一种用于人工挖孔桩的现浇护壁结构及施工方法与流程

本发明属于岩土工程中桩基工程设计和施工领域，具体涉及一种用于人工挖孔桩的现浇护壁结构及其施工方法。

背景技术：

人工挖孔桩是指通过人力挖掘形成圆形或者方形的桩孔，安放钢筋笼后浇注混凝土而形成的桩体。人工挖孔桩在我国基础工程、边坡工程中的应用十分广泛。目前针对人工挖孔桩中土体稳定性评价方法并未形成相应的规范标准，施工时往往根据经验确定施工技术的最低要求，桩孔土体的失稳事故时有发生。人工挖孔桩孔壁失稳不但会导致桩孔的重新开挖、护壁的重新施工，使工程造价增加和工期延误，而且对桩孔中施工人员的人身安全形成极大的威胁。

人工挖孔桩护壁是混凝土灌注前桩周土体唯一的工程支护结构，护壁的稳定性对土体稳定性有至关重要的作用。目前针对预制钢筋混凝土、钢质护壁的设计和施工技术较为成熟，针对上述材质护壁的专利申请也可见诸于相关报道。然而，上述材质对运输和吊装的要求较高，在山区交通和施工设备欠缺的条件下难以完成护壁的施工，在该类地区往往采用对交通和设备要求较低的现浇钢筋混凝土护壁。由于护壁厚度相比于桩径较薄，且受到流动混凝土压力作用时护壁较容易受拉破坏，浇筑质量较难保证。综上可见，现浇护壁的设计和施工亟待合理规范的设计和施工方法，而目前尚无专门针对人工挖孔用现浇钢筋混凝土护壁的相关专利。

技术实现要素：

针对已有技术的不足，本发明首先提供一种用于人工挖孔桩的现浇护壁结构，用以解决现有现浇钢筋混凝土护壁设计较为随意，施工方法不统一的问题，同时可有效提高护壁稳定性和降低施工成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于人工挖孔桩的现浇护壁结构，其包括孔口土体水平面上的锁口梁和桩侧壁上的护壁，护壁包括孔口连接段护壁和孔内段护壁。

进一步地，所述锁口梁、孔口连接段护壁和孔内段护壁材质均为钢筋混凝土，采用钢筋均为Ι级钢筋，浇筑混凝土均为C25混凝土。

进一步地，所述锁口梁底面与土体水平面紧密契合，上表面与底面平行，锁口梁高度、孔口连接段护壁宽度和孔内段护壁上端宽度相同，锁口梁上表面与孔口连接段护壁上表面齐平。

进一步地，所述孔口连接段护壁的纵剖面形状为长方形，孔内段护壁的纵剖面形状为上宽下窄的梯形，护壁的内侧壁与桩孔侧壁紧密契合，且与锁口梁上下表面垂直。

进一步地，所述锁口梁与孔口连接段护壁同时浇筑混凝土，锁口梁受力钢筋和孔口连接段的竖向长钢筋通过弯钩连接。

进一步地，所述锁口梁内的钢筋包括架立钢筋和受力钢筋，所述受力钢筋被弯折成矩形，所述架力钢筋采用建筑扎丝绑扎在受力钢筋的各个拐角部位，并在拐角部位采用点焊固定，所述受力钢筋的上下水平处采用斜拉钢筋勾连，孔口连接段的竖向钢筋通过弯勾勾连在受力钢筋的上表面。

进一步地，所述护壁内钢筋搭接采用建筑扎丝绑扎，桩体相互垂直的两侧护壁内设置竖向长钢筋拉筋，并在不同板间相互勾连，桩体另外两侧护壁内设置竖向钢筋短拉筋，并在在不同板间相互独立，桩体钢筋内外两侧设置混凝土保护层厚度为100mm。

进一步地，所述孔口连接段护壁内沿其高度方向设有多道孔口连接段护壁箍筋，每道孔口连接段护壁箍筋被弯折成矩形，闭口处两端再次弯折并相互勾连，孔口连接段护壁箍筋均与孔口连接段竖向长钢筋和竖向短钢筋采用建筑扎丝绑扎连接。

进一步地，所述孔内段护壁内沿其高度方向设有多道孔内段护壁箍筋，每道孔内段护壁箍筋被弯折成矩形，闭口处两端再次弯折并相互勾连，孔内段护壁箍筋均与孔内段竖向长钢筋和竖向短钢筋采用建筑扎丝绑扎连接。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种上述用于人工挖孔桩的现浇护壁结构的施工方法，其实现步骤如下：

