咬合桩硬切削施工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及建筑领域，具体而言，涉及咬合桩硬切削施工工艺，包括如下步骤：在预设位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩；当素混凝土桩的强度达到预设强度的50％～70％时，利用钻机在两个相邻的素混凝土桩之间钻出用于灌注钢筋混凝土桩的荤桩孔，并在素混凝土桩的侧壁上切割出用于与所钢筋混凝土桩相咬合的咬合槽；在荤桩孔中制作钢筋混凝土桩。其在制作荤桩孔的同时，钻机在素混凝土桩的侧壁上削出用于与钢筋混凝土桩咬合的咬合槽，然后在荤桩孔中制作钢筋混凝土桩，使素混凝土桩与钢筋混凝土桩固定在一起。由于本发明的咬合桩硬切削施工工艺中，不需要采用超缓凝混凝土，不采用全套管跟进，所以施工过程简便，减少了事故率和建筑成本。
【专利说明】咬合粧硬切削施工工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑领域，具体而言，涉及咬合桩硬切削施工工艺。
【背景技术】
[0002]咬合桩是指采用机械磨孔、套管下压、套管内抓斗取土，在桩与桩之间相互咬合排列的基坑围护结构形式。
[0003]相关技术中的咬合桩硬切削施工工艺，采用超缓凝混凝土和全套管跟进的施工工艺，其中素桩采用超缓凝混凝土，初凝时间20小时以上，先施工两侧素桩，然后在两个素桩之间采用全套管跟进的方法施工钢筋混凝土桩孔，因咬合需要，施工时须做导墙，需要全套管施工，并配备专用搓管机下套管，套管须超前2米左右。制作完钢筋混凝土桩后，将套筒拆除，由于素混凝土桩孔内灌入的是超缓凝混凝土，所以当拆除套筒后，超缓凝混凝土会与钢筋混凝土桩融合在一起，从而形成咬合桩。
[0004]但是，相关技术中的咬合桩硬切削施工工艺，需要采用超缓凝混凝土，钢筋混凝土桩施工时需要全套管跟进施工桩孔。并在钢筋混凝土桩之后，再将套筒取出，且咬合桩最小直径1000mm，如果素桩混凝土凝固，荤桩将无法施工，且下套管需要搓管机配合，所以施工过程繁琐，增加了事故率和建筑成本。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供咬合桩硬切削施工工艺，以解决上述的问题。
[0006]在本发明的实施例中提供了咬合桩硬切削施工工艺，包括如下步骤:
[0007]在预设位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩；
[0008]当素混凝土桩的强度达到预设强度的50%?70%时，利用钻机在两个相邻的素混凝土桩之间钻出用于灌注钢筋混凝土桩的荤桩孔，并在素混凝土桩的侧壁上切割出用于与所钢筋混凝土桩相咬合的咬合槽；
[0009]在荤桩孔中制作钢筋混凝土桩。
[0010]进一步地，在预设的位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩的步骤包括:先间隔制作多个素混凝土桩，在两个相邻的素混凝土桩之间再制作钢筋混凝土桩。
[0011]进一步地，在预设的位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩的步骤中，制作每个所述混凝土桩的步骤包括:采用钻机钻出用于灌注混凝土的素桩孔；将混凝土灌入所述素桩孔中，形成素混凝土桩。
[0012]进一步地，混凝土的强度为C10-C15的混凝土。
[0013]进一步地，在素混凝土桩的侧壁上切割出用于与所述钢筋混凝土桩相咬合的咬合槽的步骤之后还包括:采用钢丝刷对咬合槽进行清理。
[0014]进一步地，在预设的位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩的步骤之前还包括测量放线步骤，具体步骤如下:
[0015]利用全站仪测放出素混凝土桩和钢筋混凝土桩的平面位置，并标记出素混凝土桩和钢筋混凝土桩的边缘线和中心位置；素混凝土桩和钢筋混凝土桩交错布置。
[0016]进一步地，测量放线步骤之后还包括预埋护筒步骤，具体步骤如下:
[0017]在每个素混凝土桩的位置采用钻机钻出护筒孔，并将护筒埋设在护筒孔中；护筒用于防止素混凝土桩坍塌。
[0018]进一步地，测量放线步骤之后还包括:在素混凝土桩和钢筋混凝土桩的预设位置的外围铺设有混凝土层形成导墙，导墙的厚度为10mm?200mm，导墙用于桩孔定位和防止素混凝土桩和钢筋混凝土桩坍塌。
[0019]进一步地，在预设的位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩的步骤之后还包括:将护筒从护筒孔中移除。
