构柱与支撑梁之间通过若干道钢筋连接，每道钢筋包括四根，并呈“井”字形包围钢格构柱，每根钢筋与钢格构柱上对应的钢缀板焊接固定，每道钢筋之间等间隔布置。

作为进一步的技术方案，所述止水片包括L型止水片和方形止水片，其中，L型止水片焊接固定在钢格构柱的四个角钢外侧，方形止水片焊接固定在钢格构柱的四个角钢内侧。

作为进一步的技术方案，所述钢格构柱下部嵌入中风化基岩的深度大于等于2m，钢格构柱上部锚入支撑梁的深度大于等于支撑梁高度的3/4。

作为进一步的技术方案，所述支撑梁外周包围设置一圈支护桩，各支护桩连接在压顶梁上。

本实用新型的有益效果为：

1、相较于传统下部钻孔灌注桩+上部钢格构柱技术，取消了下部桩体内钢筋笼，节约材料消耗，在满足竖向承载力情况下减少了施工成本，在特定地质条件下具有很好的推广和应用价值；

2、钢格构柱与支撑梁之间通过多道钢筋连接固定，钢筋呈“井”字形结构，确保立柱桩与支撑梁连接可靠；

3、在底板厚度方向的中部位置设置止水片，并与钢格构柱的角钢焊接固定，保证止水效果；

4、钢格构柱下部嵌入中风化基岩的深度大于等于2m，能够更好适应特定的地质环境，保证施工结构安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型中钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构的俯视平面布置图。

图2为本实用新型中立柱桩的剖面结构示意图。

图3为本实用新型中支撑梁与钢格构柱的连接结构示意图。

图4为本实用新型中支撑梁与钢格构柱的连接结构剖视图。

图5为本实用新型中钢格构柱与止水片的连接结构示意图。

图6为图1中A区域的局部放大示意图。

附图标记说明：素混凝土桩1、钢格构柱2、角钢3、钢缀板4、底板5、支撑梁6、环梁61、径向梁62、止水片7、支护桩8、压顶梁9、钢筋10、立柱桩11、L型止水片12、方形止水片13、基坑14。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：

实施例：如附图1～6所示，这种钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构，包括素混凝土桩1、钢格构柱2、角钢3、钢缀板4、底板5、支撑梁6、环梁61、径向梁62、止水片7、支护桩8、压顶梁9、钢筋10、立柱桩11、L型止水片12、方形止水片13和基坑14。

参考附图2，钢格构柱2下部置入基坑14的每个钻孔内，钢格构柱2下部与钻孔之间通过浇筑素混凝土桩1形成立柱桩11(即立柱桩11由钢格构柱2插入素混凝土桩1组成)。在素混凝土桩1顶部浇筑混凝土形成一块底板5，钢格构柱2上部贯穿底板5后锚固至混凝土浇筑而成的支撑梁6内，支撑梁6位于底板5上方。如图1、6所示，支撑梁6包括沿基坑14圆周分布的环梁61和以环梁61圆心径向布置的径向梁62，每根立柱桩11顶部与对应的支撑梁6连接从而形成水平支撑体系。

参考附图2、4，进一步的，钢格构柱2由钢缀板4和角钢3组成，沿竖直方向间隔布置有若干层钢缀板4，每层包括四块钢缀板4，形成钢格构柱2的四个侧面，相邻二块钢缀板4的内壁之间通过一根角钢3焊接固定，形成的钢格构柱2截面如图4所示。

如图3、4所示，钢格构柱2与支撑梁6之间通过三道钢筋10连接，每道钢筋10包括四根(Ф25mm钢筋)，并呈“井”字形包围钢格构柱2，每根钢筋10与钢格构柱2上对应的钢缀板4焊接固定，每道钢筋10的间距为100mm，钢筋10的长度为钢格构柱2截面宽度两侧分别向外延伸1500mm。

优选地，参考附图2、5，在底板5厚度方向的中部位置设置一层止水片7，止水片7包括四片L型止水片12和四片方形止水片13，其中，L型止水片12焊接固定在钢格构柱2的四个角钢3外侧，方形止水片13焊接固定在钢格构柱2的四个角钢3内侧。止水片7与钢格构柱2焊接固定后，随即在素混凝土桩1顶部位置浇筑混凝土形成底板5结构，浇筑时需确保底板5的混凝土与素混凝土桩1有效接茬。