（1）、按照设计要求确定桩体中心的坐标点，将桩平面尺寸及其周边一定范围内的土体表面整平，将锁口梁受力钢筋采用钢筋折弯机弯曲成矩形，且在闭口处两端再次弯折相互勾连，以相同间距沿孔口布置；采用建筑扎丝将锁口梁架立钢筋与锁口梁受力钢筋在四个角点处绑扎，锁口梁架立钢筋在拐点相互交接处采用焊接，拐角处利用弯起钢筋通过绑扎与锁口梁受力钢筋、架立钢筋连接；采用2根斜拉钢筋将锁口梁受力钢筋上下水平处勾连；

（2）、按设计桩体尺寸人工开挖土体至地面下一定深度，将孔口连接段护壁竖向长钢筋、竖向短钢筋两端弯起，在上端与锁口梁受力钢筋勾连；将孔口连接段护壁箍筋弯折成矩形，在闭口处两端再次弯折相互勾连，孔口连接段护壁箍筋与竖向长钢筋、竖向短钢筋采用建筑扎丝绑扎连接；

（3）、在锁口梁受力钢筋下设置高垫块，用钢管支撑架立钢制模板，用混凝土浇注至密实，锁口梁混凝土与孔口连接段护壁混凝土同时浇筑，混凝土养护后拆除模板；

（4）、混凝土养护完成后继续向下开挖至护壁深度，将孔内段护壁竖向长钢筋、竖向短钢筋两端弯起，在上端分别与孔口连接段护壁竖向长钢筋、竖向短钢筋勾连；将孔内段护壁箍筋弯折成矩形，在闭口处两端再次弯折相互勾连，孔内段护壁箍筋与竖向长钢筋、竖向短钢筋采用建筑扎丝绑扎连接；

（5）、架立钢制模板并用C25混凝土将孔内段护壁浇筑至密实，混凝土养护7天后拆模板。每开挖1.2m进行一次护壁，具体实现方式同（4）、（5）所述，直至开挖至桩底高程，底部不足1.2m处按实际深度绑扎钢筋和浇筑混凝土。

本发明的有益效果是：本发明采用现场绑扎钢筋笼和浇筑混凝土方法形成人工挖孔桩的护壁系统，可克服山区运输和吊装预制护壁的困难，可根据桩体尺寸灵活调整护壁系统尺寸，且护壁强度和稳定性高于预制护壁。

附图说明

图1为本发明涉及的用于人工挖孔桩的现浇护壁结构立面图。

图2为图1的A-A’剖面图。

图3为本发明涉及的用于人工挖孔桩的现浇护壁结构的锁口梁转角处结构详图。

图4为图3的Ι-Ι’剖面图。

其中：1-锁口梁、2-孔口连接段护壁、3-孔内段护壁、4-土体、101-锁口梁架立钢筋、102-锁口梁受力钢筋、103-锁口梁斜拉钢筋、104-锁口梁混凝土、105-锁口梁弯起钢筋、201-孔口连接段护壁竖向长钢筋、202-孔口连接段护壁竖向短钢筋、203-孔口连接段护壁箍筋、204-孔口连接段护壁混凝土、301-孔内段护壁竖向长钢筋、302-孔内段护壁竖向短钢筋、303-孔内段护壁箍筋、304-孔内段护壁混凝土。

具体实施方式

下面以水平截面为宽1.1m、长1.6m的人工挖孔桩为例，结合附图详细地阐述本发明的具体内容。

护壁系统包括孔口土体4水平面上的锁口梁1和桩侧壁上的护壁，护壁包括孔口连接段护壁2和孔内段护壁3。

所述锁口梁1、孔口连接段护壁2和孔内段护壁3材质均为钢筋混凝土，采用钢筋均为Ι级钢筋，浇筑混凝土均为C25混凝土。

所述锁口梁1底面与土体4水平面紧密契合，上表面与底面平行，锁口梁1高度、孔口连接段护壁3宽度和孔内段护壁4上端宽度相同，锁口梁1上表面与孔口连接段护壁3上表面齐平。

