一種鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁的施工方法
2023-05-13 23:50:56
專利名稱：一種鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁的施工方法
技術領域：
本發明涉及建築樁基工程施工技術領域，尤其涉及一種鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌 注樁的施工方法。
背景技術：
隨著工業和民用建築的不斷發展，需要設承載力樁的建築物越來越多，基本上都 是採用等直徑樁施工；例如衝擊樁、人工挖孔樁等，對承載力樁的研究也不斷在發展；如何 提高同直徑樁的承載力，加快樁基施工的速度和降低樁基造價，是承載力樁急待解決的問 題之
發明內容
本發明的目的是提供一種鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁的施工方法，在等直徑灌 注樁的基礎上加幾道凸緣的方法；增大混凝土和土壤的接觸面積，使兩種材質的摩擦力加 大，使施工出的灌注樁承載力高，施工周期短，樁身縮短長度，降低成本費用，解決了等直徑 承載力樁施工方法存在的上述問題。本發明的目的是通過以下技術方案來實現一種鋼筋混凝土凸緣擴底型灌注樁施 工方法，包括以下步驟1)在已成型的樁孔中採用機械加工幾道凸緣在挖凸緣擴孔型灌 注樁孔時先挖圓柱形樁孔；然後按設計圖確定所需凸緣的數量、位置和凸緣的直徑等要求， 進行實際測量樁孔中每道凸緣的水平中線位置；再按從上部往下部的順序加工凸緣的方 式進行；最後將凸緣裝置裝入樁孔中所需加工的凸緣的中線部位；在地面上用倒鏈提升法 將凸緣裝置的活動臂件張開，開動帶電機的凸緣裝置，旋轉凸緣裝置，使樁孔局部成凸緣形 狀；用活動標尺裝置測量凸緣擴孔到位，停止轉動凸緣裝置和收縮臂件，並吊出凸緣裝置； 將樁孔中的土取出；循環幾次將幾道凸緣加工完畢；經檢查合格進行下一道工序；2)製作 和安裝鋼筋籠鋼筋籠外形尺寸比樁孔徑小，鋼筋籠採用地面製作，在鋼筋籠主筋內側每隔 2. 0m加設一道加強箍，與主筋焊接牢固組成骨架，主筋與箍筋間點焊固定，控制平整度誤差 不大於5cm;鋼筋籠直徑四等分的主筋上設置吊環；用吊具將鋼筋籠裝入樁孔中，在鋼筋籠 的頂部用型鋼擔在樁孔口上面，使鋼筋籠不下落；將上節鋼筋籠連接在下節鋼筋籠上面，焊 接牢固；然後抽掉型鋼用吊具將多節鋼筋籠慢慢放入樁孔中；在最上節鋼筋籠的頂部用型 鋼吊在樁孔上面；拆掉吊具，借自重保持鋼筋籠的垂直度正確和就位；3)澆注砼鋼筋籠就 位後開始澆注砼，樁孔底清理乾淨，抽乾積水；樁孔用圓柱形溜管下料，砼要垂直灌入樁孔 下部，並連續分層澆注，每層厚不超過1. 5m ；採用插入式振搗器振搗密實；深6m以下樁利用 砼的大坍落度和下衝力使其密實，6m以內樁深採用分層搗實；當孔內滲水量過大時，必須 採用水下砼灌注方法用碎石粒徑為0. 5 20mm ；砂用中粗砂，水灰比不大於0. 6，含砂率 質量比率為40% 45%;施工坍落度為18 20cm，擴散度為34 38cm ；4)樁混凝土的養 護當樁頂標高比自然地面標高低時，在砼澆注12小時後，進行溼水養護；當樁頂標高大於 自然地面標高時，砼澆注12小時後覆蓋草袋，並溼水養護，養護時間不少於7天。
