专利名称：立柱桩及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种立柱桩及其施工方法，属于建筑工程技术领域。
背景技术：
立柱桩ー柱一桩是逆作法施工地下室作为竖向临时承载的有效方法。其中桩体可以采用钻孔灌注桩，立柱一般采用钢构件，通常可采用钢筋笼加上顶部格构柱的组合式立柱。目前，随着逆作地下室越做越深，使得钢立柱的 设计承载カ大幅度増加，钢格构柱柱截面随之大幅度増加。然而通常格构柱所插入的钻孔灌注桩承载力富余量很大，桩直径从受力角度分析，并不需要加大直径以提高桩身承载力。若仅为了使钢立柱能够顺利插入钻孔灌注桩中，整根钻孔灌注桩桩径被迫跟着大幅放大。这种桩径上下等直径灌注桩，不仅导致材料等大量社会资源浪费，且增加了工程造价。以某地铁车站工程为例，其为地下四层岛式站台车站，工程采用半逆作法超深基坑，基坑开挖深度28. 5米，立柱桩下钻孔灌注有效桩长40米。因本工程为逆作法车站，车站主体立柱桩均布置在水平方向贯通纵向大梁中，梁宽为800毫米，格构柱截面为560毫米*560毫米，格构柱中心在梁中心线上。钢筋笼长度超过30米，因此立柱桩与格构柱的成桩垂直度要求非常高。根据有关设计标准，钻孔灌注桩直径为950毫米，而格构柱对角线为792毫米，除去保护层厚度后净距仅有58毫米，钢筋实际施工过程中发现格构柱无法自由插入桩内3. 5米，必须与钢筋笼焊接后同时下放。格构柱因下部有钢筋笼拖带无法保持自由垂直状态，而且按以往施工经验，如此深的桩孔，一旦钢筋笼在桩孔内无法正常下放或卡死，因钢筋笼通过与格构柱焊接，反应至地面时钢筋笼通常已严重变形或散架。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中柱截面设计值增加导致的施工困难，提供ー种具有改进结构的立柱桩。本发明提出的ー种立柱桩，包括桩体以及立柱，所述立柱包括钢筋笼以及位于钢筋笼顶部的格构柱，且所述桩体以及钢筋笼具有桩顶扩径区以及桩身未扩径区，所述桩顶扩径区以及桩身未扩径区之间形成具有坡度的交接处。本发明还提出上述立柱桩的施工方法，包括如下步骤第一歩，桩体的钻孔首先使用大直径的钻头钻至桩身未扩径区停止，形成桩体的桩顶扩径区以及具有坡度的交接处；然后钻机钻头换成小直径，保持前后两次钻轴中心重合，钻至桩底深度；第二步，将预制的钢筋笼吊放入桩孔内，笼顶暂时固定于地面标高；第三步，安放地面校正架外框，外框X、Y向必须与格构柱设计X、Y向相对应，并在校正架外框上做好X、Y向中心线标记；第四步，吊放预制的格构柱，插入桩孔内桩身扩径区钢筋笼内预定深度；第五步，通过吊车将钢筋笼及格构柱同步下放到接近指定标高处，格构柱与钢筋笼下放过程中各自保持自由垂直状态；第六步，钢筋笼达到指定标高后，利用吊筋进行固定；第七步，按放校正架内框，将校正架内框套入格构柱，校正架内框X、Y向中心线与外框对齐后固定。第八步，保持格构柱自由垂直，通过校正 架调整格构柱的平面位置以及轴向角度，井利用水准仪控制格构柱柱顶标高，达到指定位置后将格构柱与校正架焊接固定；第九步，清孔以及插入导管，浇筑水下砼。本专利具有以下优点I、节省材料。本专利在符合国家规范和钻孔灌注桩强度要求的前提下，节约混凝土、钢筋和人工用量。2、缩短エ期。无需焊接格构柱与钢筋笼连接处，节省大量人工和エ期。3、提高精准度。由于本专利可使格构柱保持自由垂直状态插入钢筋笼，使得格构柱拥有更好的垂直度。
