一種樁基礎施工方法
2023-05-14 16:50:06 1
專利名稱：一種樁基礎施工方法
技術領域：
本發明涉及橋梁建造技術領域，尤其涉及一種樁基礎施工方法。
背景技術：
橋梁的樁基礎施工是橋梁建造施工過程中非常重要的環節。按施工方法來分，樁基礎分為鑽孔灌注樁、打入樁、靜力壓樁、沉管灌注樁、爆擴樁、管柱樁。其中，鑽孔灌注的樁基礎施工方法中，現有技術一般要使用鋼護筒作為施工輔助器件，鋼護筒一般設計入土深度約為IOm 60m。施工時，通常採用振動錘把鋼護筒打入土層土後使用大型鑽孔機及大型衝孔機在鋼護筒側壁圍成的區域進行施工成孔，成孔後進行清渣，清渣完成後，一次性灌入水泥混凝土。現有技術受自身施工方藝的限制，水泥混凝土灌入樁孔後無法把鋼護筒拔出， 進而不能實現鋼護筒的周轉重複使用。而如果強行拔出鋼護筒，則又會影響施工質量，這樣就使得每次樁基礎施工中，鋼護筒都被保留在樁基礎中，一個鋼護筒只能使用一次，施工成本聞。因此，如何在樁基礎施工過程中能夠將鋼護筒拔出進而周轉使用，同時又不影響施工質量，這是本領域目前需要解決的一個技術問題。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種樁基礎施工方法，能夠將鋼護筒拔出重複使用，降低施工成本而又不影響施工質量。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種樁基礎施工方法，包括如下步驟1)形成樁孔將鋼護筒置入待施工地面中，然後在圍設在鋼護筒中的地面上打孔，形成樁孔以及貼設在鋼護筒內壁上的護壁；2)放隔離器在樁孔內放入直徑小於樁孔直徑的隔離器，所述隔離器為由多個分體沿周向圍成的筒體形，多個分體的內側沿周向通過連接圈連接，所述連接圈為多段體，多段體之間通過固定件連接，所述固定件由兩個設置在相鄰不同段體上的連接件通過易斷連接件連接形成；由內至外，每個分體依次包括疊設的、並通過易斷連接件連接的第一板體及剛性隔離組件；3)澆注水泥混凝土 在放入隔離器的樁孔中澆注水泥混凝土，在澆注時，固定件上的易斷連接件折斷，兩個連接件分離、連接圈的段與段之間分離並帶動各自連接的分體貼向護壁；4)拔出剛性隔離組件向剛性隔離組件施加向上的拉力，分體中的易斷連接件斷裂，第一板體與剛性隔離組件分離，剛性隔離組件被拔出，第一板體被保留在樁基礎中；5)拔出鋼護筒向鋼護筒施加向上的拉力，將鋼護筒拔出。優選地，所述剛性隔離組件包括與第一板體通過易斷連接件連接的第二板體以及與第二板體緊固的第三板體，所述第二板體與第三板體疊設在一起。
優選地，所述連接圈為多個，沿隔離器的縱向分布。
優選地,所述固定件中的兩個連接件插接在一起,一個連接件上設有凹槽,另一個連接件上設有與所述凹槽配合的凸起。優選地，在步驟5)中，拔出鋼護筒前，先將鋼護筒外圍的地面振松。優選地，採用振動錘將地面振松。優選地，所述易斷連接件為木製螺絲或塑料制螺絲。優選地，所述第三板體由塑料板和鋼板拼接而成。優選地，所述第一板體採用塑料或木材製成。優選地，所述隔離器分為沿縱向連接的頂部節、標準節、底部節，頂部節的下端部與標準節的上端部連接，標準節的下端部與底部節的上端部連接；頂部節的下端部中，第一板體及第二板體的下端比第三板體的下端長出一段，用於與標準節的上端部連接；標準節的上端部及下端部中，相應地，第三板體的端部比第一板體及第二板體的端部長出一段；底部節的上端部中，第一板體及第二板體的下端比第三板體的下端長出一段，用於與標準節的下端部連接。與現有技術相比，本發明的樁基礎施工方法，由於設置形成樁孔，在樁孔中放入隔離器，在放入隔離器的樁孔中澆注混凝土的步驟，設置的隔離器由多個分體圍成，多個分體通過連接圈連接，連接圈由多段體形成，段與段之間通過固定件固定，而固定件又由兩個連接件通過易斷連接件固定，因而在澆注過程中，固定件受到混凝土的衝擊，連接件分離，進而使各段體之間自動分離，而後隔離器的各分體分離開來，分體貼向護壁設置，而後將隔離器中的剛性隔離組件拔出，由於剛性隔離組件與第一板體採用易斷連接件連接，因而在拔剛性隔離組件時，易斷連接件斷裂，施加向上的拉力時，為了不損壞混凝土表面，第一板體保留在樁基礎中，而後再將鋼護筒拔出，這樣就使得鋼護筒及隔離組件可以重複利用，在施工時使用價格低廉的木材或塑料材質製成的第一板體，相對於現有技術中把鋼護筒永久留在樁基礎中，大大節約了施工成本。
