专利名称：建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法
技术领域：
本发明涉及一种在建筑物厚板基础(箱基、筏基底板)上凿竖直桩孔(压入桩或
灌桩孔)时采用的封填孔方法，使用本发明可确保桩基与厚板基础整体共同工作，不会产 生冲切破坏使封孔无效、桩基上浮等严重后果，从而避免传统的人工凿锥状桩孔的繁重体 力工作。
背景技术：
目前建筑工程中，常因各种复杂因素，导致建(构)筑物过量下沉甚至倾斜，引起 建(构)筑物裂损破坏，严重时可导致整栋建(构)筑物拆除重建，造成巨大经济损失。此 外，还有一些建筑物因增层、改造等需其对基础进行加固处理。 为解决建(构)筑物上述问题，常在其基础底板上人工(或机具)凿孔，以便通过
该孔向软弱地基中压入预制桩或施工灌注桩。当板很厚时(大于1. 0m 2. 0m)，开凿厚板
上的锥状斜孔，将耗费巨大人力物力，工人劳动极为艰苦，效率很低，耗工费时。 如能采用机具钻直孔，虽然可提高效力(减少工人蹲伏凿孔的艰苦劳动)，但过去
无合适方法凿直孔后牢固封桩孔，不能有效的防止桩上浮的抗冲切能力低，会导致严重后果。 竖直状封孔砼的抗冲切力远不如锥状封孔砼的抗冲切力强，因此，即便是凿锥形 孔劳动条件差，效率低，出于无奈也只好去做，尤其是大于80cm的厚板如lm 2m厚板上凿 (压、灌)桩孔，在建筑物基础工程中，长期以来一直被视为畏途，是最艰巨的劳动。过去常 因凿锥形孔劳动强度大，工人过于辛苦，因此在工程中常常偷工减料，没有按设计要求凿成 真正锥形孔，只是比直孔略微扩大，没有形成锥形孔，不能确保封桩质量，隐藏桩对厚板的 冲切破坏危患。
发明内容
本发明专利的目的就是针对这一困难问题，提供简便，有效的技术措施，使直孔封
桩头变为可能而且牢固可靠，大大降低人工劳动强度和提高工程效率，把大量体力劳动转
化为机具施工，降低工程造价，并减少污染。 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是 —种建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法，其特征在于，包括以下步 骤( — )在该厚板基础上用机具钻凿竖直桩孔，在该竖直桩孔下方成桩，桩顶带预制 钢垫板； ( 二 )在该厚板基础与桩顶之间位置的两侧各清理出一个空隙；(三)在竖直桩孔内下置桩顶横向抗冲切钢筋网片，并将该桩顶横向抗冲切钢筋
网片的两端分别置入桩顶两侧的空隙中；
(四)封桩头。
在较佳的技术方案中步骤( 一 )中，该竖直桩孔的直径尺寸D = d+8 d+12cm， d为该桩的圆桩直径或方桩边长尺寸；而且，成桩后的桩顶标高应低于厚板基础底面6 10cm。 在较佳的技术方案中该桩为锚杆静压钢管桩、钢筋混凝土方桩或管桩、或现浇钢 筋混凝土灌注桩。 在较佳的技术方案中步骤(二)中，是使用异形高压射水剪土剪来清理出该空 隙，该异形高压射水剪土剪包括一副剪刀和一根高压射水管，该剪刀的上端为两个握把，而 剪刀的下端均向一侧呈L型弯折，该高压射水管附设在该剪刀上并向下延伸，且该高压射 水管的下端也呈L型弯折。 在较佳的技术方案中步骤(三)中，该桩顶横向抗冲切钢筋网片的结构包括 竖向设置4 6根竖筋，该竖筋是二级粗钢筋或小型钢，每两根相邻的竖筋之间距离为S ; 然后用4 6道横筋焊接连接该竖筋而成网状，形成桩顶横向抗冲切钢筋网片的长度L = D+20 D+30cm，宽度为D/2士2cm ;在第二道横筋中间位置，预先套入一钢套管，该钢套管的 长度尺寸比两根竖筋之间距离s小，使其焊接后可自由转动；在该钢套管上焊一根钢筋握 柄，该钢筋握柄的长度至少高出竖直桩孔的长度50cm。 在较佳的技术方案中该钢筋握柄的长度高出竖直桩孔的长度50 60cm。
在较佳的技术方案中该竖筋的直径介于小25 30mm之间，该横筋的直径介于 小16 20mm之间。 在较佳的技术方案中该钢套管的长度尺寸比两根竖筋之间距离s小4 6mm。
在较佳的技术方案中步骤(三)中，该桩顶横向抗冲切钢筋网片下置的过程是
