专利名称：深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩施工工艺，尤其是一种深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺。
背景技术：
目前，采用钢管立柱桩与混凝土灌注桩作为基坑内支撑体系竖向受力构件越来越流行，在钢管立柱桩与混凝土灌注桩施工时，一般采用两种方法一是先浇注施工完混凝土灌注桩，后内插钢管立柱进入混凝土灌注桩一定深度。这种施工方法因钢管插入时阻力较大，管体容易倾斜，钢管立柱安装垂直度不易保证，且存在插入深度不足的风险；二是采用先下放钢筋笼，并固定钢管立柱至设计标高后，再将混凝土料斗导管插入钢管立柱内部深入孔底浇注混凝土的施工方法。这种方法对吊装提拔混凝土料斗导管工艺要求高，且适用于钢管立柱内径尺寸够足大的情况，一般内支撑设计的钢管尺寸难以达到；同时，立柱安装时需再次使用起重设备，存在较大的安全风险。
发明内容
为解决传统施工安全隐患大、施工效率低以及施工质量难以保证的问题，本发明提供一种操作简便、施工安全隐患低、施工效率和施工质量高的深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺。本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的一种深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺，包括立柱桩位成孔后置入立柱桩钢筋笼，钢筋笼内浇注混凝土后再插入钢管立柱，所述立柱桩位成孔后，将立柱桩钢筋笼悬放于立柱桩孔内，立柱桩钢筋笼上部设于立柱桩桩孔上，将钢管立柱置入立柱桩钢筋笼内并同时一起下放钢筋笼和钢管立柱，钢管立柱下放到其顶部处并将钢管立柱顶部固定在立柱桩孔口处，钢筋笼下放到立柱桩底并保证钢管立柱下部设于钢筋笼内，将钢管立柱顶部与混凝土料斗底部钢管连接装置固定，然后下放钢管立柱至立柱桩底并浇注混凝土，浇注混凝土同时提升钢管立柱至设计标高，底部混凝土灌注桩浇注成型后拆除混凝土料斗以及底部钢管连接装置，再向钢管立柱内浇注混凝土。所述钢筋笼由螺旋箍筋、斜向钢筋、径向短钢筋、导向箍、通长主筋和加强箍筋构成。所述通长主筋上设有螺旋箍筋，所述加强箍筋和导向箍间设有径向短钢筋，所述导向箍上设有斜向钢筋，所述加强箍筋和斜向钢筋另一端设于通长主筋上。所述钢管立柱由钢管、垫铁、螺杆和吊耳构成。所述钢管端部对称设有垫铁，所述垫铁上设有螺杆，所述垫铁下方对称设有吊耳。所述混凝土料斗底部钢管连接装置由钢管、法兰盘和橡胶垫片构成，所述钢管直径与钢管立柱钢管直径相同，所述钢管一端连接混凝土料斗底部，另一端设有法兰盘。所述钢管立柱和混凝土料斗底部钢管连接装置间设有橡胶垫片，所述螺杆穿过橡胶垫片和法兰盘，所述螺杆上设有螺帽。所述加强箍筋、导向箍、径向短钢筋和斜向钢筋构成导向钢筋喇叭口，设置两道以上导向钢筋喇叭口于钢筋笼内通长主筋上，确保钢管立柱安装垂直度。所述钢管为Φ300 Φ450的钢管，所述法兰盘上设有3-8个孔眼，所述橡胶垫片上孔眼大小、位置与法兰盘上孔眼一致，垫在钢管立柱管口，起密封混凝土料斗的导管和钢管立柱接头的作用，在混凝土浇注过程中起密封作用防止漏浆。