鑽孔灌注樁樁底壓漿工藝及其專用鋼筋籠的製作方法

2023-10-10 17:56:54

專利名稱：鑽孔灌注樁樁底壓漿工藝及其專用鋼筋籠的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種建築物或構築物基礎工程施工處理工藝及其專用裝置，特別涉及一種多層、中高層民用建築和其它公共與工業建築基礎的鑽孔灌注樁樁底壓漿工藝及其專用鋼筋籠。
目前，在一般多層或中高層住宅及其它公共與工業建築中，其基礎工程多採用深挖式撼砂毛石基礎、混凝土底板式基礎、地下連續牆基礎、予制打樁或沉管灌注樁基礎、以及鑽孔灌注樁基礎等類型的基礎形式。
深挖式撼砂毛石基礎、混凝土底板式基礎及地下連續牆基礎，其基礎深度在3米以上時，施工中要挖出大量的土方，基礎完成後，還需回填大量土方;而且，鋼筋混凝土灌注量很大，因此，基礎的工程造價較高，工期也較長，同時，施工受雨季及冬季影響，還會受到相鄰建築物的限制。
予制打樁基礎是近二、三十年常用的一種基礎形式，它適用於一般多層建築、中高層建築及工業建築的基礎處理中，這種基礎在施工時，打樁發出的噪音很大，影響城市環境;而且，工期較長，從予制樁體到運輸吊裝，直到打入地基，截掉樁頭，整個過程工序繁多，勞動強度大，造價也很高，目前，已逐步被人們所淘汰。
沉管灌注樁是近幾年興起的一種新型基礎施工方法，它較之予制打樁具有施工進度快，勞動強度小，工程造價低的優點，但在施工時，沉管機所產生的噪音很大，其高頻震波對附近建築物具有較為強烈的損害作用，對周圍環境影響很大，其應用受相鄰建築物的限制;特別在群樁施工時，沉管機所產生的高頻震動，對相鄰近的成樁產生相互擠壓作用，因此，還會對成樁的質量造成嚴重的損害。
鑽孔灌注樁也是近幾年興起的一種新型基礎施工方法，它分為幹作業螺旋鑽孔成孔或洛陽鏟人工成孔及泥漿護壁鑽孔成孔。前者適用於一般地下水位較低的多層、中高層建築和工業建築中，後者則適用於高層建築或道路橋梁的深基礎處理。鑽孔灌注樁具有施工進度快，噪音小，環境條件好，工程造價低，且不受季節場地限制等特點，但鑽孔灌注樁主要依靠樁身的側摩阻力承受外負荷，因此，單樁承載能力偏低，有的只能達到100～200KN，而且，由於螺旋鑽孔工藝的缺欠，加之操作人員的熟練程度不同，成孔後，孔底還常常會有10～30cm甚至50cm的虛土，特別是在有地下水的情況下，孔底會有較厚的淤泥土層，這些虛土和淤泥土層的存在，使灌注樁會隨著載荷的增加而發生沉降，為了防止出現較大的沉降，在設計時，樁身側摩阻力往往取用較小數值，從而增加了布樁量，造成工程浪費，這在很大程度上影響了鑽孔灌注樁的發展。
本發明的目的是克服上述現有技術的不足之處，解決鑽孔灌注樁因樁底虛土、淤泥土層及樁周圍鬆散土層造成的樁體沉降量大，單樁承載力低的問題，提供一種施工進度快、工程造價低、不影響環境、不受季節限制的鑽孔灌注樁樁底壓漿工藝及其專用鋼筋籠，以降低基礎工程造價，提高工程質量。
本發明是這樣實現的本發明採用螺旋鑽孔或人工鏟孔的方法成孔，成孔後，在孔內放置由受力主筋、定位箍筋及螺旋箍筋構成的鋼筋籠，根據樁體的受力狀況鋼筋籠可採用全籠或半籠;在鋼筋籠內設置有與受力主筋平行並可作為一根主筋的注漿管和與受力主筋平行的回漿管，在樁底持力層為礫石層或砂粒層時，可只設置注漿管，不設置回漿管;在鋼筋籠的底部還設置有隔離鐵板;在置有鋼筋籠的孔內灌注混凝土，混凝土強度等級≥C18;當樁身混凝土強度達到設計強度的50%，且最低標號不低於抗壓強度的C8等級時，將水灰比為0.4～0.8的水泥