首先，手持钢筋握柄，将桩顶横向抗冲切钢筋网片置入该竖直桩孔中，由于第二道 钢筋上的钢套管并非处于桩顶横向抗冲切钢筋网片的重心位置，该桩顶横向抗冲切钢筋网 片将呈现一端低垂，另一端翘起； 然后，将该桩顶横向抗冲切钢筋网片低垂的一端置入桩顶一侧预先清理出的空隙 中； 再拖动该钢筋握柄，将该桩顶横向抗冲切钢筋网片的另一端置入桩顶另一侧预先 清理出的另一空隙中，并使得该桩顶横向抗冲切钢筋网片平置于桩顶上预制的钢垫板上。
在较佳的技术方案中步骤(四)的具体过程如下先用水冲洗竖直桩孔干净， 在竖直桩孔的孔壁上刷涂高标号纯水泥浆，然后在竖直桩孔内快速浇注含有膨胀剂和早强 剂、并比原建筑物厚板基础的混凝土等级高一级的封桩头砼；最后将原厚板基础上用于固 定压桩架的抗拔锚栓用小20 24mm的水平交叉钢筋焊接，并浇注外包砼封好桩头。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是 1、可用机具直接在厚板基础1上钻孔，不需工人俯卧厚板上费力凿锥状斜孔。改 变劳动条件，提高工作效力。 2、凿竖直桩孔2比凿锥形桩孔节约回灌封桩头砼体积量为50%左右。 3、采用本专利技术提供的桩顶横向抗冲切钢筋网片6，安全可靠，经济合理，构造
简单，易于施工。 4、采用本发明专利技术，能够简便的在桩头上放置横向抗剪切钢筋网，而采用其 他方法都难于将抗剪切钢筋网放入竖直桩孔2内。这是长期没有解决的困扰建筑行业至今人们所共知的难题。 5、采用本发明专利，不仅可降低造价，而且还能减少噪音、污染、加快施工进程，解 除人工凿斜锥孔的繁重劳动，确保工程质量。
图1A、图IB分别是本发明所使用的异形高压射水剪土剪的两个不同角度的视图；
图2a是本发明所使用的抗剪钢筋网的整体结构示意图；
图2b是抗剪钢筋网上的连接环的结构示意图； 图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f分别是本发明封桩孔方法的各步骤示意图。
具体实施例方式
本发明"建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法"的具体操作过程如 下( — )在该厚板基础1上用机具钻凿竖直桩孔2，在该竖直桩孔2下方成桩3，该桩
3可以是锚杆静压钢管桩、钢筋混凝土方桩或管桩、或现浇钢筋混凝土灌注桩。 根据设计成桩3的断面尺寸，在厚板基础1 (箱基或筏基)上，用机具钻凿竖直桩
孔2，该竖直桩孔2的孔径尺寸D = d+8 d+12cm， d为圆桩直径或方桩边长尺寸。 然后在该竖直桩孔2下方压入或灌注桩体，桩3顶带预制钢垫板31，该钢垫板31
厚18 20mm，成桩后，桩顶标高应低于厚板基础1底面6 10cm.，留出放置本发明专利提
供的桩顶横向抗冲切钢筋网片的空间。 ( 二 )如图3a所示，采用本发明专利图la、图lb所示的异形高压射水剪土剪4构 造，在厚板基础1下、桩顶的两侧各清理出20cm至30cm的空隙5。 其中，如图la、图lb所示，该异形高压射水剪土剪4包括一副剪刀41和一根高压 射水管42，该剪刀41的上端为两个握把411 ，而剪刀41的下端均向一侧呈L型弯折412，工 人在竖直桩孔2上方操作该握把411，即可将竖直桩孔2下方的侧面的泥土搅动。该高压射 水管42附设在该剪刀41上并向下延伸，且该高压射水管42的下端也呈L型弯折421 ，从图 lb中可以看到，剪刀41下端的L型弯折412与高压射水管42下端的L型弯折421是朝向 同一方向弯折。在剪刀41动作有困难的情况下，可开启高压射水管，用水冲和剪切共同搅 动，达到上述要求。 一般情况下，一侧的孔隙5应当比另一侧的孔隙5更深。
两侧空隙5清理完成后，应用小铁勺掏出积淀于桩顶处的泥土，最后用水冲露出 桩顶。(三)如图3b、图3c、图3d所示，在竖直桩孔2内下置本发明专利提供的桩顶横向 抗冲切钢筋网片6(如图2a)。 其中，该桩顶横向抗冲切钢筋网片6的结构如图2a所示，竖向设置4 6根 小25 30mm的竖筋61，该竖筋是二级粗钢筋或小型钢，每两根相邻的竖筋61之间距离为 s ;然后用4 6道横筋62(小16 20mm)焊接连接成网状。形成的桩顶横向抗冲切钢筋网 片6的长度L = D+20 D+30cm，宽度为D/2士2cm， (D为竖直桩孔2的直径尺寸)。