所述导向箍直径比钢管立柱钢管直径略大，以保证钢管立柱能顺利穿过钢筋笼。本发明的有益效果是本发明适用于采取Φ300 Φ450钢管作为内支撑立柱的内支撑立柱施工。直接利用设计的钢管立柱兼作立柱桩基础混凝土浇筑的下料导管，实现了钢管立柱安装与混凝土灌注柱的同时施工和一次成型；在立柱桩基础混凝土浇筑时，直接提升后即能安装到位，且无振动、无敲击，对周边环境无影响；又因在钢筋笼内设置了两道及以上的导向钢筋喇叭口进行定位，避免了钢管立柱的安装需借助外力强行插入，故施工过程对钢管立柱的垂直度影响非常小。综上所述，本发明钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工的新工艺具有操作简便，成本低廉，施工速度快，钢管立柱安装位置准确，钢管立柱垂直度偏差小，施工噪音小，实用性强的特点。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的描述。图1本发明钢管立柱与混凝土料斗组成的混凝土浇注导管正视2图1的A-A剖面 3图1的B-B剖面4本发明钢管立柱与混凝土料斗连接结构示意5本发明钢管立柱孔口固定示意6本发明设有导向钢筋喇叭口的钢筋笼图7图6的C-C剖面8图6的D-D剖面9本发明导向钢筋喇叭口的结构示意10本发明混凝土料斗、钢管立柱及钢筋笼装配连接示意11本发明导向钢筋喇叭口确保钢管立柱垂直度的立体12-1本发明具体实施方式
主要流程之一图12-2本发明具体实施方式
主要流程之二图12-3本发明具体实施方式
主要流程之三图12-4本发明具体实施方式
主要流程之四图12-5本发明具体实施方式
主要流程之五图12-6本发明具体实施方式
主要流程之六图12-7本发明具体实施方式
主要流程之七图12-8本发明具体实施方式
主要流程之八图中，1-混凝土料斗，2-螺杆，3-螺帽，4-法兰盘，5-垫铁，6_橡胶垫片，7_钢管立柱，8-钢筋笼，9-螺旋箍筋，10-斜向钢筋，11-径向短钢筋，12-导向箍，13-通长主筋，14-加强箍筋，17-混凝土拌合物，18-混凝土灌注桩，20-立柱桩底，21-吊耳，22-钢管。
具体实施例方式本发明利用设计采用的钢管立柱7作为立柱桩混凝土浇筑的导管，即由钢管立柱7、螺杆2、螺帽3、垫铁5、橡胶垫圈6和混凝土料斗I的法兰盘4连接组合起来形成通长的混凝土浇注导管，使得钢管立柱的安装和立柱桩基的混凝土浇筑同时进行从而加快了施工速度；导向箍12、斜向钢筋10、径向短钢筋11和加强箍筋14焊接构成导向钢筋喇叭口，并设置2道以上焊接固定在钢筋笼8内侧，确保了钢管立柱7的安装垂直度。如图1-图5所示，钢管立柱7的钢管采用Φ300 Φ450的钢管，螺杆2外径与法兰盘4的孔眼内径大小相同，螺杆2个数与法兰盘4的孔眼数量一致，为实现螺杆2正确定位，先在钢管立柱7钢管一端顶部安装定位法兰盘，定位法兰盘型号和其上面的孔眼大小数量与法兰盘4相同，然后将螺杆2在未焊接的情况下，穿过定位法兰盘的孔眼，用螺帽3拧住，使螺杆2暂时固定在孔眼内，与垫铁5施焊连接，再将垫铁5焊接固定在钢管立柱7上，垫铁5采用短钢筋头，直径略小于钢管立柱7钢管外壁至螺杆2之间的距离，垫铁5个数与螺杆2数量一致，起垫高螺杆2作用。松开螺帽3去掉定位法兰盘，并在垫铁5下部顶部管壁外侧对称焊接2个吊耳21，吊耳21采用2 Φ 10钢筋，吊耳21用于穿过钢管22来把下放时的钢管立柱7顶部固定在立柱桩孔口处。从而构成焊有垫铁5、螺杆2和吊耳21的钢管立柱7。混凝土料斗I底部安装有钢管，钢管直径与钢管立柱7直径相同，钢管下部焊接有法兰盘4，法兰盘4上开有6个孔眼方便与钢管立柱7连接，从而构成底部带有导管的混凝土料斗底部钢管连接装置。