在上述鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁施工步驟3)中利用由2 3mm鋼板卷焊成 的溜管，內徑為200mm左右，每節長1. 5 2. 5m，將溜管設在樁孔中的鋼筋籠內，由管端法蘭 螺栓連接，接頭處用橡膠墊圈密封防水，接頭外部光滑，使其在上拔時不掛住鋼筋籠；用鐵 絲拉住溜管底部的一個圓柱形混凝土塞；溜管的下口至樁孔底間距約0. 4m左右；開溜管方 法待混凝土達一定量後，剪斷鐵絲，混凝土塞同混凝土一同下落埋入底部；在整個澆注過程 中，混凝土溜管應埋入混凝土中1.5 4m，溜管隨澆注提升；澆注時利用不停澆注及溜管出 口混凝土的壓力差，使混凝土不斷從溜管內擠出，使混凝土面逐漸均勻上升，孔內的泥漿逐 漸被混凝土置換而排出孔外，流入泥漿池內，用汙水 泵排出；溜管提升速度應與混凝土的上 升速度相適應，在混凝土澆注過程中，要隨時用探錘測量混凝土面上升高度，統計混凝土澆 注量，及時做好記錄；攪拌好的混凝土應在lh內澆注完畢，否則應摻加緩凝劑；當混凝土澆 到樁頂層時，混凝土與泥漿混合物應清除三分之二，保留三分之一待後鑿除，以利於新老混 凝土結合和保證混凝土質量。在上述鋼筋混凝土凸緣擴底型灌注樁施工方法中，所述凸緣裝置由多組活動臂件 組成，活動臂件一端固定，另一端上下移動，可以達到張合的目的；活動臂件上有鈍齒，可以 在張開時切割土壤；所述凸緣裝置的主軸上設有調節盤，經上下移動可調節活動臂件的擴 張直徑；所述凸緣裝置上設有活動標尺裝置和倒鏈裝置；其中活動標尺裝置可以在地面上 檢測到凸緣擴到位情況，倒鏈裝置可以在地面上調節凸緣裝置的張合。在上述的鋼筋混凝土凸緣型灌注樁施工方法中，凸緣型灌注樁包括圓柱形樁孔， 所述圓柱形樁孔的底部設有凸緣型底部，凸緣型底部的上方設有多道腰凸緣，由凸緣裝置 加工而成；根據測量凸緣的位置，將凸緣裝置放入樁孔中需要加工凸緣的部位，凸緣裝置的 主軸上連接電動裝置，可以帶動主軸旋轉，主軸上設有固定架、活動套和調節盤，固定架和 調節盤用以控制活動套的上下行程和確定凸緣的直徑和活動臂件收縮歸位；主軸的下端固 定在下固定盤上；上固定盤固定在活動套上，並隨活動套上下移動；上固定盤利用軸套通 過三組活動臂件與下固定盤連接，形成張合組件，用以切割土壤達到擴凸緣的目的；調節盤 用絲扣旋在主軸上，用以調節活動套的移動間距來控制活動臂件張合的直徑尺寸；凸緣裝 置的頂部設有手動倒鏈，手動倒鏈上的鋼絲繩穿過上固定盤，並通過下固定盤上的定滑輪 與活動套連接，用以調節活動套的張合和收縮；所述主軸的右側設有計量砣，計量砣通過鋼 絲繩和定滑輪組使上固定盤和固定架相連接，用以測量凸緣擴到位的情況；當計量砣到位 後停止旋轉凸緣裝置，收回活動臂件到位，將凸緣裝置從樁孔中吊出進行清理土壤工作；當 土壤清理工作結束後將圓柱形鋼筋籠放入圓柱形樁孔的內部，在鋼筋籠設置到位後，裝入 帶混凝土塞的溜管，在地面上固定溜管，溜管要高出樁孔0. 5米以上；然後從漏鬥處向溜 管內注入混凝土，並剪斷連接混凝土塞的鐵絲，混凝土塞掉進樁底，混凝土迅速從溜管內流 出，並在溜管內外壓差作用下流向溜管的外壁，並逐漸抬高；當外壁混凝土的高度埋過溜管 底部的1. 5 4米深時，按流入混凝土的速度同步拔出流管，可以從溜管外壁和鋼筋籠之間 插入震搗棒震搗密實；直至溜管拔掉和混凝土灌滿樁身修理樁頭和養護為止。本發明的有益效果為採用本發明施工出的凸緣擴孔型灌注樁，有多道凸緣，比同 直徑同長度樁承載力高，沉降量小，樁型凸緣與土壤結合面大，摩擦力大穩定性好；在相同 承載力狀態下可縮短樁長，尤其在超長樁方面和地下地質條件深度複雜時，減少樁長可以 加快施工速度，縮短工期，同時可以減少鋼筋籠的長度和混凝土的用量，當採用大批量凸緣灌注樁時可以較大的降低工程造價和明顯地縮短工期。