为了下 置方便，结合图2a、图2b所示，在第二道横筋62的中间位置，预先套入一钢套管63，该钢套 管63的长度尺寸比两根竖筋61之间距离s小4 6mm，使其焊接后可自由转动。最后，在该钢套管63上焊一根小12 16mm可提携和操作该桩顶横向抗冲切钢筋网片6的钢筋握 柄64，该钢筋握柄64的长度应至少高出竖直桩孔2的长度50cm， 一般高出50 60cm比较 合适。 而该桩顶横向抗冲切钢筋网片6下置的过程则是首先，如图3b所示，利用钢筋握 柄64，将桩顶横向抗冲切钢筋网片6置入该竖直桩孔2中，由于第二道钢筋上的钢套管63 并非处于桩顶横向抗冲切钢筋网片6的重心位置，该桩顶横向抗冲切钢筋网片6将呈现一 端低垂，另一端翘起；然后，如图3c所示，将该桩顶横向抗冲切钢筋网片6的低垂的一端置 入桩顶一侧清理出的较深的空隙5中；再如图3d所示，拖动该钢筋握柄64，将该桩顶横向 抗冲切钢筋网片6的另一端置入桩顶另一侧清理出的另一空隙5中，并使得该桩顶横向抗 冲切钢筋网片6左右对称地平置于桩顶上预制的钢垫板31上。(四)封桩头。用水冲洗竖直桩孔2干净后，在竖直桩孔2的孔壁上刷涂高标号纯 水泥浆，以利于与封桩头砼7粘结；然后如图3e所示，在竖直桩孔2内快速浇注含有膨胀剂 和早强剂、并比原建筑物厚板基础1的混凝土等级高一级的封桩头砼7 ;如图3f所示，将原 厚板基础1上用于固定压桩架的抗拔锚栓11用小20 24mm的水平交叉钢筋8焊接固定， 并浇注外包砼9封好桩头。 其中，该桩顶横向抗冲切钢筋网片6所需钢筋的根数和断面尺寸可以由下式计
算
『&f巧 式中n—所需竖筋61的根数； q他一 单桩竖向承载力标准值；
Ft-竖直桩孔砼抗冲剪力；
Asvl-单根竖筋61的断面面积(mm2); [OO52] t f-钢筋抗冲切剪切力值。 以上仅是本发明的一个较佳实施例，在实际施工过程中，还可以根据具体情况作 适当的改变。例如，桩顶横向抗冲切钢筋网片6的横筋62与竖筋61的数目可适量增减，可 以用小型钢或粗钢筋替代，钢筋的断面尺寸也可以灵活掌握，以足够抗剪为准。另外，在施 工安装过程中，如桩有上浮可能时，可缓拆静压桩架，用导桩压顶，先用剪土剪扰土、冲土成 洞后直到要插入钢筋网片时，接着快速拆除导桩，然后快速放入钢筋网片就位。
而采用本发明专利的好处是 1、可用机具直接在厚板基础1上钻孔，不需工人俯卧厚板上费力凿锥状斜孔。改 变劳动条件，提高工作效力。 2、凿竖直桩孔2比凿锥形桩孔节约回灌封桩头砼体积量为50%左右。 3、采用本专利技术提供的桩顶横向抗冲切钢筋网片6，安全可靠，经济合理，构造
简单，易于施工。 4、采用本发明专利技术，能够简便的在桩头上放置横向抗剪切钢筋网，而采用其 他方法都难于将抗剪切钢筋网放入竖直桩孔2内。这是长期没有解决的困扰建筑行业至今 人们所共知的难题。 5、采用本发明专利，不仅可降低造价，而且还能减少噪音、污染、加快施工进程，解除人工凿斜锥孔的繁重劳动，确保工程质量。 以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解， 在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落 入本发明的保护范围之内。
权利要求
一种建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法，其特征在于，包括以下步骤(一)在该厚板基础上用机具钻凿竖直桩孔，在该竖直桩孔下方成桩，桩顶带预制钢垫板；(二)在该厚板基础与桩顶之间位置的两侧各清理出一个空隙；(三)在竖直桩孔内下置桩顶横向抗冲切钢筋网片，并将该桩顶横向抗冲切钢筋网片的两端分别置入桩顶两侧的空隙中；(四)封桩头。
2. 根据权利要求1所述的建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法，其特征在 于步骤( 一 )中，该竖直桩孔的直径尺寸D = d+8 d+12cm， d为该桩的圆桩直径或方桩 边长尺寸；而且，成桩后的桩顶标高应低于厚板基础底面6 10cm。
3. 根据权利要求1所述的建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法，其特征在 于该桩为锚杆静压钢管桩、钢筋混凝土方桩或管桩、或现浇钢筋混凝土灌注桩。