优选地，钢格构柱2下部嵌入中风化基岩的深度大于等于2m，钢格构柱2上部锚入支撑梁6的深度大于等于支撑梁6高度的3/4。如图1所示，在支撑梁6外周包围设置一圈支护桩8，各支护桩8连接在压顶梁9上。

本实用新型的施工过程：

钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构主要由钢格构柱2嵌入素混凝土桩1组合形成的立柱桩11，在中风化基岩等地基承载力较高的地质情况下能充分利用该土体优质的地基承载力来承受部分水平内支撑梁6传递的竖向荷载，确保工程在基础施工阶段基坑的稳定性和安全性。组合立柱桩的施工基本顺序为先按设计要求采用干作业旋挖成孔，孔洞经验收合格后后利用吊车吊装方式将钢格构柱2缓慢吊起放至孔洞内，钢格构柱2嵌入中风化基岩不少于2m。钢格构柱2标高、垂直度、平面定位等复核无误后，将导管吊放至钢格构柱2中心位置距离孔底50cm处，然后开始浇灌设计规定强度等级素混凝土，即形成了一种钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构。

施工步骤如下：

(1)桩位放样

桩位测量放线，应与设计提供的桩位平面图一致，并有放线控制点拨角和距离，以便检验校核数据，桩位定位偏差不超过50mm。

(2)桩机就位

钻孔前必须做好钻机的就位工作，桩机定位要准确、水平、垂直、稳固,桩机导杆中心线、回旋盘中心线、桩位应保持在同一直线。各方检验合格后方可旋挖钻进。过程中动态检查控制桅杆垂直度，发现偏差及时调整纠正。

(3)取土成孔

由于本实用新型是针对中风化基岩等地基承载力较高的地质，因此采用干作业旋挖成孔。当钻机就位准确后即开始钻进，钻进时控制每次进尺深度，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳，提斗要慢，钻进速度以钻机不产生跳动为准。钻孔时要及时清运孔口出渣，避免妨碍钻孔施工、污染环境；钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，测量孔深(本实施例中下部为C30Ф800立柱桩)。

(4)孔检

成孔检查方法:可用重锤将孔内的虚土夯实，再直接用测绳及测孔器检测。

成孔达到设计高程后，对孔深、孔径、孔壁、垂直度、沉淀厚度等进行检查，不合格时及时处理。用测绳测量孔深并做记录，钻孔完成后应采用探孔器检测孔径，钻杆垂线法检查倾斜度，用长度符合规定的探孔器上下两次检查孔是否合格，合格后方可清孔。

检测标准:如表1所示，孔深、孔径不小于设计规定，钻孔倾斜度误差不大于1％且不大于500mm。经质量检查合格的桩孔，及时下放钢格构柱，安放导管，导管安装完毕，灌注混凝土前，要再一次量测孔的深度，如果有异常现象发生，要及时进行处理。

表1成孔质量标准对照表

(5)钢格构柱制作安放

根据设计图纸对钢格构柱规格和技术要求，采用成品进场或场内制作等方式，本实施例采用的钢格构柱截面尺寸为390×390mm，由300×200×12@500mm的钢缀板及4L140×12角钢加工制作而成。钢格构柱制作工艺流程包括：施工准备→材料进场验收→放样→号料→对接→切割→矫正及边缘加工→拼装→焊接→编号→验收。

钢格构柱就位后，通过双吊点吊装方式将其缓慢吊起放入孔洞内，钢格构柱上部锚固至混凝土支撑梁内(锚入深度≥3/4支撑梁高度)，钢格构柱下部插入旋挖孔内，同时应确保钢格构柱嵌入中风化基岩≥2m。其中钢格构柱上端与支撑梁采用12根Ф25钢筋连接，即4根Ф25钢筋分别跟钢格构柱四侧钢缀板焊接固定，沿钢格构柱高度方向共设三道，每道间距100mm，钢筋长度为钢格构柱截面宽度向两侧分别外伸1500mm。

