一种用于盖挖逆作法的桩柱一体式结构及施工工艺的制作方法

1.本发明涉及桩体结构及施工技术领域，尤其涉及盖挖逆做施工法中钢管柱顶远低于施工作业面的桩体结构及施工工艺，具体涉及一种用于盖挖逆作法的桩柱一体式结构及施工工艺。


背景技术：

2.盖挖法：当地下工程施做时需要穿越公路、建筑等障碍物而采取的新型工程施工方法，是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工，而路面上还可以进行通行；
3.盖挖法包括盖挖顺做法和盖挖逆作法，盖挖顺作法在覆盖板的保护下基坑开挖到底后由下往上进行结构的施做，需要设置大量的支撑，这些支撑在后期被修建的主体结构替代后都需要进行拆除，而盖挖逆作法则是先在顶板的保护下由上往下边开挖边施工主体结构，由于是由上往下边开挖边施工主体结构，所需的支撑通过最终修建的主体结构支撑即可，不用额外增加临时支撑，十分的便捷，因此，盖挖逆作法施工在地下工程时经常被使用。
4.在进行盖挖逆作法施工时，桩柱结构做为主要的支撑结构，是需要提前施工的，现有的桩柱一体结构，特别是盖挖逆做施工中钢管柱顶远低于施工作业面时，为了完成施工，只能将钢管柱设计的长度加长至施工作业面，这样设备才能抱紧钢管柱进行施工，但是，钢管注定的标高是设计好的，因此，钢管柱顶至施工作业面位置延长的钢管必须要后期施工中进行切割拆除，拆除这部分钢管柱不但需投入大量人工且施工周期长，而且还造成钢材造成不必要的浪费；
5.并且现有的桩柱一体结构在施工时，钢管柱插入下部桩体时，仅通过全回转平台自带的定位系统进行定位，定位好后直接将钢管柱插入下部桩体内，在插入过程中没有辅助的检测工艺，常常造成钢管柱插入下部桩体内时钢管柱垂直度及柱心偏差过大影响后续施工。
6.综上所述，现有技术存在的问题如下：
7.(1)现有的桩柱一体式结构在盖挖逆做施工中钢管柱顶远低于施工作业面时，会造成钢材极大的浪费，并且后期切割拆除耗费人力延长施工周期。
8.(2)现有桩柱一体式结构在进行施工时，对钢管柱插入桩体过程中监测定位施工工艺不够完善，常常造成钢管柱插入下部桩体内时钢管柱垂直度及柱心偏差过大影响后续施工。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于盖挖逆作法的桩柱一体式结构及施工工艺，本发明是这样实现的，一种用于盖挖逆作法的桩柱一体式结构，其特征在于，包括：混凝土桩和钢管混凝土柱，所述钢管混凝土柱位于混凝土桩上部，所述混凝土桩由钢
筋笼周边及内部灌注混凝土构成，所述钢管混凝土柱由钢管柱插入混凝土桩内并在钢管柱内灌注混凝土构成，所述钢管柱的顶端设有法兰，并且通过法兰能够连接工具柱。
10.进一步，所述工具柱一端设有法兰，所述工具柱能够与所述钢管顶端通过法兰实现同轴的螺栓连接，所述工具柱左右两侧贴贴设测量标识，工具柱顶部贴设测量标识及标高标识。
11.进一步，所述钢筋笼设置主筋、加强箍筋、螺旋箍筋与定位垫片筋。
12.进一步，包括如下步骤：
13.1)桩定位
14.全站仪放样桩位点，破碎桩位混凝土，放样桩位；
15.2)埋设护筒、钻设桩孔
16.旋挖钻机在桩位开初孔，在初孔内埋设护筒后，旋挖钻机通过护筒内部向下钻设成孔，并且钻孔时需要向孔内持续加注泥浆，通过超声波成孔监测仪器对孔深、孔径、孔形进行检查；
17.3)一次清孔
18.桩孔钻设符合标准后，对桩孔内的沉渣进行清理；