圖1是本發明實施例所述的一種鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁的施工方法的工 藝流程圖；圖2是本發明實施例所述的一種鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁的澆注砼示意 圖；圖3是本發明實施例所述的凸緣裝置的結構示意圖；圖4是本發明實施例所述的一種 鋼筋混凝土凸緣擴孔型罐注樁的擴凸緣示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。如圖1所示，本發明實施例所述的一種鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁的施工方 法，包括以下步驟1)在已成型的樁孔中採用機械加工幾道凸緣在挖凸緣擴孔型灌注樁 孔時先挖圓柱形樁孔；然後按設計圖確定所需凸緣的數量、位置和凸緣的直徑等要求，進行 實際測量樁孔中每道凸緣的水平中線位置；再按從上部往下部的順序加工凸緣的方式進 行；最後將凸緣裝置裝入樁孔中所需加工的凸緣的中線部位；在地面上用倒鏈提升法將凸 緣裝置的活動臂件張開，開動帶電機的凸緣裝置，旋轉凸緣裝置，使樁孔局部成凸緣形狀； 用計量裝置測量凸緣擴孔到位，停止轉動凸緣裝置和收縮臂件，並吊出凸緣裝置；將樁孔中 的土取出；循環幾次將幾道凸緣加工完畢；經檢查合格進行下一道工序；2)製作和安裝鋼 筋籠鋼筋籠外形尺寸比樁孔徑小，鋼筋籠採用地面製作，在鋼筋籠主筋內側每隔2. 0m加 設一道加強箍，與主筋焊接牢固組成骨架，主筋與箍筋間點焊固定，控制平整度誤差不大於 5cm;鋼筋籠直徑四等分的主筋上設置吊環；用吊具將鋼筋籠裝入樁孔中，在鋼筋籠的頂部 用型鋼吊在樁孔上面，使筋籠不下落；將上節鋼筋籠連接在下節鋼筋籠上面，焊接牢固；然 後抽掉型鋼用吊具將多節鋼筋籠慢慢放入樁孔中；在最上節鋼筋籠的頂部用型鋼吊在樁孔 上面；拆掉吊具，借自重保持鋼筋籠的垂直度正確和就位；3)澆注砼鋼筋籠就位後開始澆 注砼，樁孔底清理乾淨，抽乾積水；樁孔用圓柱形溜管下料，砼要垂直灌入樁孔下部，並連續 分層澆注，每層厚不超過1. 5m ；採用插入式振搗器振搗密實；6m以下樁深利用砼的大坍落 度和下衝力使其密實，6m以內樁深採用分層搗實；當孔內滲量水過大時，必須採用水下砼 灌注方法用碎石粒徑為0. 5 20mm ；砂用中粗砂，水灰比不大於0. 6，含砂率質量比率為 40% 45%;施工坍落度為18 20cm，坍落度降低至15cm的時間不小於1小時，擴散度為 34 38cm ；4)樁混凝土的養護當樁頂標高比自然地面標高低時，在砼澆注12小時後，進 行溼水養護；當樁頂標高大於自然地面標高時，砼澆注12小時後覆蓋草袋，並溼水養護，養 護時間不少於7天。在上述鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁施工步驟3)中利用由2 3mm鋼板卷焊成 的溜管，內徑為200mm左右，每節長1. 5 2. 5m，將溜管設在樁孔中的鋼筋籠內，由管端法 蘭螺栓連接，接頭處用橡膠墊圈密封防水，接頭外部光滑，使其在上拔時不掛住鋼筋籠；用 鐵絲拉住溜管底部的一個圓柱形混凝土塞；溜管的下口至孔底間距約0. 4m左右；開溜管方 法待混凝土達一定量後，剪斷鐵絲，混凝土塞下落埋入底部混凝土中；在整個澆注過程中， 混凝土溜管應埋入混凝土中1. 5 4m，溜管隨澆注提升；澆注時利用不停澆注及溜管出口 混凝土的壓力差，使混凝土不斷從溜管內擠出，使混凝土面逐漸均勻上升，孔內的泥漿逐漸
6被混凝土置換而排出孔外，流入泥漿池內，用汙水泵排出；溜管提升速度應與混凝土的上升 速度相適應，在混凝土澆注過程中，要隨時用探錘測量混凝土面上升高度，統計混凝土澆注 量，及時做好記錄；攪拌好的混凝土應在lh內澆注完畢，否則應摻加緩凝劑；當混凝土澆到 樁頂層時，混凝土與泥漿混合物應清除三分之二，保留三分之一待後鑿除，以利於新老混凝 土結合和保證混凝土質量。在上述鋼筋混凝土凸緣擴底型灌注樁施工方法中，所述凸緣裝置由多組活動臂件 組成，活動臂件一端固定，另一端上下移動，可以達到張合的目的；活動臂件上有鈍齒，可以 在張開時切割土壤；所述凸緣裝置的主軸上設有調節盤，經上下移動可調節活動臂件的擴 張直徑；所述凸緣裝置上設有活動標尺裝置和倒鏈裝置；其中活動標尺裝置可以在地面上 檢測到凸緣擴到位情況，倒鏈裝置可以在地面上調節凸緣裝置的張合。