土方开挖后，在素混凝土顶部位置浇筑底板，浇筑时需确保底板混凝土与素混凝土有效接茬。底板混凝土浇筑前，在底板厚度方向的中部位置附近设止水片，止水片共有两种形状，其中4块L型止水片(4L×100×12)在钢格构柱外侧分别与四个角钢满焊，4块方型止水片(150×150×12)在钢格构柱内侧分别与四个角钢满焊，止水片与钢格构柱焊接固定后随即浇筑混凝土形成底板结构。格构柱平面定位，垂直度及扭转严格控制，确保不影响后期水平内支撑施工，钢格构柱的质量标准如下表2所示。

表2钢格构柱质量标准对照表

项次	检查项目	容许偏差(mm)
			1	立柱中心线和基线中心线	≤±5
2	柱顶标高	≤±5
			3	柱轴线垂直度	≤H/1000,且≤25
4	柱身弯曲	≤1/300
			5	插入深度误差	≤±50

(6)吊放导管

混凝土灌注采用钢导管灌注，导管内径为300mm，螺丝扣连接。检查导管外观，导管内壁应圆滑、顺直、光洁和无局部凹凸，局部沾有灰浆处应清理干净，有局部凸凹的导管不予使用。

导管采用吊车配合人工安装，导管安放时，使其位置居钢格构柱中心，然后稳步沉放、防止卡挂钢格构柱和碰撞孔壁。安装时用吊车先将导管放至孔底，然后再将导管提起50cm，使导管底距孔底50cm。

(7)灌注水下混凝土

桩身砼等级必须符合设计要求，本实施例采用C30混凝土。灌注前严格控制导管与孔底高度不超过50cm，初灌砼必须满足初灌量要求(要求导管底部埋入混凝土深度大于0.8m，导管内存砼4m)，灌注砼面高度控制在设计桩顶标高以上1m，混凝土应连续灌注，单桩灌注时间不能超出4小时，充盈系数控制在1.10～1.25之时，严禁小于1.0，灌注混凝土过程中导管埋入混凝土的深度宜控制在2～6m。砼试块按规范要求随机抽样制作，每根桩制作试块组数必须符合设计规范要求，并在试块达到标准养护期后送检测中心试验室试压。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构，其特征在于：包括素混凝土桩(1)、钢格构柱(2)、底板(5)和支撑梁(6)，所述钢格构柱(2)置入基坑(14)的每个钻孔内，钢格构柱(2)下部与所述钻孔之间浇筑素混凝土桩(1)形成立柱桩(11)，素混凝土桩(1)顶部浇筑混凝土形成底板(5)，钢格构柱(2)上部贯穿底板(5)并锚固至混凝土浇筑而成的支撑梁(6)内，支撑梁(6)位于底板(5)上方；底板(5)中部设置止水片(7)，止水片(7)与钢格构柱(2)相对固定；支撑梁(6)包括沿基坑(14)圆周分布的环梁(61)和以环梁(61)圆心径向布置的径向梁(62)，每一立柱桩(11)顶部与对应的支撑梁(6)连接形成水平支撑体系。

2.根据权利要求1所述的钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构，其特征在于：所述钢格构柱(2)由钢缀板(4)和角钢(3)组成，若干层钢缀板(4)沿竖直方向间隔布置，每层包括四块钢缀板(4)，形成钢格构柱(2)的四个侧面，且相邻二块钢缀板(4)的内壁之间通过角钢(3)焊接固定。

3.根据权利要求2所述的钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构，其特征在于：所述钢格构柱(2)与支撑梁(6)之间通过若干道钢筋(10)连接，每道钢筋(10)包括四根，并呈“井”字形包围钢格构柱(2)，每根钢筋(10)与钢格构柱(2)上对应的钢缀板(4)焊接固定，每道钢筋(10)之间等间隔布置。

4.根据权利要求3所述的钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构，其特征在于：所述止水片(7)包括L型止水片(12)和方形止水片(13)，其中，L型止水片(12)焊接固定在钢格构柱(2)的四个角钢(3)外侧，方形止水片(13)焊接固定在钢格构柱(2)的四个角钢(3)内侧。

5.根据权利要求4所述的钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构，其特征在于：所述钢格构柱(2)下部嵌入中风化基岩的深度大于等于2m，钢格构柱(2)上部锚入支撑梁(6)的深度大于等于支撑梁(6)高度的3/4。

6.根据权利要求5所述的钢格构柱插入素砼桩作为基坑内支撑的立柱桩结构，其特征在于：所述支撑梁(6)外周包围设置一圈支护桩(8)，各支护桩(8)连接在压顶梁(9)上。