19.4)安装钢筋笼
20.将制作好的钢筋笼吊装入孔，直至下放至设计标高位置，；
21.5)安装导管、二次清孔
22.将混凝土导管居中吊放入桩孔内直至导管底口接近孔底，并保证导管底口与孔底留有足够间隙；
23.检测桩孔底部沉渣，如不符合规范和设计要求，进行二次清孔；
24.6)混凝土浇筑
25.将混凝土通过导管进行浇筑，浇筑至设计桩顶；
26.7)钢管柱安装
27.轴线放样及仪器架设：过桩位中心放样x、y两条轴线，轴线位置架设两台经纬仪，在施工作业面架设一台全站仪；
28.设备定位：包括对全回转及全回转平台定位，采用十字交叉法定位全回转平台，使全回转平台中心对准桩孔中心，对全回转平台进行调平后将全回转放入全回转平台定位环中；
29.钢管柱安装：钢管柱与工具柱进行提前拼接，拼接完成后将钢管柱吊装植入全回转，全回转下放钢管柱入桩孔，在钢管柱下放过程中需进行数据监测，根据监测数据判定刚钢管柱垂直度、柱心偏差及标高是否满足设计要求及规范，并进行调整，直至钢管柱刚管柱下放至设计标高后，使用全回转抱紧钢管柱，实现固定；
30.混凝土浇筑：在钢管内部浇筑混凝土至设计标高。
31.8)回填碎石、设备移除
32.对钢管柱四周进行砂石回填，碎石回填高度与钢管柱顶标高以下500mm，上部等工具柱拆除后回填；
33.待混凝土初凝后即可拆除全回转机，保留平台夹紧，直至混凝土终凝；
34.混凝土终凝后拆除平台、抽干剩余泥浆，拆除工具钢管。
35.进一步，所述放样桩位、埋设护筒定位均采用十字交叉定位法。
36.进一步，所述钢管柱与工具柱拼接的具体步骤包括：
37.钢管柱和工具柱均放置到马凳调节平台上，通过对马凳调节平台进行调平，使钢管柱与工具柱水平轴心重合，左右两侧控制线调节钢管柱与工具节纵向轴心重合；
38.紧固钢管柱和工具柱对接法兰上的螺栓；
39.进一步，所述二次清孔或回填排出的泥浆用泥浆泵抽至废浆池后，经检测合格回流至泥浆存储池循环使用，如检测不合格则外运清除。
40.进一步，所述钢管柱下放过程中的数据监测包括如下步骤：
41.使用经纬仪观测工具节左右两侧及顶部位置测量标识，下放过程中钢管柱垂直度满足设计及规范要求；
42.使用全站仪测量工具节同一水平位置三点坐标，使用三点坐标拟合钢管柱中心点，使得拟合柱心与设计柱心点坐标一致；
43.使用全站仪测量工具节标高标识，使得钢管柱下放到设计标高。
44.进一步，所述工具柱的长度有如下要求：工具柱长度≥全回转平台设备高度+钢管柱顶在地面以下的深度+0.5m。
45.进一步，所述碎石的粒径不得大于25mm，回填时碎石在钢管柱四周均匀填入。
46.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
47.(1)本发明提供的桩柱一体式结构，结构强度较高，而且施工便捷省时，由于工具柱的设置，不但方便设备进行施工，而且施工完成后期拆除方便，能够节省人力和缩短施工周期，并且拆除的工具柱能够循环使用，极大程度节约了钢材。
48.(2)本发明提供的桩柱一体式结构的施工工艺，在钢管柱安装施工过程中对钢管柱垂直度及柱心偏差可以进行监测提供直观数据，在钢管柱植入逆作桩后，能准确提供钢管柱各项参数进行监测，能够对钢管柱的节点方向及高程控制准确定位。
附图说明
49.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