漿通過注漿管直接注入樁底，壓漿水泥採用325＃以上的國標廠家水泥，注漿速度為20～100升/分;在注漿過程中，當回漿管內無水或氣體溢出，並開始大量噴漿時，封閉回漿管上端出口;繼續注入水泥漿，使注漿入口壓力上升，並保持注漿入口壓力穩定，在穩壓期間強行注漿，注漿入口壓力為0.5～20kg/cm2，穩壓時間為1～7分鐘;當樁底持力層為礫石層或砂粒層時，穩壓時間為1分鐘，當樁底持力層為粘土或亞粘土時，穩壓時間不超過7分鐘;當注漿水泥重量使單樁達到設計承載力要求(如100～300kg)時，封閉注漿管入口，停止注漿。
當樁底持力層為礫石層，且特別鬆散，注入大量水泥漿後，注漿入口仍無壓力，且回漿管仍不噴漿的情況下，停止注漿，間隔45～120分鐘，然後對注漿管和回漿管作貫通檢查，進行第二次樁底注漿;間隔時間可根據水泥標號及水泥漿的稠度來確定。
為配合使用本發明的上述方法，本發明提供了一種專用鋼筋籠，所述的鋼筋籠由受力主筋、定位箍筋及螺旋箍筋構成，在鋼筋籠內安裝有與受力主筋平行的注漿管，在鋼筋籠的底部還安裝有隔離鐵板，注漿管的上端長於受力主筋，並至少高於施工地面200mm，下端的底部穿過隔離鐵板，並從隔離鐵板中伸出20～30mm，受力主筋及注漿管與隔離鐵板焊接牢固。
根據樁底持力層狀況，在鋼筋籠內還安裝有與受力主筋和注漿管平行的回漿管，回漿管上端長於受力主筋，下端穿過隔離鐵板，並從隔離鐵板中伸出20～30mm;注漿管的底部可以加工成平底形或馬蹄形或鴨嘴形，在注漿管從隔離鐵板中伸出的下端部還加工有若干個通孔，以便於水泥漿流出。
本發明與現有技術相比具有如下優點1.壓力注漿對鑽孔灌注樁的樁端虛土及樁端區土層起滲透、填充、壓密及串聯固結作用，使之成為一種高強度的新土層，並與樁底凝結在一起，形成大頭樁;特別是在樁底土質較為鬆散，尤其是樁底處於礫石層時，注漿材料沿礫石層與相鄰的樁端串聯固結，大大增加了樁端的受力面積，提高了樁端的承載能力，並且使鑽孔灌注樁由單一的側摩阻力承載的受力狀態，變成為壓漿固結後樁端承載與樁身側摩阻力共同承載的受力狀態;而且，壓力注漿對樁端虛土及樁端區土層壓縮、填充達到飽和後，在樁身周圍土質較為鬆散時，由於持續的穩壓作用，注漿材料將沿樁身上升，與樁身周圍土串聯固結，因此，又提高了樁身的側摩阻力;從而大幅度的提高了樁的承載能力。以400mm直徑，5～7米長的樁為例，當樁端持力層座落在礫石層時，單樁承載力可高達450～500KN，承載能力提高100～150%以上;當樁端持力層座落在礫砂層時，單樁承載力可達到400～450KN，承載能力提高100%以上;當樁端持力層座落在一般粘土層、粉砂層時、單樁承載力可達350～400KN，承載能力提高70～100%左右;從而減少了布樁量，比常規鑽孔灌注樁可減少布樁40%，使工程造價大幅度降低，每平方米基礎造價可比普通鑽孔灌注樁降低費用20%以上，比予制打樁基礎每平方米降低費用30%以上，比毛石撼砂基礎每平米降低費用50%以上，具有明顯的經濟效益。
2.注漿材料對樁底虛土的壓密及串聯固結，使樁底端混凝土和虛土接觸段樁體壓縮變形提前完成，因而大幅度的減少了灌注樁的沉降量，大大減少甚至避免了建築物的不均勻沉降，提高了工程質量。
3.工藝簡單，操作方便，施工進度快，沒有大量的外運土、混凝土澆注5～7天後即可進行壓漿，基礎工程天數可縮短一半以上。
4.施工不受季節和場地限制，無論是冬季還是雨季，只要在工地無雨無積水的情況下均能施工，特別是在場地狹窄及臨近建築群中施工，更具有優勢;且施工時，無震動、無噪音、無汙染，不影響周圍環境，不損害附近建築物。