[0020]本发明实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺，其先制作素混凝土桩，然后再利用钻机制作荤桩孔，在制作荤桩孔的同时，钻机在素混凝土桩的侧壁上削出用于与钢筋混凝土桩咬合的咬合槽，然后在荤桩孔中制作钢筋混凝土桩，从而使素混凝土桩与钢筋混凝土桩固定在一起。由于本发明的实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中，不需要采用超缓凝混凝土，不采用全套管跟进，所以，施工过程简便，减少了事故率和建筑成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明一个实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺的流程图；
[0022]图2为本发明另一个实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中的流程；
[0023]图3为本发明实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中的素混凝土桩的分布图；
[0024]图4为本发明实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中的素混凝土桩和钢筋混凝土桩的分布图；
[0025]图5为本发明实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中的素混凝土桩和钢筋混凝土桩的桩体中心分布图；
[0026]图6为本发明实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中的导墙的结构示意图；
[0027]图7为本发明实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中的桩中心控制的示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0029]图1为本发明一个实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺的流程图；图3为本发明实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中的素混凝土桩的分布图；图4为本发明实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中的素混凝土桩和钢筋混凝土桩的分布图；如图1、图3和图4所示，本实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺，包括如下步骤:
[0030]步骤300，在预设位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩101 ；
[0031]步骤500，当素混凝土桩101的强度达到预设强度的50%?70%时，利用钻机在两个相邻的素混凝土桩101之间钻出用于灌注钢筋混凝土桩的荤桩孔，并在素混凝土桩101的侧壁上切割出用于与钢筋混凝土桩相咬合的咬合槽；
[0032]步骤700，在荤桩孔中制作钢筋混凝土桩102。
[0033]其中，钻机可以冲击式钻机、回转式钻机、振动式钻机或者复合式钻机等等。另外，混凝土可以为多种强度的混凝土，较佳地，混凝土强度为C10-C15的混凝土。本实施例中咬合桩硬切削施工工艺，在制作素混凝土桩时，使用普通的混凝土即可，无需在混凝土中加入专用外加剂而形成超缓凝混凝土，咬合桩的桩径为800mm，而不是传统要求的最小1000mm，不仅提高了咬合桩的制作效率，同时也降低了咬合桩的制作成本。
[0034]本实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺，其先制作素混凝土桩101，然后再利用钻机制作荤桩孔，在制作荤桩孔的同时，钻机在素混凝土桩101的侧壁上削出用于与钢筋混凝土桩102咬合的咬合槽，然后在荤桩孔中制作钢筋混凝土桩102，从而使素混凝土桩101与钢筋混凝土桩102固定在一起。由于本实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中，不需要采用超缓凝混凝土，不采用全套管跟进，所以，施工过程简便，减少了建筑成本。