如圖2-4所示，在上述的鋼筋混凝土凸緣型灌注樁施工方法中，凸緣型灌注樁包 括圓柱形樁孔1，所述圓柱形樁孔1的底部設有凸緣型底部2，凸緣型底部2的上方設有多 道腰凸緣3，由凸緣裝置加工而成；根據測量凸緣的位置，將凸緣裝置放入樁孔中需要加工 凸緣的部位，凸緣裝置的主軸11上連接電動裝置，可以帶動主軸11旋轉，主軸11上設有固 定架5、活動套6和調節盤13，固定架5和調節盤13用以控制活動套6的上下行程和確定 凸緣的直徑和活動臂件收縮歸位；主軸11的下端固定在下固定盤10上；上固定盤9固定在 活動套6上，並隨活動套6上下移動；上固定盤9利用軸套通過三組活動臂件7與下固定盤 10連接，形成張合組件，用以切割土壤達到擴凸緣的目的；調節盤13用絲扣旋在主軸上，用 以調節活動套6的移動間距來控制活動臂件7張合的直徑尺寸；凸緣裝置的頂部設有手動 倒鏈12，手動倒鏈12上的鋼絲繩穿過上固定盤9，並通過下固定盤10上的定滑輪與活動套 6連接，用以調節活動套6的張合和收縮；所述主軸11的右側設有計量砣8，計量砣8通過 鋼絲繩和定滑輪組使上固定盤9和固定架5相連接，用以測量凸緣擴到位的情況；當計量砣 8到位後停止旋轉凸緣裝置，收回活動臂件7到位，將凸緣裝置從樁孔中吊出進行清理土壤 工作；當土壤清理工作結束後將圓柱形鋼筋籠4放入圓柱形樁孔1的內部，在鋼筋籠4設置 到位後，裝入帶混凝土塞15的溜管14，在地面上固定溜管14，溜管14要高出樁孔0. 5米以 上；然後從漏鬥處向溜管14內注入混凝土，並剪斷連接混凝土塞15的鐵絲，混凝土塞15掉 進樁底，混凝土迅速從溜管14內流出，並在溜管14內外壓差作用下流向溜管14的外壁，並 逐漸抬高；當外壁混凝土的高度埋過溜管14底部的1. 5 4米深時，按流入混凝土的速度 同步拔出流管14，可以從溜管14外壁和鋼筋籠之間插入震搗棒震搗密實；直至溜管14拔 掉和混凝土灌滿樁身修理樁頭和養護為止。
權利要求
一種鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁的施工方法，其特徵在於，包括以下步驟1)在已成型的樁孔中採用機械加工幾道凸緣在挖凸緣擴孔型灌注樁孔時先挖圓柱形樁孔；然後按設計圖確定所需凸緣的數量、位置和凸緣的直徑的要求，進行實際測量樁孔中每道凸緣的水平中線位置；再按從上部往下部的順序加工凸緣的方式進行；最後將凸緣裝置裝入樁孔中所需加工的凸緣的中線部位；在地面上用倒鏈提升法將凸緣裝置的活動臂件張開，開動帶電機的凸緣裝置，旋轉凸緣裝置，使樁孔局部成凸緣形狀；用計量裝置測量凸緣擴孔到位，停止轉動凸緣裝置和收縮臂件，並吊出凸緣裝置；將樁孔中的土取出；循環幾次將幾道凸緣加工完畢；經檢查合格進行下一道工序；2)製作和安裝鋼筋籠鋼筋籠外形尺寸比樁孔徑小，鋼筋籠採用地面製作，在鋼筋籠主筋內側每隔一定間距加設一道加強箍，與主筋焊接牢固組成骨架，主筋與箍筋間點焊固定，控制平整度誤差不大於5cm；鋼筋籠四等分的主筋上設置耳環；用吊具將鋼筋籠裝入樁孔中，將鋼筋籠的頂部穿型鋼擔在樁孔上面，使鋼筋籠不下落；將上節鋼筋籠連接在下節鋼筋籠上面，焊接牢固；然後抽掉型鋼，用吊具將鋼筋籠慢慢放入樁孔中；在鋼筋籠的頂部再用型鋼擔在樁孔口上面；拆掉吊具，借自重保持垂直度正確；3)澆注砼鋼筋籠就位後開始澆注砼，其中，當樁孔內滲量水不大時，可用普通灌注方法，孔底清理乾淨，抽乾積水；砼必須通過串桶下料，深樁孔用圓柱形溜管，砼要垂直灌入樁孔內，並連續分層澆注，每層厚不超過1.5m；採用插入式振搗器振搗密實；6m以下樁深利用砼的大坍落度和下衝力使其密實，6m以內樁深採用分層搗實；當樁孔內滲水量過大時，必須採用水下砼灌注方法；使用碎石粒徑為0.5～20mm；砂用中粗砂，水灰比不大於0.6，含砂率質量比率為40％～45％；施工坍落度為18～20cm，擴散度為34～38cm；4)樁混凝土的養護當樁頂標高比自然地面標高低時，在砼澆注12小時後，進行溼水養護；當樁頂標高大於場地標高時，砼澆注12小時後覆蓋草袋，並溼水養護，養護時間不少於7天。