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。图I是本发明提出的ー种立柱桩整体结构示意图；图2是图I的桩顶区域放大图；图3a至图3d是图I中桩顶的工程实例剖面图；图4a与图4b分别是校正架施工主视示意图和俯视示意图。图4a与4b中各标号的含义是61，钢筋笼吊筋；62，预埋铁；63，千斤顶；64，支撑螺杆；65，校正架；66，定位架；67，水平方向调节千斤顶；68，垂直方向调节千斤顶。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。參见图I、图2所示的立柱桩，包括桩体I以及立柱2，所述桩体I为目前较为常用的钻孔灌注桩；所述立柱2由钢构件构成，包括钢筋笼3以及位于钢筋笼3顶部的格构柱4(图中以粗线表示钢筋笼3，以细线表示格构柱4，以示区分)。依然以背景技术中的某地铁车站工程为例，本实施例的立柱桩具有区别于现有技术的外形、尺寸改进，具体区别如下I、在桩顶5米范围内，将桩体I的桩孔直径由950毫米扩大到1200毫米。2、桩体I的桩顶扩径区与桩身未扩径区交接处的坡度为I : 8。3、按照1200毫米直径的钻孔灌注桩配立柱2顶部扩径区的钢筋笼3以及格构柱4的直径，钢筋笼3的顶部扩径区深度需要大于格构件4的插入深度，例如本实施例中，在桩顶5米范围内扩径。4、钢筋笼3的桩顶扩径区与桩身未扩径区交接处的坡度也为I : 8。
除以上最主要区别之外，此立柱桩还具有其它结构特点钢筋笼3的桩身未扩径区采用16根纵向主筋31和@200毫米的螺旋箍筋32焊接而成，且每2米间距设置一道加强箍；钢筋笼3的桩顶扩径区采用16根纵向主筋33和@100毫米的螺旋箍筋34焊接而成；桩身未扩径区的纵向主筋31与桩顶扩径区的纵向主筋33交接处的坡度为I : 8，主筋通过焊接连接，焊接接头按同一截面50%错开，焊接长度为IOd(纵向主筋31与纵向主筋33的直径)，保护层厚度72毫米。在本实施例中，纵向主筋31和33的数量为16，当然，在其它实施例中，根据设计计算配筋进行布置。
格构柱4插入桩体I顶部3. 5米，格构柱4竖向角钢接头位置同截面不大于50%，采用加腹板的对接方式。所述钢筋笼3的桩顶扩径区直径大于格构柱4对角线长度超过30厘米，尽管如此，为了防止格构柱4下放过程中被钢筋笼3卡住，在钢筋笼3的顶部采用两道内外加强环箍5加以固定，保证格构柱顺利下放。为了更具体的了解本实施例的技术内容，可以參考图3a至3d的工程实例桩顶剖面图。上述立柱桩的具体施工流程如下第一歩，桩体I的钻孔首先使用大直径1200毫米的钻头钻至桩身未扩径区(桩顶以下6米)停止，形成桩体I的桩顶扩径区(深度5米)以及具有坡度的交接处(深度I米)；然后钻机钻头换成950毫米的小直径，保持前后两次钻轴中心重合，钻至桩底深度70米处。第二步，将预制的钢筋笼吊放入桩孔内，笼顶暂时固定于地面标高。第三步，安放地面校正架外框，外框X、Y向必须与格构柱设计X、Y向相对应，并在校正架外框上做好X、Y向中心线标记。第四歩，吊放预置的格构柱4，插入桩体I顶部桩身扩径区钢筋笼内预定深度，例如本实施例中为3米 3. 5米。第五步，通过吊车将钢筋笼及格构柱同步下放到接近指定标高处，格构柱与钢筋笼下放过程中各自保持自由垂直状态。第六步，钢筋笼达到指定标高后，利用吊筋进行固定。第七步，按放校正架内框，将校正架内框套入格构柱，校正架内框X、Y向中心线与外框对齐后固定。