圖I為本發明樁基礎施工方法一優選實施例中成孔後的鋼護筒與樁孔的位置關係不意圖；圖2為圖I中樁孔放入隔離器後的結構示意圖；圖3為圖2中隔離器的結構示意圖；圖4為圖3中B處的結構示意圖；圖5為圖3中隔離器的俯視圖；圖6為圖5中固定件的結構示意圖；圖7為隔離器安裝示意圖；圖8為粧孔中燒注混凝土後的不意圖；圖9為拔第二板體及第三板體的示意圖；圖10為拔出第二板體及第三板體後樁孔的示意圖；圖11為拔鋼護筒前振動鋼護筒周邊土地的示意圖；圖12為圖11的俯視圖(不含樁基礎)；
圖13為拔鋼護筒的示意圖14為圖13的俯視圖(不含樁基礎)。
具體實施例方式為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面通過具體的實施例結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。本實施例中的樁基礎施工方法包括如下步驟I、樁基礎的形成I)成樁孔在待施工的地面上，採用振動錘對鋼護筒施力，將其打入土層後使用大型鑽孔機及大型衝孔機在鋼護筒側壁圍成的區域進行施工，形成樁孔2，參見圖1，鋼護筒I伸入地面中，鋼護筒外側的土層由上至下依次為淤泥質土 Al、粉細沙A2、粘土 A3 ;鋼護筒I內側形成一黃土護壁3 ；2)放入隔離器樁基礎成孔後，放入隔離器，隔離器與樁孔的配合示意圖參見圖2。參見圖3、圖4、 圖5，該隔離器為中空的圓柱體形，其側壁由多個分體圍成，各分體圍起後，內側通過連接圈 5連接在一起，可以根據實際情況，沿各分體的縱向設置多個連接圈，連接圈5為多段體，各段通過一固定件-自動分離機構6連接。其中，參見圖4，每個分體由內向外依次包括疊設的第一板體41、第二板體42、第三板體43，為了減輕重量、節約成本，第三板體43由塑料板 43a及鋼板43b拼接而成。當然,在其他實施方式中，第三板體也可採用整塊鋼板製成。其中，第一板體可採用木板或塑料板製成；第二板體採用鋼板製成。第一板體與第二板體之間通過易斷螺絲44連接在一起。第二板體與第三板體之間通過鋼螺絲連接緊固，構成一剛性隔離組件。參見圖6，該固定件——自動分離機構6為一插接組件，該插接組件由兩個連接件 61、62插接而成，自動分離機構中的兩個連接件61、62分設於相鄰不同的連接圈段體上，其中連接件61上設有凹槽，連接件62上設有凹槽配合的凸起，該凸起伸入凹槽中，而後通過易斷螺絲63穿過凹槽、凸起而將連接件61及連接件62連接。以上的易斷螺絲是指受力後容易斷裂的螺絲，可採用強度低的材料製成，如木材、 脆性塑料等。參見圖7，在實際施工中，由於樁孔深度一般較深，所以設置的隔離器也較長，為了便於生產、運輸，隔離器一般沿縱向分成多節，由上至下依次為頂部節Cl、標準節C2、底部節C3，其中，標準節可以根據實際需要設置多個。頂部節的下端部與標準節的上端部連接， 標準節的下端部與底部節的上端部連接，為了便於連接，頂部節下端部中，第一板體及第二板體的下端比第三板體的下端長出一段；用於與標準節的上端部連接；標準節的上端部及下端部中，相應地，第三板體的端部比第一板體及第二板體的端部長出一段，底部節的上端部中，第一板體及第二板體的下端比第三板體的下端長出一段，用於與標準節連接；這樣頂部節和標準節以及底部節即可連接起來。安裝時，先把橫梁7及活動座8架設在樁孔的孔口上，然後藉助橫梁及活動座把底部節放入樁孔中，並將底部節的上部凸出的第三板體與標準節下部凸出的第二板體連接，完成底部節和標準節的安裝後，而後向下移動，再進行頂部節與標準節的連接，將標準節上部凸出的第二板體與頂部節下部凸出的第三板體連接， 即完成標準節與頂部節的安裝，然後將連接好的隔離組件整體下移，使底部節與樁孔的底部接觸，即完成隔離器在樁孔中的安裝。