2.如權利要求1所述的鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁的施工方法，其特徵在於，在步 驟3)中利用由薄鋼板鋼板卷焊成的溜管，內徑為200mm左右，每節長1. 5 2. 5m，將溜管 設在樁孔中的鋼筋籠內，各管端用法蘭螺栓連接，法蘭盤中間用橡膠墊圈密封防水，接頭外 部光滑，使其在上拔時不掛住鋼筋籠；用鐵絲拉住溜管底部的一個圓柱形混凝土塞；溜管 的下口至孔底間距約0. 4m左右；開溜管方法待混凝土達一定量後，剪斷鐵絲，混凝土塞隨 混凝土一同下落埋入底部；在整個澆注過程中，混凝土溜管應埋入混凝土中1. 5 4m，溜管 隨澆注提升；澆注時利用連續澆注及溜管出口混凝土的壓力差，使混凝土不斷從溜管內擠 出，使溜管外部混凝土面逐漸均勻上升，樁孔內的泥漿逐漸被下部比重大的混凝土頂升而 排出孔外，流入泥漿池內，用汙水泵排出。
3.如權利要求1所述的鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁的施工方法，其特徵在於水 下澆注混凝土時要保持不得中斷，溜管比樁孔高差大，澆注時要保持孔內混凝土面均衡上 升，溜管提升速度應與混凝土的上升速度相同步，保持溜管在混凝土中的插入深度不小於 1. 5m,在混凝土澆注過程中，要隨時用探錘測量樁孔內混凝土面上升高度，統計混凝土澆注 量，及時做好記錄；攪拌好的混凝土應在lh內澆注完畢，否則應摻加緩凝劑；當混凝土澆到 樁頂層時，混凝土與泥漿混合物應清除三分之二，保留三分之一待後鑿除掉，以利於新老混 凝土結合和保證樁體混凝土質量。
4.如權利要求1-3任一項所述的鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁的施工方法，其特徵在 於所述凸緣裝置由多組活動臂件組成，活動臂件一端固定，另一端上下移動，可以達到張 合的目的；活動臂件上設有鈍齒，可以在張開時切割土壤；凸緣裝置的主軸上設有調節盤， 經上下移動可調節活動臂件的擴張直徑。
5.如權利要求4所述的鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁的施工方法，其特徵在於所述 凸緣裝置上設有活動標尺裝置和倒鏈裝置；其中活動標尺裝置可以在地面上檢測到凸緣擴 到位情況；倒鏈裝置可以在地面上調節凸緣裝置的張合。
全文摘要
本發明涉及一種鋼筋混凝土凸緣擴孔型灌注樁的施工方法，包括以下步驟測量每道擴凸緣位置；在成品樁孔中裝入擴凸緣裝置；開擴多道凸緣；棄土處理；安裝鋼筋籠；樁身澆注砼；樁身混凝土的養護。本發明的有益效果為採用本發明施工出的凸緣擴孔型灌注樁，有多道凸緣，比同直徑同長度樁承載力高，沉降量小，樁型凸緣與土壤結合面大，摩擦力大穩定性好；在相同承載力狀態下可縮短樁長，尤其在超長樁方面和地下地質條件深度複雜時，減少樁長可以加快施工速度，縮短工期，同時可以減少鋼筋籠的長度和混凝土的用量，當採用大批量凸緣灌注樁時可以較大的降低工程造價和明顯地縮短工期。
文檔編號E02D5/48GK101831910SQ20101012054
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月9日 優先權日2010年3月9日
發明者林學友, 王兆強, 王長健 申請人:中鐵建設集團有限公司