一种现浇大直径管桩的新型内衬装置及管桩施工方法与流程

本发明涉及一种现浇大直径管桩的新型内衬装置及管桩施工方法。

背景技术：

长三角地区及长江流域软土分布广、地质条件差、四季分明、二三线城市密集，这些地区基坑的特点：二层地下室，软土分布广、但厚度不太大，如何能找到一种既能保证基坑安全又能节约造价的支护形式，是目前行业亟待解决的关键问题。目前大直径基坑支护管桩采用现浇方式施工既能节约造价又能保证管桩一定的强度，实施起来也比较方便，是一种接近要求的支护形式。但是，常规管桩难以在其中设置钢筋笼，因此强度上稍有不足，如有些现浇混凝土管桩，依靠沉腔上部锤头的振动力将内外双层套管所形成的环形腔体在活瓣桩靴的保护下打入预定的设计深度,在腔体内浇注混凝土,之后振动拔管,在环形域中土体与外部的土体之间便形成混凝土管桩。因此如何设置钢筋笼是一个难点，另一方面，有些现浇管桩的施工方式虽然能在管桩中加入钢筋笼，但是因此会导致残留较多施工材料在管桩中无法回收，从而提高了施工成本，未能有效达到节约造价的目的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种现浇大直径管桩的新型内衬装置及管桩施工方法，以解决现有技术中在实现管桩中设置钢筋笼提高结构强度的前提下，无法有效回收施工所用的非管桩材料，导致部分材料浪费无法进一步节约造价的技术问题。

所述的一种现浇大直径管桩的新型内衬装置，包括由两页内衬钢模拼接而成的内衬管，所述内衬管的外侧壁上滑动连接有同向延伸的导管，浇筑时所述导管随混凝土的液面高度上拔，所述内衬管内设有十字撑，两页所述内侧钢模通过所述十字撑可拆卸固定连接，所述内衬管底端固定连接有桩底封底模板，所述桩底封底模板在回收时与所述内衬管解除连接并被取出，浇筑前，所述内衬管外壁涂有脱模剂并套接有钢筋笼，所述导管下端伸到所述内衬管的底端。

优选的，所述内衬钢模的横截面为半圆环形，所述内衬钢模彼此相连的侧连接面为斜面，所述斜面相对所述内衬管在该处的径向方向倾斜。

优选的，所述十字撑有四个伸出端，所述伸出端两两连接在不同的内衬钢模上，所述内侧钢模上垂直固定有托板，所述伸出端放置在所述托板上并通过螺栓与所述托板连接。

优选的，所述桩底封底模板通过焊接件与所述内衬管的内侧壁焊接固定，所述桩底封底模板的形状与所述内衬管的内孔相配合，所述焊接件包括分别焊接在所述桩底封底模板和所述内衬管上的两个焊接端部和一个弯折连接部，所述弯折连接部两端与两个所述焊接端部连为一体，所述弯折连接部与所述桩底封底模板之间留出切割余量空间。