4. 根据权利要求1所述的建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法，其特征在 于步骤(二)中，是使用异形高压射水剪土剪来清理出该空隙，该异形高压射水剪土剪包 括一副剪刀和一根高压射水管，该剪刀的上端为两个握把，而剪刀的下端均向一侧呈L型 弯折，该高压射水管附设在该剪刀上并向下延伸，且该高压射水管的下端也呈L型弯折。
5. 根据权利要求2所述的建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法，其特征在于步骤(三)中，该桩顶横向抗冲切钢筋网片的结构包括竖向设置4 6根竖筋，该 竖筋是二级粗钢筋或小型钢，每两根相邻的竖筋之间距离为s ;然后用4 6道横筋焊接 连接该竖筋而成网状，形成桩顶横向抗冲切钢筋网片的长度L = D+20 D+30cm，宽度为 D/2士2cm;在第二道横筋中间位置，预先套入一钢套管，该钢套管的长度尺寸比两根竖筋之 间距离s小，使其焊接后可自由转动；在该钢套管上焊一根钢筋握柄，该钢筋握柄的长度至 少高出竖直桩孔的长度50cm。
6. 根据权利要求5所述的建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法，其特征在 于该钢筋握柄的长度高出竖直桩孔的长度50 60cm。
7. 根据权利要求5所述的建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法，其特征在 于该竖筋的直径介于小25 30mm之间，该横筋的直径介于小16 20mm之间。
8. 根据权利要求5所述的建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法，其特征在 于该钢套管的长度尺寸比两根竖筋之间距离s小4 6mm。
9. 根据权利要求5所述的建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法，其特征在于步骤(三)中，该桩顶横向抗冲切钢筋网片下置的过程是首先，手持钢筋握柄，将桩顶横向抗冲切钢筋网片置入该竖直桩孔中，由于第二道钢筋 上的钢套管并非处于桩顶横向抗冲切钢筋网片的重心位置，该桩顶横向抗冲切钢筋网片将呈现一端低垂，另一端翘起；然后，将该桩顶横向抗冲切钢筋网片低垂的一端置入桩顶一侧预先清理出的空隙中； 再拖动该钢筋握柄，将该桩顶横向抗冲切钢筋网片的另一端置入桩顶另一侧预先清理出的另一空隙中，并使得该桩顶横向抗冲切钢筋网片平置于桩顶上预制的钢垫板上。
10. 根据权利要求1所述的建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法，其特征在于步骤(四)的具体过程如下先用水冲洗竖直桩孔干净，在竖直桩孔的孔壁上刷涂 高标号纯水泥浆，然后在竖直桩孔内快速浇注含有膨胀剂和早强剂、并比原建筑物厚板基 础的混凝土等级高一级的封桩头砼；最后将原厚板基础上用于固定压桩架的抗拔锚栓用 小20 24mm的水平交叉钢筋焊接，并浇注外包砼封好桩头。
全文摘要
本发明是一种建筑物厚板基础结构竖直桩托换加固封桩孔方法，包括以下步骤(一)在该厚板基础上用机具钻凿竖直桩孔，在该竖直桩孔下方成桩；(二)在该厚板基础下、桩顶的两侧各清理出空隙；(三)在竖直桩孔内下置桩顶横向抗冲切钢筋网片，并将该桩顶横向抗冲切钢筋网片的两端分别置入桩顶两侧预先清理的空隙中；(四)封桩头。步骤(三)又包括首先，手持钢筋握柄，将桩顶横向抗冲切钢筋网片置入该竖直桩孔中，该网片一端低垂，另一端翘起；然后，将该网片低垂的一端置入一侧空隙中；再拖动该钢筋握柄，将网片的另一端置入另一侧空隙中，并使得该网片平置于桩顶上预制的钢垫板上。采用本发明，能够解除人工凿斜锥孔的繁重劳动。
文档编号E02D37/00GK101701462SQ20091023534
公开日2010年5月5日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者吴如军, 唐业清 申请人:唐业清;吴如军