第八步，保持格构柱自由垂直，通过校正架调整格构柱的平面位置以及轴向角度，井利用水准仪控制格构柱柱顶标高，达到指定位置后将格构柱与校正架焊接固定；第九步，清孔以及插入导管，浇筑水下砼。浇筑面接近格构柱4底部时，控制好浇筑速度，避免格构柱4上浮。通过上述结构设计以及施工流程，仅仅扩大了格构件插入影响范围内的桩体I以及钢筋笼3顶部的直径，使得在满足格构柱4能够顺利插入钢筋笼3的条件下，大大降低了立柱桩的资源消耗和工程造价。本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种立柱桩，包括桩体以及立柱，所述立柱包括钢筋笼以及位于钢筋笼顶部的格构柱，其特征在于所述桩体以及钢筋笼具有桩顶扩径区以及桩身未扩径区，所述桩顶扩径区以及桩身未扩径区之间形成具有坡度的交接处。
2.如权利要求I所述的立柱桩，其特征在于所述交接处的坡度为I: 8。
3.如权利要求I所述的立柱桩，其特征在于所述钢筋笼的桩顶扩径区直径大于格构柱对角线长度超过30厘米。
4.如权利要求I所述的立柱桩，其特征在于所述格构柱插入桩孔内桩身扩径区钢筋笼内3米 3. 5米。
5.如权利要求I所述的立柱桩，其特征在于钢筋笼的桩身未扩径区采用纵向主筋和螺旋箍筋焊接而成，每2米间距设置一道加强箍；钢筋笼的桩顶扩径区采用纵向主筋和螺旋箍筋焊接而成，每2米间距设置一道加强箍；桩身未扩径区的纵向主筋与桩顶扩径区的纵向主筋交接处的坡度为I : 8，主筋通过焊接连接，焊接接头按同一截面50%错开。
6.如权利要求I所述的立柱桩，其特征在于钢筋笼的顶部具有两道内外加强环箍。
7.—种如权利要求I所述的立柱桩的施工方法,包括如下步骤 第一步，桩体的钻孔首先使用大直径的钻头钻至桩身未扩径区停止，形成桩体的桩顶扩径区以及具有坡度的交接处；然后钻机钻头换成小直径，保持前后两次钻轴中心重合，钻至桩底深度； 第二步，将预制的钢筋笼吊放入桩孔内，笼顶暂时固定于地面标高； 第三步，安放地面校正架外框，外框X、Y向必须与格构柱设计X、Y向相对应，并在校正架外框上做好X、Y向中心线标记； 第四步，吊放预制的格构柱，插入桩孔内桩身扩径区钢筋笼内预定深度； 第五步，通过吊车将钢筋笼及格构柱同步下放到接近指定标高处，格构柱与钢筋笼下放过程中各自保持自由垂直状态； 第六步，钢筋笼达到指定标高后，利用吊筋进行固定； 第七步，按放校正架内框，将校正架内框套入格构柱，校正架内框X、Y向中心线与外框对齐后固定； 第八步，保持格构柱自由垂直，通过校正架调整格构柱的平面位置以及轴向角度，并利用水准仪控制格构柱柱顶标高，达到指定位置后将格构柱与校正架焊接固定； 第九步，清孔以及插入导管，浇筑水下砼。
全文摘要
本发明属于建筑工程技术领域，尤其是一种立柱桩，包括桩体以及立柱，所述立柱包括钢筋笼以及位于钢筋笼顶部的格构柱，且所述桩体以及钢筋笼具有桩顶扩径区以及桩身未扩径区，所述桩顶扩径区以及桩身未扩径区之间形成具有坡度的交接处。本发明还包括此立柱桩的施工方法。本专利通过对桩头的特殊设计，仅仅扩大了桩顶格构件插入影响范围内的桩直径，使得在满足格构柱能够顺利插入钢筋笼条件下，大大降低钻孔灌注桩资源消耗和工程造价。
文档编号E04B1/58GK102767178SQ20121024958
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者何永顺, 顾阳华 申请人:上海建工二建集团有限公司