[0035]如图3和图4所示，在上述实施例的基础上，进一步地，预设的位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩的步骤300包括:先间隔制作多个素混凝土桩101，在两个相邻的素混凝土桩101之间再制作素混凝土桩101。在施工的过程中，两个相邻的素混凝土桩101之间距离较近，容易发生坍塌。所以，可以间隔制作素混凝土桩101，例如:需要制作8个素混凝土桩101，并将其依次编号为1-8的素混凝土桩101，可以先制作1、3、5、7这四个素混凝土桩101，然后再制作编号为2、4、6、8的素混凝土桩101，从而避免坍塌等事故的发生。其中，在预设的位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩的步骤300中，制作每个所述混凝土桩的步骤包括:采用钻机钻出用于灌注混凝土的素桩孔；将混凝土灌入所述素桩孔中，形成素混凝土桩101。
[0036]图2为本发明另一个实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中的流程；如图2、图3和图4所示，在上述实施例的基础上，进一步地，素混凝土桩的侧壁上切割出用于与所述钢筋混凝土桩102相咬合的咬合槽的步骤之后还包括:
[0037]步骤600:采用钢丝刷对咬合槽进行清理。
[0038]当利用钻机钻出荤桩孔后，素混凝土桩101的侧壁上，由于钻机削切后留下粉末和泥土，从而影响素混凝土桩101与钢筋混凝土桩102之间咬合效果。所以在制作钢筋混凝土之前，利用钢丝刷对咬合槽进行清理，将粉末和泥土清除掉，提高素混凝土桩101与钢筋混凝土桩102之间的咬合效果。在咬合槽的表面上存在大量泥皮时，可以通过钢丝刷对咬合槽进行清理，如果咬合槽的表面没有或者存在少量的泥皮，可以将此步骤省略。
[0039]图5为本发明实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中的素混凝土桩和钢筋混凝土桩的桩体中心分布图；其中，图5中的素混凝土桩101与钢筋混凝土桩102的半径均为R，二者重合部分的最长距离为L，所以，素混凝土桩101的桩中心和其相邻的钢筋混凝土桩102的桩中心之间的距离为2R-L。图6为本发明实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中的导墙的结构示意图；图7为本发明实施例提供的咬合桩硬切削施工工艺中的桩中心控制的不意图；如图2、图4、图5、图6和图7所不，在上述实施例的基础上，进一步地，预设的位直上制作多个间隔设置的素混凝土桩的步骤之前还包括:
[0040]步骤100，测量放线:利用全站仪测放出素混凝土桩101和钢筋混凝土桩102的平面位置，并标记出素混凝土桩101和钢筋混凝土桩102的中心位置；素混凝土桩101和钢筋混凝土桩102交错布置。其中，在测量放线时，根据测量控制桩点及设计图纸定出素桩孔和荤桩孔的平面位置及高程，测量放样桩位后，对要施工的桩外延放出四个控制桩位，然后拉十字线，利用十字线控制桩中心的位置，即十字线交叉的位置为桩中心的位置，然后，以四个控制桩为基准，经监理工程师校核无误后，方可进行施工。
[0041]在步骤100，测量放线之后，施工人员可以根据施工时现场条件，选择预埋护筒或者在素混凝土桩101和钢筋混凝土桩102的预设位置的外围铺设混凝土层形成导墙103，这两种方法中的一种方法，具体步骤如下:
[0042]如图2、图3和图4所示，在上述实施例的基础上，进一步地，在测量放线步骤之后还包括:
[0043]步骤202，预埋护筒，具体步骤如下:以四个控制桩为基准，在每个素混凝土桩101的位置采用钻机钻出护筒孔，并将护筒埋设在护筒孔中；护筒用于防止素混凝土桩101坍塌。然后，经监理工程师校核无误后，方可进行施工。当然，如果施工的场地符合施工的要求，不会发生坍塌等事故，也可以不下护筒。其中，护筒用厚度5_钢板制成，护筒直径比桩基孔径大200mm，在埋设护筒时，先用旋挖钻机钻深3.0m左右(视上层杂填土的厚度现场定)，再人工进行辅助配合，利用旋挖机的钻斗将护筒压入预定位置。埋设好的护筒至少高出施工地面30cm左右，以防止杂物、泥水流入孔内造成夹层或断桩。
[0044]如图2和图6所示,在上述实施例的基础上,进一步地,在测量放线步骤之后还包括:
[0045]步骤201，在素混凝土桩101和钢筋混凝土桩102的预设位置的外围铺设有混凝土层形成导墙103,导墙103的厚度为10mm?200mm,导墙用于桩位控制和防止素混凝土桩和钢筋混凝土桩坍塌。为了保证桩位偏差满足要求，可设置混凝土导墙103，导墙103内侧形状参考成桩形状，并与桩位严密结合，导墙103厚度10mm?200mm，宽度根据需要设置，如施工场地地层较硬，不考虑钻机行走，宽度可设置为每侧桩边向外Im左右，如考虑钻机行走，根据需要设置。考虑采用全站仪放线误差能够满足要求，如果孔口地层不易坍塌，也可以不设置导墙103，但这样测量工作量较大。
[0046]在上述实施例的基础上，进一步地，在预设的位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩的步骤300之后还包括:
[0047]步骤400，将护筒从护筒孔中移除。