优选的，所述内衬钢模的侧面的一部分向内凹陷形成导管凹槽，所述导管凹槽与所述内衬管同向延伸并与所述导管滑动配合。

本发明还提供了一种管桩施工方法，包括下列步骤：

步骤一、进行施工准备；

步骤二、旋挖桩机进场在设定位置旋挖成孔，下钢护筒；

步骤三、绑扎钢筋笼；

步骤四、组装根据权利要求1-5中任一所述的新型内衬装置并将其设置在桩孔中，所述新型内衬装置外套有所述钢筋笼；

步骤五、从导管向内浇筑混凝土，所述导管一边浇筑一边随混凝土液面的上升而上拔；

步骤六、振动上拔拔出钢护筒，在土体与所述内衬管之间形成管桩；

步骤七、待管桩的桩身混凝土达到一定强度后，将所述新型内衬装置拆除取出。

优选的，所述步骤四具体包括：

步骤4.1、将内衬钢模拼接成的内衬管，在所述内衬管外侧均匀涂抹脱模剂，沿所述导管凹槽插入导管直至到达所述内衬管底端；

步骤4.2、将钢筋笼套接到插有导管的内衬管外，在整体吊装到所述桩孔中；

步骤4.3、下到所述内衬管内，支起桩底封底模板封住所述内衬管底端；

步骤4.4、上升过程中依次将十字撑放到相应的托板上，以螺栓连接固定。

优选的，所述步骤七具体包括：

步骤7.1、下到所述内衬管内，并在下降过程中依次拆除取出相应的十字撑；

步骤7.2、在所述内衬管底部切除所述桩底封底模板与所述内衬管之间的连接，将所述桩底封底模板取出；

步骤7.3、敲击所述内衬钢模直至其与所述桩身混凝土分离，再将所述内衬钢模取出。

优选的，所述步骤4.3中，在支起所述桩底封底模板后，将焊接件的两个焊接端部分别以电焊方式点焊到所述桩底封底模板上和所述内衬管内壁；所述步骤7.2中切割时将所述焊接件的弯折连接部割断，然后取出所述桩底封底模板。

本发明的优点在于：(1)内衬管和桩底封底模板一起形成了与现浇管桩的中空管腔相配合的内模系统，内模系统外能套上钢筋笼，从而通过导管浇筑混凝土后能浇筑出具有钢筋笼、结构强度达到要求的管桩，同时上述作为管桩内衬的内模系统在桩身混凝土凝固达到一定强度后即可将之拆卸脱模，实现整个新型内衬装置的拆卸回收，这样除形成管桩的混凝土和钢筋笼外，几乎所有的施工材料都得到了回收，从而在保证管桩强度的同时最大程度地实现材料回收，有效地节约了造价。

(2)本装置应用中，采用的施工方法，通过导管凹槽引导，令导管能在浇筑的同时上拔，从而避免导管遗留在管桩中，同时导管得到引导上拔速度易于控制，能保证浇筑上拔过程中不易出现管口脱离混凝土的情况，减少气泡产生，有效保障混凝土强度。

(3)十字撑系统不仅能连接内衬钢模，使其有效连接在一起，同时具有支撑效果，保证内模系统对侧壁接受到的压力有足够的支撑强度，防止内衬管变形，而底部与内衬管焊接的桩底封底模板，由于受到混凝土的压力较大并且要保证连接处有足够的密封性，因此需要采用焊接方式满足连接强度，防止发生变形和位移。相应的在施工的回收过程则通过切割装置将焊接件隔断，从而保证尽可能完整的回收桩底封底模板。这样实现了回收材料和保证内模系统底部连接强度和密封性的双重目的。

附图说明

图1为本发明中管桩施工方法在浇筑时的示意图。

图2为本发明中新型内衬装置在使用中的俯视图。

图3为本发明中新型内衬装置的俯视图。

图4为本发明中新型内衬装置的立体结构示意图。

图5为本发明中十字撑连接结构的立面结构示意图。

图6为本发明中十字撑连接结构的平面结构示意图。

图7为本发明中内衬钢模相连处的结构示意图。

图8为本发明中桩底封底模板的连接结构的结构示意图。

附图的附图标记如下：1、管桩，11、管内腔，2、加强筋，3、纵筋，4、箍筋，5、内衬管，51、内衬钢模，52、导管凹槽，6、导管，7、桩底封底模板，71、焊接端部，72、弯折连接部，8、十字撑系统，81、十字撑，82、托板，83、螺栓，9、侧连接面。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1-8所述，本发明提供了一种现浇大直径管桩的新型内衬装置，包括由两页内衬钢模51拼接而成的内衬管5，所述内衬管5的外侧壁上滑动连接有同向延伸的导管6，浇筑时所述导管6随混凝土的液面高度上拔，所述内衬管5内设有十字撑81，两页所述内侧钢模通过所述十字撑81可拆卸固定连接，所述内衬管5底端固定连接有桩底封底模板7，所述桩底封底模板7在回收时与所述内衬管5解除连接并被取出，浇筑前，所述内衬管5外壁涂有脱模剂并套接有钢筋笼，所述导管6下端伸到所述内衬管5的底端。

所述内衬钢模51的横截面为半圆环形，所述内衬钢模51彼此相连的侧连接面9为斜面，所述斜面相对所述内衬管5在该处的径向方向倾斜。这样的斜面有利于脱模，对内衬钢模51敲击后能让其沿斜面滑动，从而脱模。