所述孔口连接段护壁2的纵剖面形状为长方形，孔内段护壁3的纵剖面形状为上宽下窄的梯形，护壁的内侧壁与桩孔侧壁紧密契合，且与锁口梁1的上下表面垂直。

所述锁口梁1与孔口连接段护壁2同时浇筑混凝土，锁口梁受力钢筋102和孔口连接段竖向长钢筋201通过弯钩连接。

所述锁口梁1内钢筋包括架立钢筋101和受力钢筋102，所述受力钢筋102被弯折成矩形，所述架力钢筋101采用建筑扎丝绑扎在受力钢筋102的各个拐角部位，并在拐角部位采用点焊固定，所述受力钢筋102的上下水平处采用斜拉钢筋103勾连，孔口连接段的竖向钢筋通过弯勾勾连在受力钢筋102的上表面。。

所述护壁内钢筋搭接采用建筑扎丝绑扎，桩体相互垂直的两侧护壁内设置竖向长钢筋201，并在不同板间相互勾连，桩体另外两侧护壁内设置竖向短钢筋202，并在不同板间相互独立，桩体钢筋内外两侧设置混凝土保护层，厚度为100mm。

所述孔口连接段护壁2内沿其高度方向设有多道孔口连接段护壁箍筋203，每道孔口连接段护壁箍筋203被弯折成矩形，闭口处两端再次弯折并相互勾连，孔口连接段护壁箍筋203均与孔口连接段竖向长钢筋201和竖向短钢筋202采用建筑扎丝绑扎连接。

所述孔内段护壁3内沿其高度方向设有多道孔内段护壁箍筋，每道孔内段护壁箍筋被弯折成矩形，闭口处两端再次弯折并相互勾连，孔内段护壁箍筋均与孔内段竖向长钢筋和竖向短钢筋采用建筑扎丝绑扎连接。

上述用于人工挖孔桩的现浇护壁结构，其实现步骤如下：

（1）、按照设计要求确定桩体中心的坐标点，将桩平面尺寸及其周边1m范围内的土体4表面整平。将锁口梁受力钢筋102采用钢筋折弯机弯曲成矩形，且在闭口处两端再次弯折相互勾连，以相同间距沿孔口布置；采用建筑扎丝将锁口梁架立钢筋101与锁口梁受力钢筋102在四个角点处绑扎，锁口梁架立钢筋101在拐角相互交接处采用焊接，拐角处利用锁口梁弯起钢筋105通过绑扎与锁口梁受力钢筋102、架立钢筋101连接；采用2根锁口梁斜拉钢筋103将锁口梁受力钢筋102上下水平处勾连。

（2）、按设计桩体尺寸人工开挖土体4至地面下1m，将孔口连接段护壁竖向长钢筋201、竖向短钢筋202两端弯起，在上端与锁口梁受力钢筋102勾连；将孔口连接段护壁箍筋203弯折成矩形，在闭口处两端再次弯折相互勾连，孔口连接段护壁箍筋203与竖向长钢筋201、竖向短钢筋202采用建筑扎丝绑扎连接。

（3）、在锁口梁受力钢筋102下设置高25mm垫块，用钢管支撑架立钢制模板，用C25混凝土浇注至密实，锁口梁混凝土104与孔口连接段护壁混凝土204同时浇筑，混凝土养护7天后拆除模板。

（4）、混凝土养护完成后继续向下开挖1.2m，将孔内段护壁竖向长钢筋301、竖向短钢筋302两端弯起，在上端分别与孔口连接段护壁竖向长钢筋201、竖向短钢筋202勾连；将孔内段护壁箍筋303弯折成矩形，在闭口处两端再次弯折相互勾连，孔内段护壁箍筋303与竖向长钢筋301、竖向短钢筋302采用建筑扎丝绑扎连接。

（5）、架立钢制模板并用将孔内段护壁混凝土304浇筑至密实，混凝土养护7天后拆模板。每开挖1.2m进行一次护壁，具体实现方式同（4）、（5）所述，直至开挖至桩底高程，底部不足1.2m处按实际深度绑扎钢筋和浇筑混凝土。

本发明采用现场绑扎钢筋笼和浇筑混凝土方法形成人工挖孔桩的护壁系统，可克服山区运输和吊装预制护壁的困难，可根据桩体尺寸灵活调整护壁系统尺寸，且护壁强度和稳定性高于预制护壁。

以上所示仅通过图解说明本发明一种用于人工挖孔桩的现浇护壁结构的基本原理，而非将本发明仅限于所示和所述的具体结构和适用范围以内，因此凡所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。