插入法立柱樁施工工藝的製作方法
2023-06-13 12:12:56
專利名稱：插入法立柱樁施工工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種立柱樁施工工藝，特別是一種插入法立柱樁施工工藝，屬於建築工程領域。
背景技術：
所謂立柱樁是將埋設於地下的樁和露出地面(開挖面)的立柱結合在一起，一同施工的結構構件，廣泛應用於地下結構領域的結構承載。一般而言，立柱樁的構造分為樁體和立柱兩部分，樁體可以採用打入樁或鑽孔灌注樁等類型的樁，立柱一般採用鋼構件，傳統施工方法立柱鋼構件的斷面必須為圓形或矩形之類中空的形狀，而且中空部分大小必須滿足鑽孔灌注樁混凝土澆築施工要求，因此，立柱鋼構件的形式受到很大局限。經文獻檢索發現，趙志縉著《高層建築的地下連續牆施工》，收錄於趙志縉主編《高層建築施工手冊》第一篇第5章《高層建築的地下連續牆施工》中5.3.2.1節，同濟大學出版社1991年11月第1版，ISBN7-5608-0623-6/TU7·6，該文介紹中間支承柱(即本發明所述立柱樁)的作用，是在「逆築法」施工期間，於地下室底板未澆築之前，與地下連續牆一起承受地下和地下各層的結構自重和施工荷載；在地下室底板澆筑後，與底板聯結成整體，作為地下室結構的一部分將上部結構及承受的荷載傳遞給地基。底板以上的中間支承柱的柱身，多為鋼管混凝土柱或H型鋼柱，這樣斷面小而承載能力大，而且也便於與地下室的梁、柱、牆、板等連接。由於中間支承柱的上部多為鋼柱，下部為混凝土柱，所以多用灌注樁方法進行施工。在泥漿護壁下用反循環或正循環潛水電鑽鑽孔時，頂部安放護筒。鑽孔後吊放鋼管，鋼管的位置要十分準確，否則與上部柱子不在同一垂線上對受力不利，因此鋼管吊放後要用定位裝置調整其位置。鋼管的壁厚按其承受的荷載計算確定。由於利用導管澆築混凝土，鋼管的內徑要比導管接頭處的直徑大50～100mm。由於鋼管內的導管澆築混凝土時，超壓力不可能將混凝土壓上很高，所以鋼管底端埋入混凝土不可能很深，一般為1m左右。為使鋼管下部與現澆的混凝土柱有較好的結合，可在鋼管下端加焊豎向分布鋼筋，以達到傳力的要求。混凝土柱的頂端一般高出底板標高300mm左右，高出底板部分的混凝土，在構築底板時將其鑿除，以保證底板與中間支承柱聯成一體。混凝土澆築完畢吊出導管。由於鋼管外面不澆築混凝土，鑽孔上段中的泥漿需進行硬化處理，以便開挖土方時加以清除，不至於泥漿到處流淌，處理方法一般是在泥漿中摻入水泥形成自凝泥漿，使其自凝結硬，水泥摻量一般為10％，可直接投入孔內，用空氣壓縮機通過軟管進行吹拌，此後混有水泥的泥漿就能自凝結硬。
上述立柱樁施工方法目前廣泛應用於各類逆作法基坑施工，但存在下列不足(1)採用鑽孔灌注樁施工時，立柱鋼構件的斷面必須為圓形或矩形之類中空的形狀，而且中空部分大小必須滿足鑽孔灌注樁混凝土澆築施工要求，否則必須採用套管式灌注樁施工，而套管式灌注樁在非嵌巖的條件下承載力不足，因此立柱鋼構件的形式受到很大局限。(2)鋼構件先就位然後澆築混凝土，澆築混凝土過程(包括振衝導管過程)可能造成鋼構件傾斜或位移。(3)鋼構件就位後到基坑開挖之前無法知道鋼構件的傾斜度，也無從採取補救措施。(4)泥漿固化物強度較低，對鋼構件的約束作用很弱，容易在基坑施工中造成鋼構件位移，尤其是當鋼構件頂板未與頂板固定時。