十字撑81与其连接结构形成十字撑系统8，包括十字撑81、托板82和连接二者的螺栓83。内衬管5应与管桩1内的中空管腔大小形状相配合，十字撑系统8设于内衬管5的管内腔11中。所述十字撑81有四个伸出端，所述伸出端两两连接在不同的内衬钢模51上，所述内侧钢模上垂直固定有托板82，所述伸出端放置在所述托板82上并通过螺栓83与所述托板82连接。

所述桩底封底模板7通过焊接件与所述内衬管5的内侧壁焊接固定，所述桩底封底模板7的形状与所述内衬管5的内孔相配合，所述焊接件包括分别焊接在所述桩底封底模板7和所述内衬管5上的两个焊接端部71和一个弯折连接部72，所述弯折连接部72两端与两个所述焊接端部71连为一体，所述弯折连接部72与所述桩底封底模板7之间留出切割余量空间。

所述内衬钢模51的侧面的一部分向内凹陷形成导管凹槽52，所述导管凹槽52与所述内衬管5同向延伸并与所述导管6滑动配合。

在现浇管桩的施工过程中使用上述的新型内衬装置，则能采用下面的一种管桩施工方法，其包括下列步骤：

步骤一、进行施工准备。

步骤二、旋挖桩机进场在设定位置旋挖成孔，下钢护筒。

步骤三、绑扎钢筋笼。钢筋笼由竖直设置的纵筋3以及环形结构的加强筋2和箍筋4组成，纵筋3沿环形均匀排布并设于加强筋2和箍筋4之间，三者绑扎在一起形成能有效提高管桩1强度的钢筋笼。

步骤四、组装上述的新型内衬装置并将其设置在桩孔中，所述新型内衬装置外套有所述钢筋笼。

该步骤具体包括：步骤4.1、将内衬钢模51拼接成的内衬管5，在所述内衬管5外侧均匀涂抹脱模剂，沿所述导管凹槽52插入导管6直至到达所述内衬管5底端。

步骤4.2、将钢筋笼套接到插有导管6的内衬管5外，在整体吊装到所述桩孔中。

步骤4.3、下到所述内衬管5内，支起桩底封底模板7封住所述内衬管5底端。在支起所述桩底封底模板7后，将焊接件的两个焊接端部71分别以电焊方式点焊到所述桩底封底模板7上和所述内衬管5内壁。如果希望提高密封效果，也可以在桩底封底模板7侧边设置密封圈。

步骤4.4、上升过程中依次将十字撑81放到相应的托板82上，以螺栓83连接固定。十字撑81由型钢焊接而成，四个伸出端中相邻的两个相互垂直。

十字撑81连接方式中是先把托板82焊于钢模上，其位置和十字撑81的四个伸出端相对应，下到底端的操作人员在上升过程中将事先制作好的十字撑81放置于托板82上，拧紧螺栓83固定。十字撑81可以沿竖直方向设有多个。

步骤五、从导管6向内浇筑混凝土，所述导管6一边浇筑一边随混凝土液面的上升而上拔。

步骤六、振动上拔拔出钢护筒，在土体与所述内衬管5之间形成管桩1。管桩1为现浇大直径基坑支护管桩。

步骤七、待管桩1的桩身混凝土达到一定强度后，将所述新型内衬装置拆除取出。

该步骤具体包括：步骤7.1、下到所述内衬管5内，并在下降过程中依次拆除取出相应的十字撑81。施工人员先停留在管内腔11设有十字撑系统8的高度上，用铁锤敲击两页钢模51，把螺栓83拔出，将十字撑81取下回收。以这种方式由上至下将各个十字撑81回收，直至下至管桩1底端。

步骤7.2、在所述内衬管5底部切除所述桩底封底模板7与所述内衬管5之间的连接，切割时将所述焊接件的弯折连接部72割断，然后将所述桩底封底模板7取出回收。

步骤7.3、敲击所述内衬钢模51直至其与所述桩身混凝土分离，再将所述内衬钢模51取出。

采用上述施工方法，施工人员通过导管浇筑混凝土后能浇筑出具有钢筋笼、结构强度达到要求的管桩1，同时上述作为管桩内衬的内模系统在桩身混凝土凝固达到一定强度后即可将之拆卸脱模，实现整个新型内衬装置的拆卸回收，这样除形成管桩1的混凝土和钢筋笼外，几乎所有的施工材料都得到了回收，从而在保证管桩1强度的同时最大程度地实现材料回收，有效地节约了造价。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。