50.图1是本发明实施例提供的用于盖挖逆作法的桩柱一体式结构的示意图；
51.图2是本发明实施例提供的用于盖挖逆作法的桩柱一体式结构施工工艺的流程图；
52.图3是本发明实施例提供的钢管柱与工具柱拼接施工工艺的结构示意图；
53.图4是本发明实施例提供的钢管柱与工具柱拼接结构施工工艺的流程图；
54.图中：1、混凝土桩；2、钢管混凝土柱；3、钢管柱；4、工具柱；5、法兰；6、钢筋笼；11、测量标识；12、标高标识。
具体实施方式
55.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明
进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
56.如1图所示，本发明提供了一种用于盖挖逆作法的桩柱一体式结构，包括混凝土桩1和钢管混凝土柱2，钢管混凝土柱2位于混凝土桩1上部，混凝土桩1由钢筋笼6周边及内部灌注混凝土构成，钢管混凝土柱2由钢管柱3插入混凝土桩2内并在钢管柱3内灌注混凝土构成，最终混凝土桩1和钢管混凝土柱2形成一个整体，在钢管柱的顶端设有法兰5，工具柱一端设有法兰5，工具柱5能够与钢管柱顶端通过法兰5实现同轴的螺栓紧固连接，在施工时将工具柱5与钢管柱3拼接在一起，方便设备进行夹持施工，施工完成工具柱5能够拆下，进行循环使用；工具柱5左右两侧贴贴设测量标识11，工具柱顶部贴设测量标识11及标高标识12，便于钢管柱安装时的各项参数监测。
57.如图2所示，本发明的另一目的在于提供一种用于盖挖逆作法的桩柱一体式结构的施工工艺，包括如下步骤：
58.s01，桩定位
59.全站仪放样桩位点，破碎桩位混凝土，通过十字定位法放样桩位；
60.s02，埋设护筒、钻设桩孔
61.旋挖钻机挖机定位，保证钻杆的中心是与桩位中心重合，旋挖钻机在桩位开初孔，先钻一个比护筒直径略大的孔，深度比护筒略浅50cm，然后将护筒吊放入初孔内并通过旋挖钻机将其压入在初孔内，护筒埋设时应采用十字定位法保证护筒中心与桩孔中心对正，使护筒中心线与桩位中心线偏差不得大于20mm，且护筒与周围垂直，最后护筒周围采用黏土夯实完成护筒埋设，更换合适的钻头，旋挖钻机钻杆通过护筒内部向下钻设成孔，并且钻孔时需要向孔内持续加注泥浆，通过超声波成孔监测仪器对孔深、孔径、孔形进行实时检查，并进行及时调整，直至孔深达到设计标高；
62.s03，一次清孔
63.桩孔钻设符合标准后，立即进行清孔，对桩孔内的沉渣进行清理，以免时间过长沉渣沉淀，造成清孔困难，第一次清孔完成后沉淤厚度应《100mm；
64.s04，安装钢筋笼
65.将制作好的钢筋笼吊装入孔，直至下放至设计标高位置；
66.s05，安装导管、二次清孔
67.将导管居中吊放入桩孔内直至导管底口接近孔底，应在导管上口加接清孔盖头，并保证导管底口与孔底留有足够间隙约300～500mm；
68.检测桩孔底部沉渣，如不符合规范和设计要求，利用导管和清渣泵进行二次清孔；
69.s06，混凝土浇筑
70.进行混凝土浇筑，浇筑至设计桩顶,混凝土采用72h超缓凝混凝土；
71.s07，钢管柱安装
72.轴线放样及仪器架设：过桩位中心放样x、y两条轴线，轴线位置架设两台经纬仪，在施工作业面架设一台全站仪；
73.设备定位：包括对全回转及全回转平台定位，采用十字交叉法定位全回转平台，使全回转平台中心对准桩孔中心，对全回转平台进行调平后将全回转放入全回转平台定位环中；