發明內容
和
具體實施例方式本發明針對現有技術的不足和缺陷，提供一種插入法立柱樁施工工藝，使其可以施工任意立柱鋼構件類型的立柱樁，可以按最優化的方式設計立柱鋼構件形狀，大幅度降低工程造價，提高工程安全性。本發明具體工藝如下(1)、吊裝基座製作為承受立柱鋼構件重量，圍繞樁位周圍製作鋼筋混凝土基座。
(2)、完成鋼立柱構件的製作並運至施工現場，將欲安設的鋼立柱全長對接，在樁頂設置電水平儀探頭。
(3)、鑽孔灌注樁施工，澆注樁身混凝土，澆筑後在基座上安放定位鋼板。
(4)、將鋼立柱用履帶吊吊直，下端插入定位鋼板的預留孔中，然後沿前後和左右兩方向用兩臺經緯儀控制樁身垂直度，保證插入前樁身垂直，確信垂直後讀出點水平儀的初讀數。
(5)、利用自重將鋼柱垂直插入樁體內，隨時讀出電水平儀讀數，如果與初讀數的差值小於或接近設計要求，繼續插入；如果差值遠大於設計要求，拔出型鋼重新插入。
(6)、利用孔口定位座的微調裝置，調整鋼立柱的垂直度，保證鋼立柱插入前後水平儀讀數一致。
(7)、插入到位且精度校正標高后，在孔口可靠焊接固定。
(8)、混凝土達到一定強度後，在鋼立柱外側回填碎石，拆除頂部定位鋼板。
結合本發明的內容提供以下
具體實施例方式施工實例某地下結構鋼立柱採用Φ1200mm的鑽孔灌注樁基礎，永久鋼立柱安裝於鑽孔灌注樁上部，鋼立柱插入鑽孔灌注樁上部深度為1米。以下對施工工藝的工序進一步描述(1)、地坪製作，在圍繞鋼立柱樁，製作素混凝土墊層，混凝土層厚200mm，強度C25，面積為6×6m。
(2)、預埋鐵設置，硬地坪製作過程中，沿鑽孔灌注樁的外圍，設置4塊200×200×10的預埋鐵，形成2×2m的矩形，表面與混凝土面平齊。
(3)、護筒埋設，在立柱樁中心埋設一直徑為1500mm，高度為2.0m的鋼護筒。
(4)、鑽孔灌注樁施工，鑽機打設鑽孔灌注樁。
(5)、完成鋼立柱構件的製作並運至施工現場，將欲安裝的鋼立柱全長對接。
(6)、安設鋼立柱固定架，在孔口設置定位座控制位置和轉角，並將定位座與硬地坪內預埋鐵牢固焊接。
(7)、澆注鑽孔灌注樁混凝土。
(8)、將鋼立柱用履帶吊吊直，插入前在前後和左右兩方向用兩臺經緯儀控制樁身垂直度，保證插入前樁身垂直；(9)、在樁頂設置電水平尺，利用自重將鋼柱垂直插入鋼套管內，觀察插入前電水平尺讀數初值。
(10)、在混凝土初凝前，將鋼立柱插入鑽孔灌注樁內。
(11)、再次測讀電水平尺讀數，並與插入前進行比對，保證鋼立柱插入前後水平儀讀數一致。
(12)、若鋼立柱中心或垂直度超出設計許可範圍，將鋼立柱拔出，重新插入，直至符合要求。
(13)、混凝土達到一定強度後，在鋼立柱外側回填碎石，拆除頂部固定座。
本發明具有實質性特點和顯著進步，採用本發明施工的立柱樁垂直精度可以穩定地達到1/600甚至1/1000，超過以往任何施工方法。以往的的立柱樁如果採用鑽孔灌注樁施工，則其中的鋼構件必須為鋼管等中空斷面的形狀，不僅加工費較高，而且很多情況下採用鋼管之類斷面力學上並不合理，造成浪費，採用本發明則可以H型鋼、工字鋼等斷面的鋼構件應用於立柱樁，可以降低工程造價，增強結構安全性。採用碎石回填，對鋼構件的約束較強，減少了基坑開挖過程中鋼構件受外力破環的可能性。