如果標準節本身較長，由幾個分節製成，則需要將各節在安裝過程中連接在一起。3)澆注形成樁基礎在放入隔離器的樁孔中澆注水泥混凝土，以形成樁基礎，參見圖8 ;其中，隔離器的外圍直徑應小於樁孔直徑約50mm左右才可以放入。在水泥混凝土灌入期間，在連接圈上設置的自動分離機構的連接件61與連接件62受到水泥混凝土衝擊而呈分離趨勢，在分離過程中帶動易斷螺絲斷裂，最終連接件61與連接件62徹底分離，使得通過連接件61、62連接的連接圈的各段體分離，帶動與之連接的隔離器各分體向黃土護壁的位置移動，使第三板體與黃土護壁之間的空隙消除，第三板體與黃土護壁緊貼，達到樁基礎的設計要求。2、拔出第二板體及第三板體參見圖9、圖10，在樁基礎水泥混凝土檢驗合格後，採用吊機12把振動錘11及液壓夾10吊緊，第三板體突出於樁基礎一部分，液壓夾10可夾住第三板體的這個突出部分， 啟動振動錘利用地下水作潤滑系統把隔離器分體中的第三板體及與之連接的第二板體拔出。在拔出過程中連接第二板體與第一板體的易斷螺絲受到拉力後自動斷開，第一板體及設置在第一板體內側的連接圈以及自動分離機構被保留在樁基礎上。剩餘的第二板體及第三板體可按上述方法拔出，可以重複使用。3、拔出鋼護筒1)鬆土參見圖11、12，在拔出第二板體及第三板體後，利用液壓夾10夾住拉森鋼板13，然後通過振動錘11的振動作用，將拉森鋼板在鋼護筒外圍周邊振入12-16米，以便把周邊泥土振松；2)拔鋼護筒參見圖13、14，採用振動錘14、液壓夾10及液壓頂升系統拔出鋼護筒。液壓頂升系統包括伸縮式液壓油缸組16以及活塞油缸17、液壓固定座18。伸縮式液壓油缸組16包括 8個伸縮式液壓油缸，其中四個伸縮式液壓油缸16a與四個活塞油缸17分別安裝在液壓固定座18上，液壓固定座18設置在樁基礎上方。樁基礎頂部不平整，設置的四個活塞油缸， 通過調整各自的活塞杆伸出的長短，使得液壓固定座處於水平位置。振動錘14及其支座15 設置在液壓頂升系統之上，支座15與伸縮式液壓油缸的四個伸縮式液壓油缸16b連接，伸縮式液壓油缸16a與伸縮式液壓油缸16b呈鏡像相抵接的接觸形式。在支座下方設置的液壓夾10用來夾緊鋼護筒。伸縮式液壓油缸及活塞油缸分別通過液壓油管組19與一液壓站20連接，液壓油管組19包括多個油管,每個油管都設有一手動閥21。使用時，啟動液壓夾、鎖緊鋼護筒，採用大型吊機把振動錘吊緊，打開電源、啟動液壓站，打開手動閥C，伸縮式液壓油缸16a向上頂升第一節，頂升高度為I. SM。第一節完成後，打開手動閥f，伸縮式液壓油缸16b向下頂升第一節，頂升高度為I. SM。經過伸縮式液壓油缸16a、16b兩節頂升,鋼護筒完成頂升聞度3. 6M ;再打開手動閥c,伸縮式液壓油缸16a 向上頂升第二節，頂升高度為I. 6M，第二節完成後，打開手動閥f，伸縮式液壓油缸16b向下頂升，第二節頂升高度為1.6M。第二節頂升完成後，經過兩次頂升，鋼護筒已頂升高度至6.SM，其他節數也按上述步驟操作完成，此處不再贅述。經過伸縮式液壓油缸16a、16b各四節頂升，鋼護筒總頂升高度至12M，按手動閥d、e，使伸縮式液壓油缸油缸16a、16b返回，第一段工作完成後，可採用氧氣切割或其他設備對鋼護筒進行切割分段，切下的鋼護筒可採用吊機運走，第一段工作完成，剩餘鋼護筒可按上述步驟分段施工完成。本實施例中，為了把埋在地下的鋼護筒拔出周轉使用，由於鋼護筒內的空間較小、 深度較深，所以採用伸縮式液壓油缸。伸縮式液壓油缸分為四個工作節，第一節有效行程為 I. 8M，第二節有效行程為I. 6M，第三節有效行程為I. 4M，第四節有效行程為I. 2M，每個伸縮式液壓油缸的總行程為6M。