[0048]下面以旋挖钻机为例，并结合图1-6给出具体的咬合桩硬切削施工工艺:
[0049]首先进行施工准备、场地平整根据图纸上的位置及标高清除钻孔桩范围内的砼块、杂物、软土，整平做好施工准备，保证旋挖钻机底座场地平整、密实。
[0050]准备泥衆池:取全挖方式设置,长6m、宽4m,深1.5?2m。一边为泥衆池,一边为沉淀池。泥浆池的容积不应小于正在施工的桩孔实际体积的1.5倍?2倍，泥浆循环系统位置要保证钻孔的正常进行和后序工程不受其影响，同时必须确保桩孔在灌注混凝土时浆液不致外溢。
[0051]泥浆调制:泥浆具有防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用，也是保证孔壁稳定的重要因素。搅浆材料采用粘土粉或膨润土，施工过程中试验员随时检测泥浆的各项性能指标，将泥浆指标控制在泥浆相对密度:1.02 — 1.10，粘度:18 - 22s，砂率< 4%，泥皮厚度..< 2mm, PH值:大于7范围之内，确保泥浆对孔壁的撑护作用，避免发生施工事故。
[0052]步骤100，测量放线，具体步骤如下:
[0053]a、平面控制:用全站仪测放出素混凝土桩101和钢筋混凝土桩102的平面位置，即桩位，用钢筋头做引桩104，标记出桩体中心105位置。
[0054]b、标高控制:用旋挖钻机进行钻孔或人工挖孔进行护筒埋设，护筒长度约2.0m,直径大于桩径约20cm。
[0055]可以根据工艺需求，进行步骤202预埋护筒或者步骤201制作导墙。当护筒埋设完毕后用水准仪进行校核护筒顶标高，以设计±0.000为准。通过护筒顶标高反算桩底标高进而控制施工桩长。钢筋混凝土桩102不下护筒时，可在附近设立标点，通过拉线等方法控制。护筒用来防止顶部土体受到机械扰动时塌孔设置，当施工工艺需要时，每个素桩钻孔时均需设置，混凝土浇筑完毕后拔出护筒。护筒可以循环利用。
[0056]制作导墙103:为了保证桩位偏差满足要求,可设置混凝土导墙103,导墙103形状参考成桩形状，并与桩位严密结合，导墙103厚度10mm?200mm，宽度根据需要设置，如施工场地地层较硬,不考虑钻机行走,宽度可设置为每侧桩边向外Im左右,如考虑钻机行走，根据需要设置。考虑采用全站仪放线误差能够满足要求，如果孔口地层不易坍塌，也可以不设置导墙103，但这样测量工作量较大。其中，导墙103和护筒可以任选泽其中的一种。
[0057]步骤300，在预设位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩，具体步骤如下:
[0058]采用旋挖钻机施工，在每一素混凝土桩101位处护筒内部进行素混凝土桩101钻孔施工，并通过钻机大臂控制桩体垂直度。桩长由止水要求控制。桩底深入不透水层不小于设计要求。桩长通过测绳测量。
[0059]水下灌注混凝土，素混凝土桩101成桩:
[0060]将混凝土灌注导管下入孔中，导管底部距离孔底部超过0.5m,灌注C10-C15混凝土，较佳地为C15混凝土，形成素混凝土桩101。混凝土坍落度200mm左右。当灌注完素混凝土桩101后进行步骤400:将护筒从护筒孔中移除。并使素混凝土桩101养护3天左右，使素混凝土桩101的强度达到预设轻度的50%?70%。
[0061]步骤500:当素混凝土桩的强度达到预设强度的50%?70%时，利用钻机在两个相邻的素混凝土桩之间钻出用于灌注钢筋混凝土桩的荤桩孔，并在素混凝土柱的侧壁上切割出用于与所钢筋混凝土桩102相咬合的咬合槽，具体步骤如下:
[0062]采用旋挖钻机施工，在每一钢筋混凝土桩102位处进行钢筋混凝土桩102钻孔施工，并通过钻机大臂控制桩体垂直度。桩长由设计计算及止水要求采用双标准控制。在旋挖钻机钻荤桩孔的同时对素混凝土桩101的侧壁进行切割，从而使得素混凝土桩101的侧壁上形成咬合槽，由于旋挖钻机不断向下旋转，并对素混凝土桩101进行切割，从而使咬合槽的内壁为毛面，进而使得素混凝土桩101和钢筋混凝土桩102咬合的更加紧密，结构更加的稳定。桩长在满足设计锚固深度要求的同时要深入不透水层不小于设计要求。桩长通过测绳测量。
[0063]桩位复核和垂直度控制:不制作挡墙时，在复核时，要求找到原桩位，用全站仪对桩位进行复核，并清理两侧的素混凝土桩101，使其清晰可见，复核钢筋混凝土桩102桩位与两侧素混凝土桩101的距离，确保桩位准确。在开孔前，拉十字线以控制桩位，用于后期桩位复核及钢筋笼位置的复核。
[0064]步骤600，采用钢丝刷对咬合槽进行清理，具体步骤如下:
[0065]粘性土层较厚时，为避免咬合面之间存在夹泥而影响止水效果，须用钢丝刷对咬合面进行刷洗，可加工圆弧形钢丝刷，固定在钻机方头上，通过钻杆对咬合面进行上下刷洗。
[0066]步骤700，在荤桩孔中制作钢筋混凝土桩，具体步骤如下:
[0067]吊放钢筋笼:用吊车将绑扎好的钢筋笼吊装进两个素混凝土桩101间的荤桩孔内。
[0068]水下灌注混凝土，咬合桩成桩:将混凝土灌注导管下入荤桩孔中，导管直径一般为200-300mm,导管底部距离荤桩孔底部超过0.5m,灌注C25-C35混凝土，较佳地为C30混凝土，混凝土坍落度160-200mm,形成钢筋混凝土桩102。
[0069]在制作钢筋混凝土桩102时，可以根据施工场地的地质是否符合施工要求，来判断是否需要下护筒。当在该步骤之前制作了导墙，那么在制作钢筋混凝土桩102时，不需要下护筒。
[0070]本发明提供的咬合桩硬切削施工工艺，由于没有全套管跟进，所以不需要大型起重机配合施工，只要使用比较常见的钻机即可，如长螺旋钻机和旋挖钻机，所以，进一步的降低了建筑成本。此外，相关技术中的咬合桩硬切削施工工艺一直以来采用全套筒及超缓凝混凝土施工工艺，或采用素桩下模板施工工艺，而这两种工艺都存在施工工艺繁琐、造价高、容易出现质量事故等问题。而本实施例由于允许素混凝土凝固，对施工工序要求低，同时施工工艺采用常规的工艺，比较成熟，有利于咬合桩的推广应用，且有利于工期、造价和质量的控制。再者，本工艺采用常规方法施工咬合桩，机具设备选择更加灵活，增加了咬合桩的适用条件，使得砂卵石地区也能够应用，且造价低廉，对于基坑支护工程中止水的应用推广有非常积极的应用，如北京地区，地下存在较厚的砂卵石层，由于地下连续墙造价太高，搅拌桩止水帷幕效果达不到要求，而咬合桩施工采用传统方法问题太多，一直采用大口井降水，严重违背了节约地下水、减少对环境影响的原则，而本工艺能够很好的解决这个问题，为绿色、环保施工提供了有力的方法。
[0071]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.咬合桩硬切削施工工艺，其特征在于，包括如下步骤: 在预设的位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩； 当所述素混凝土桩的强度达到预设强度的50%?70%时，利用钻机在两个相邻的所述素混凝土桩之间钻出用于灌注钢筋混凝土桩的荤桩孔，并在所述素混凝土桩的侧壁上切割出用于与所述钢筋混凝土桩相咬合的咬合槽； 在所述荤桩孔中制作钢筋混凝土桩。
2.根据权利要求1所述的咬合桩硬切削施工工艺，其特征在于，所述在预设的位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩的步骤包括: 先间隔制作多个所述素混凝土桩，在两个相邻的所述素混凝土桩之间再制作所述钢筋混凝土桩。
3.根据权利要求1-2任一项所述的咬合桩硬切削施工工艺，其特征在于，所述在预设的位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩的步骤中，制作每个所述素混凝土桩的步骤包括: 采用钻机钻出用于灌注混凝土的素桩孔；将混凝土灌入所述素桩孔中，形成素混凝土桩。
4.根据权利要求3所述的咬合桩硬切削施工工艺，其特征在于，所述混凝土的强度为C1-C15的混凝土。
5.根据权利要求1-2任一项所述的咬合桩硬切削施工工艺，其特征在于，所述素混凝土桩的侧壁上切割出用于与所述钢筋混凝土桩相咬合的咬合槽的步骤之后，还包括: 采用钢丝刷对咬合槽进行清理。
6.根据权利要求1所述的咬合桩硬切削施工工艺，其特征在于，所述在预设的位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩的步骤之前，还包括测量放线步骤，具体步骤如下: 利用全站仪测放出素混凝土桩和钢筋混凝土桩的平面位置，并标记出所述素混凝土桩和所述钢筋混凝土桩的边缘线和中心位置；所述素混凝土桩和所述钢筋混凝土桩交错布置。
7.根据权利要求6所述的咬合桩硬切削施工工艺，其特征在于，所述测量放线步骤之后还包括预埋护筒步骤，具体步骤如下: 在每个素混凝土桩的位置采用钻机钻出用于防止所述素混凝土桩坍塌的护筒孔，并将护筒埋设在所述护筒孔中。
8.根据权利要求6所述的咬合桩硬切削施工工艺，其特征在于，所述测量放线步骤之后还包括: 在素混凝土桩和钢筋混凝土桩的预设位置的外围铺设有混凝土层形成导墙，所述导墙的厚度为厚度10mm?200mm,所述导墙用于桩孔定位、防止所述素混凝土桩和所述钢筋混凝土桩坍塌。
9.根据权利要求7所述的咬合桩硬切削施工工艺，其特征在于，所述在预设的位置上制作多个间隔设置的素混凝土桩的步骤之后还包括:将所述护筒从所述护筒孔中移除。
【文档编号】E02D5/34GK104264663SQ201410564674
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】王庆学, 王英坡, 朱其富, 朱华山, 冯永光, 赵志斌, 程斐, 马壮 申请人:中煤地质工程总公司北京分公司