下面結合附圖提供
具體實施例方式

圖1、圖3、圖5是本發明鋼筋籠的結構示意圖;
圖2是圖1的A-A剖視圖;
圖4是圖3的B-B剖視圖;
圖6、圖7、圖8是圖1、圖3、圖5的1部放大圖。
實施例1採用洛陽鏟人工成孔，孔徑為400mm，孔深度為5m，成孔後，孔底虛土厚度為250mm，孔底持力層為亞粘土;在孔內放置由受力主筋1、定位箍筋2及螺旋箍筋3構成的全籠鋼筋籠，如圖1所示，鋼筋籠內安裝有與受力主筋1平行的注漿管4和回漿管5，在鋼筋籠的底部還安裝有隔離鐵板6，注漿管4和回漿管5上端長於受力主筋1，並高於自然地面200mm，下端穿過隔離鐵板6，並從隔離鐵板6中伸出30mm，如圖7所示，注漿管4的底部為馬蹄形，在注漿管4從隔離鐵板6中伸的下端部還加工有若干個通孔，注漿管4與隔離鐵板6之間焊接牢固，注漿管4及回漿管5的上下口用塑料布包好，然後，在置有鋼筋籠的孔內灌注混凝土，混凝土強度為C18，坍落度為8～10cm;混凝土初凝後，對注漿管4和回漿管5進行貫通檢查，以防落土漏漿造成堵塞;當樁身混凝土強度達到設計強度的50%，強度達到C8等級時，在標號為425＃的國標廠家水泥中加水，用拌合機攪拌成水泥漿，水灰比為0.4，然後將水泥漿通過注漿管4直接注入樁底，注漿速度為80～100升/分;當回漿管4內無氣體溢出，並開始大量噴漿時，封閉回漿管5上端的出口，繼續注入水泥漿;當注漿入口壓力達到20kg/cm2時，穩壓7分鐘，封閉注漿入口，停止注漿，注漿水泥重量為180kg。
實施例2採用螺旋鑽孔機成孔，孔徑為300mm，孔深度為5m，當鑽頭鑽到設計深度時，進行就地空轉，然後，停鑽提杆，鑽杆提出地面前，將護筒周圍活土清理乾淨，虛土拍實，以減少孔底虛土厚度;成孔後，孔底虛土厚度為300mm，孔底持力層為礫砂層;由於樁體只承受垂直方向壓力，不承受拉力和橫向力，在孔內放置由受力主筋1、定位箍筋2及螺旋箍筋3構成的半籠鋼筋籠，即受力主筋為全籠的三分之二，如圖5所示，鋼筋籠內安裝有與受力主筋1平行的注漿管4，在鋼筋籠的底部還安裝有隔離鐵板6，注漿管4上端長於受力主筋1，並高於自然地面200mm，下端穿過隔離鐵板6，並從隔離鐵板6中伸出20mm，如圖6所示，注漿管4下端的底部為平底形，在注漿管4從隔離鐵板6中伸出的下端部還加工有若干個通孔，注漿管4與隔離鐵板6之間要焊接牢固，注漿管4的上下口用塑料布包好;然後，在置有鋼筋籠的孔內灌注混凝土，混凝土強度等級為C18，坍落度為10cm;混凝土初凝後，對注漿管4進行貫通檢查，以防落土漏漿造成堵塞;當樁身混凝土強度達到設計強度的50%，強度達到C8等級時;在標號為325＃的國標水泥中加水，用拌合機攪拌成水泥漿，水灰比為0.8，然後，將水泥漿通過注漿管4直接注入樁底，注漿速度為20～50升/分，當注漿入口壓力達到0.5kg/cm2時，穩壓1分鐘，當單樁注漿水泥重量達到150kg時，封閉注漿入口，停止注漿。
實施例3採用螺旋鑽孔機成孔，孔徑為300mm，孔深度為6m，成孔後，孔底虛土厚度為200mm，孔底持力層為鬆散礫石層;在孔內放置由受力主筋1、定位箍筋2及螺旋箍筋3構成的全籠鋼筋籠，鋼筋籠的其它設置與實施例1相同;混凝土強度等級、坍落度、注漿的水泥標號及水灰比與實施例2相同;當混凝土強度達到C8等級時，將水泥漿通過注漿管4直接注入樁底，注漿速度為20～40升/分，注入200kg水泥漿後，注漿入口仍無壓力，且回漿管仍不噴漿，停止注漿;間隔120分鐘，然後對注漿管4和回漿管5作貫通檢查，進行第二次樁底注漿，注漿速度為40～60升/分，當回漿管5開始噴漿時，封閉回漿管5，並繼續注入水泥漿，當注漿入口壓力達到1.5kg/cm2時，穩壓2分鐘，然後封閉注漿入口，第二次注漿水泥重量為100kg。