由於鋼護筒埋在地下較深，沙土層磨擦阻力較大，在使用伸縮式液壓油缸頂升過程中，採用分節頂升的方式，伸縮式液壓油缸的第一節為基本壓力，第二節的壓力相對第一節的壓力有所降低，之所以在使用過程中要分節進行頂升，是因為在頂升第一節工作完成後，埋在沙土層中的鋼護筒也相對減小，磨擦阻力也相對降低，伸縮式液壓油缸採用分節頂升，鋼護筒磨擦阻力不斷減小，鋼護筒也就自然順利拔出。以上對本發明進行了詳細介紹，文中應用具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種樁基礎施工方法，其特徵在於，包括如下步驟1)形成樁孔將鋼護筒置入待施工地面中，然後在圍設在鋼護筒中的地面上打孔，形成樁孔以及貼設在鋼護筒內壁上的護壁；2)放隔離器在樁孔內放入直徑小於樁孔直徑的隔離器，所述隔離器為由多個分體沿周向圍成的筒體形，多個分體的內側沿周向通過連接圈連接，所述連接圈為多段體，多段體之間通過固定件連接，所述固定件由兩個設置在相鄰不同段體上的連接件通過易斷連接件連接形成；由內至外，每個分體依次包括疊設的、並通過易斷連接件連接的第一板體及剛性隔離組件； 3)澆注水泥混凝土在放入隔離器的樁孔中澆注水泥混凝土，在澆注時，固定件上的易斷連接件折斷，兩個連接件分離、連接圈的段與段之間分離並帶動各自連接的分體貼向護壁； 4)拔出剛性隔離組件向剛性隔離組件施加向上的拉力，分體中的易斷連接件斷裂， 第一板體與剛性隔離組件分離，剛性隔離組件被拔出，第一板體被保留在樁基礎中；5)拔出鋼護筒向鋼護筒施加向上的拉力，將鋼護筒拔出。
2.根據權利要求I所述的樁基礎施工方法，其特徵在於，所述剛性隔離組件包括與第一板體通過易斷連接件連接的第二板體以及與第二板體緊固的第三板體，所述第二板體與第三板體疊設在一起。
3.根據權利要求I所述的樁基礎施工方法，其特徵在於，所述連接圈為多個，沿隔離器的縱向分布。
4.根據權利要求I所述的樁基礎施工方法，其特徵在於，所述固定件中的兩個連接件插接在一起，一個連接件上設有凹槽，另一個連接件上設有與所述凹槽配合的凸起。
5.根據權利要求I所述的樁基礎施工方法，其特徵在於，在步驟5)中，拔出鋼護筒前， 先將鋼護筒外圍的地面振松。
6.根據權利要求5所述的樁基礎施工方法，其特徵在於，採用振動錘將地面振松。
7.根據權利要求I所述的樁基礎施工方法，其特徵在於，所述易斷連接件為木製螺絲或塑料制螺絲。
8.根據權利要求2所述的樁基礎施工方法，其特徵在於，所述第三板體由塑料板和鋼板拼接而成。
9.根據權利要求I所述的樁基礎施工方法，其特徵在於，所述第一板體採用塑料或木材製成。
10.根據權利要求I所述的樁基礎施工方法，其特徵在於，所述隔離器分為沿縱向連接的頂部節、標準節、底部節，頂部節的下端部與標準節的上端部連接，標準節的下端部與底部節的上端部連接；頂部節的下端部中，第一板體及第二板體的下端比第三板體的下端長出一段，用於與標準節的上端部連接；標準節的上端部及下端部中，相應地，第三板體的端部比第一板體及第二板體的端部長出一段；底部節的上端部中，第一板體及第二板體的下端比第三板體的下端長出一段，用於與標準節的下端部連接。
全文摘要
本發明公開一種樁基礎施工方法，包括如下步驟1)將鋼護筒置入待施工地面中，然後在圍設在鋼護筒中的地面上打孔，形成樁孔以及貼設在鋼護筒內壁上的護壁；2)在樁孔內放入直徑小於樁孔直徑的隔離器；3)在放入隔離器的樁孔中澆注水泥混凝土，在澆注時，固定件上的易斷連接件折斷，兩個連接件分離、連接圈段與段之間分離並帶動各自連接的分體貼向護壁；4)向剛性隔離組件施加向上的拉力，分體中的易斷連接件斷裂，第一板體與剛性隔離組件分離，剛性隔離組件被拔出，第一板體被保留在樁基礎中；5)向鋼護筒施加向上的拉力，將鋼護筒拔出。本發明能使鋼護筒及剛性隔離組件可以重複利用，大大節約施工成本。
文檔編號E02D11/00GK102619220SQ201210119589
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者梁銘康 申請人:肇慶南桂鋼模板有限公司