74.钢管柱安装：钢管柱与工具柱进行提前拼接，拼接完成后将钢管柱吊装植入全回转，全回转下放钢管柱入桩孔，在钢管柱下放过程中需进行数据监测，
75.根据监测数据判定刚钢管柱垂直度、柱心偏差及标高是否满足设计要求及规范，并进行调整，具体过程为为钢管柱下入孔内至20m深度后，由设备抱紧钢管柱，并复测钢管柱垂直度，满足要求后垂直插入孔内，当钢管柱插至混凝土顶面后，重新复测钢管柱的垂直度及柱心偏差等参数，满足垂直度要求后继续下压插入至混凝土，如不满足要求可调整设备的水平度，直至钢管柱垂直度及柱心偏差满足要求，钢管柱下放至设计标高后，使用全回转抱紧钢管柱，实现固定；
76.混凝土浇筑：在钢管柱内安装内部钢筋笼并浇筑混凝土至设计标高,混凝土采用72h超缓凝混凝土。
77.s08，回填碎石、设备移除
78.对钢管柱四周进行砂石回填，碎石回填高度与钢管柱顶标高以下500mm，上部等工具柱拆除后回填，碎石的粒径不得大于25mm，回填时碎石在钢管柱四周均匀填入；
79.待混凝土初凝后即可拆除全回转机，保留平台夹紧，直至混凝土终凝；
80.混凝土终凝后拆除平台、抽干剩余泥浆，拆除工具柱。
81.如图3-4所示，钢管柱与工具柱拼接应在吊放入桩孔内之前提前拼接好，包括以下具体步骤：
82.s701，将马凳放置于作业区域，使用水准仪调节马凳，使其处于同一水平位置，目的是为了使钢管柱与工具柱放置于马凳调节平台上时，钢管柱与工具节柱水平轴心重合；
83.s702，钢管柱和工具柱均放置到马凳调节平台上，通过对马凳调节平台进行调平，使钢管柱与工具柱水平轴心重合；
84.s703，通过测量左右两侧控制线调节钢管柱与工具节达到纵向轴心重合；具体过程为：以马凳平台为基准，计算出钢管柱纵向位置半径高程，使用水准仪测量出该高程位置在钢管柱与工具柱上位置，并做好标记，标记位置分别为在工具柱的顶部、尾部和中部的左右两侧共做六处标记，在钢管柱的顶部、尾部和中部的左右两侧共做六处标记，在钢管柱尾部左右两侧的标记位置设置2根长度500mm圆钢，工具柱顶部左右两侧的标记位置设置2根长度500mm圆钢，同时在距离钢管柱与工具柱整体300mm位置设置控制线，使用盒尺测量钢管柱与工具柱位置距控制线距离，若距离大于300mm或者小于300mm，需要调节工具柱位置，使其两侧距离等于300mm，最终使钢管柱与工具节柱纵向轴心重合。
85.s704，紧固钢管柱和工具柱对接法兰上的螺栓；
86.施工过程中使用的泥浆需要进行制备，为了提高泥浆的利用率，二次清孔或回填排出的泥浆用泥浆泵抽至废浆池后，经检测合格回流至泥浆存储池循环使用，如检测不合格则外运清除。
87.钢管柱下放过程中的数据监测包括如下步骤：
88.使用经纬仪观测工具节左右两侧及顶部位置测量标识，下放过程中钢管柱垂直度满足设计及规范要求；
89.使用全站仪测量工具节同一水平位置三点坐标，使用三点坐标拟合钢管柱中心点，使得拟合柱心与设计柱心点坐标一致；
90.使用全站仪测量工具节标高标识，使得钢管柱下放到设计标高。
91.工具柱的长度有如下要求：工具柱长度≥全回转平台设备高度+钢管柱顶在地面以下的深度+0.5m。
92.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
93.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。