實施例4採用螺旋鑽孔機成孔，孔徑為600mm，孔深度為7m，孔底持力層為礫石層，成孔後，孔內地下水較多，且有200mm厚淤泥層，人工降水後，向孔底投入約300mm厚碎石，並用錘夯實，再投入100mm厚混合砂;然後，在孔內放入全籠鋼筋籠，如圖3所示，鋼筋籠內安裝有注漿管4，如圖8所示，注漿管4下端的底部為鴨嘴形，在注漿管4從隔離鐵板6中伸出的下端部還加工有若干個通孔，鋼筋籠的其它設置與實施例2相同;在置有鋼筋籠的孔內灌注混凝土，混凝土強度為C18，坍落度為8cm，當混凝土強度達到C8等級時，在標號為425＃的國標水泥中加水，用拌合機攪拌成水泥漿，水灰比為0.6，然後，將水泥漿通過注漿管4直接注入樁底，注漿速度為20～50升/分，當注漿入口壓力達到4kg/cm2時，穩壓3分鐘，封閉注漿入口，停止注漿，注漿水泥重量為200kg。
權利要求
1.一種鑽孔灌注樁樁底壓漿工藝，包括成孔，在孔內放置由受力主筋、定位箍筋及螺旋箍筋構成的鋼筋籠，在置有鋼筋籠的孔內灌注混凝土，其特徵在於，所述的鋼筋籠內設置有與受力主筋平行並可作為一根主筋的注漿管和與受力主筋平行的回漿管或只設置注漿管，在鋼筋籠的底部還設置有隔離鐵板；通過注漿管將水灰比為0.4～0.8的水泥漿直接注入樁底，注漿速度為20～100升/分；在注漿過程中，當回漿管內無水或氣體溢出、並開始大量噴漿時，封閉回漿管上端出口；繼續注入水泥漿，使注漿入口壓力上升，並保持注漿入口壓力穩定，在穩壓期間強行壓漿，注漿入口壓力為0.5～20kg/cm2，穩壓時間為1～7分鐘；當注漿水泥重量使單樁達到設計承載力要求時，封閉注漿入口，停止注漿。
2.根據權利要求1所述的鑽孔灌注樁樁底壓漿工藝，其特徵在於，當樁底持力層為礫石層，且特別鬆散，注入大量水泥漿後，注漿入口仍無壓力，回漿管仍不噴漿時，停止注漿，間隔45～120分鐘，然後對注漿管和回漿管作貫通檢查，進行第二次樁底注漿。
3.一種為使用權利要求1或2所述工藝而專門設計的鋼筋籠，由受力主筋(1)、定位箍筋(2)及螺旋箍筋(3)構成，其特徵在於，在鋼筋籠內安裝有與受力主筋(1)平行的注漿管(4)，在鋼筋籠的底部還安裝有隔離鐵板(6)，注漿管(4)的上端長於受力主筋(1)，下端穿過隔離鐵板(6)，並從隔離鐵板(6)中伸出20～30mm。
4.根據權利要求3所述的鋼筋籠，其特徵在於，在鋼筋籠內還安裝有與受力主筋(1)和注漿管(4)平行的回漿管(5)，回漿管(5)的上端長於受力主筋(1)，下端穿過隔離鐵板(6)，並從隔離鐵板(6)中伸出20～30mm。
5.根據權利要求3或4所述的鋼筋籠，其特徵在於，所述的注漿管(4)下端的底部為平底形或馬蹄形或鴨嘴形。
6.根據權利要求5所述的鋼筋籠，其特徵在於，注漿管(4)從隔離鐵板(6)中伸出的下端部還加工有若干個通孔。
全文摘要
一種鑽孔灌注樁樁底壓漿方法及其專用鋼筋籠，特徵在於，在鋼筋籠內設置與受力主筋平行的注漿管和回漿管，在鋼筋籠的底部設置隔離鐵板，當樁身混凝土強度達到C
文檔編號E02D5/72GK1078282SQ9210616
公開日1993年11月10日 申請日期1992年5月8日 優先權日1992年5月8日
發明者徐連城, 曹林祥, 張春生, 金玉民, 林馥鬱, 金書廷, 張相軍 申請人:東北金城建築安裝工程總公司地基基礎工程處