權利要求
1.一種插入法立柱樁施工工藝，其特徵在於具體工藝如下(1)、吊裝基座製作為承受立柱鋼構件重量，圍繞樁位周圍製作鋼筋混凝土基座；(2)、完成鋼立柱構件的製作並運至施工現場，將欲安設的鋼立柱全長對接，在樁頂設置電水平儀探頭；(3)、鑽孔灌注樁施工，澆注樁身混凝土，澆筑後在基座上安放定位鋼板；(4)、將鋼立柱用履帶吊吊直，下端插入定位鋼板的預留孔中，然後沿前後、左右兩方向用兩臺經緯儀控制樁身垂直度，保證插入前樁身垂直，確信垂直後讀出點水平儀的初讀數；(5)、利用自重將鋼柱垂直插入樁體內，隨時讀出電水平議讀數，如果與初讀數的差值小於或接近設計要求，繼續插入，如果差值遠大於設計要求，拔出型鋼重新插入；(6)、利用孔口定位座的微調裝置，調整鋼立柱的垂直度，保證鋼立柱插入前後水平儀讀數一致；(7)、插入到位且精度校正標高后，在孔口可靠焊接固定；(8)、混凝土達到一定強度後，在鋼立柱外側回填碎石，拆除頂部定位鋼板。
2.根據權利要求1所述的這種插入法立柱樁施工工藝，其特徵是其施工工藝的工序進一步描述為(1)、地坪製作，在圍繞鋼立柱樁，製作素混凝土墊層，混凝土層厚200mm，強度C25，面積為6×6m；(2)、預埋鐵設置，硬地坪製作過程中，沿鑽孔灌注樁的外圍，設置4塊200×200×10的預埋鐵，形成2×2m的矩形，表面與混凝土面平齊；(3)、護筒埋設，在立柱樁中心埋設一直徑為1500mm，高度為2.0m的鋼護筒；(4)、鑽孔灌注樁施工，鑽機打設鑽孔灌注樁；(5)、完成鋼立柱構件的製作並運至施工現場，將欲安裝的鋼立柱全長對接；(6)、安設鋼立柱固定架，在孔口設置定位座控制位置和轉角，並將定位座與硬地坪內預埋鐵牢固焊接；(7)、澆注鑽孔灌注樁混凝土；(8)、將鋼立柱用履帶吊吊直，插入前沿前後、左右兩方向用兩臺經緯儀控制樁身垂直度，保證插入前樁身垂直；(9)、在樁頂設置電水平尺，利用自重將鋼柱垂直插入鋼套管內，觀察插入前電水平尺讀數初值；(10)、在混凝土初凝前，將鋼立柱插入鑽孔灌注樁內；(11)、再次測讀電水平尺讀數，並與插入前進行比對，保證鋼立柱插入前後水平儀讀數一致；(12)、若鋼立柱中心或垂直度超出設計許可範圍，將鋼立柱拔出，重新插入，直至符合要求；(13)、混凝土達到一定強度後，在鋼立柱外側回填碎石，拆除頂部固定座。
全文摘要
一種插入法立柱樁施工工藝屬於建築工程領域。本發明具體工藝如下(1)吊裝基座製作；(2)完成鋼立柱全長對接，在樁頂設置電水平儀探頭；(3)鑽孔灌注樁施工；(4)將鋼立柱下端插入定位鋼板的預留孔中，保證插入前樁身垂直；(5)將鋼柱垂直插入樁體內；(6)根據電水平儀讀數調整鋼立柱的垂直度；(7)在孔口可靠焊接固定；(8)在鋼立柱外側回填碎石，拆除頂部定位鋼板。本發明具有實質性特點和顯著進步，採用本發明施工的立柱樁垂直精度可以穩定地達到1/600甚至1/1000，超過以往任何施工方法，可以降低工程造價，增強結構安全性，對鋼構件的約束較強，減少了基坑開挖過程中鋼構件受外力破環的可能性。
文檔編號E02D5/34GK1391010SQ02136208
公開日2003年1月15日 申請日期2002年7月25日 優先權日2002年7月25日
發明者楊磊, 餘志松, 朱雁飛 申請人:上海隧道工程股份有限公司