钢管立柱7和混凝土料斗I底部钢管连接装置通过螺栓连接，螺栓由6个螺杆2和螺帽3组成，先将带孔眼的橡胶垫片6穿过螺杆2垫在钢管立柱7上，螺杆2再穿过法兰盘4的孔眼，用螺帽3拧紧，钢管立柱7与混凝土料斗I底部钢管连接装置组合连接成通长的混凝土下料浇注导管。橡胶垫片6上打有孔眼，孔眼大小、位置排列与法兰盘4上的孔眼一致，垫在钢管立柱7管口。橡胶垫片6能够有效密封混凝土料斗I的导管和钢管立柱7接头，并在混凝土浇注过程中起密封作用防止漏浆。如图6-图11所示，钢筋笼8竖直方向设置通长主筋13，通长主筋13钢筋根数可根据桩孔大小调整，通长主筋13外焊接有螺旋箍筋9，钢筋笼8内通长主筋13上焊接导向钢筋喇叭口，在钢筋笼8内导向钢筋喇叭口至少设置两道以上，来确保钢管立柱7安装垂直度。导向钢筋喇叭口由加强箍筋14、导向箍12、径向短钢筋11和斜向钢筋10构成，力口强钢筋14作为外圈水平焊接在钢筋笼8内的通长主筋13上，加强钢筋14上点焊4根径向短钢筋11，径向短钢筋11 一端焊接在加强钢筋14与通长主筋13焊接处，另一端沿径向点焊固定在导向箍12上，导向箍12同心固定在加强钢筋14圆心下方，导向箍12上还点焊接有4根斜向钢筋10，斜向钢筋10 —端焊接在径向短钢筋11与导向箍12点焊处，另一端焊接在通长主筋13上。
导向箍12内径比钢管立柱7外径略大Icm左右，保证钢管立柱7能顺利穿过。深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工的新工艺，用带导向钢筋喇叭口的钢筋笼8和焊有垫铁5、螺杆2和吊耳21的钢管立柱7按下列8个步骤实现钢管立柱和混凝土灌注桩的同时施工1、图12-1所示，依据设计图纸的桩位进行测量放线后，选择合适的成孔工艺进行钻孔，确保孔径、孔深和垂直度满足设计要求。可选择的成孔工艺有冲孔、人工挖孔及旋挖成孔等方式，优先采用环保、高效的旋挖方式成孔。2、图12-2所示，成孔后，先吊装带导向钢筋喇叭口的钢筋笼8至孔口高度并用钢管22临时固定。钢筋笼8吊装可采用履带吊或汽车吊。3、图12-3所示，将焊有垫铁5和螺杆2的钢管立柱7吊运至孔口，穿过两道导向钢筋喇叭口。钢管立柱7吊装可采用履带吊或汽车吊。4、图12-4所示，钢管立柱7插入带导向钢筋喇叭口的钢筋笼8后，即用吊车辅钩通过吊筋将钢筋笼8 —同下放，保证钢管立柱7与钢筋笼8不脱离，钢管立柱7上端用临时钢管22暂时固定在孔口。5、图12-5所示，将带孔眼的橡胶垫片6，穿过螺杆2垫在钢管立柱7上，螺杆2再穿过法兰盘4的孔眼，用螺帽3拧紧，与混凝土料斗I的导管组合连接成通长的混凝土下料浇注导管。混凝土料斗采用浇筑常规水下混凝土的料斗即可，为方便与钢管立柱7连接，在混凝土料斗I下方加设一段与钢管立柱7管径相同的钢管；6、图12-6所示，整体下放钢管立柱7至孔底后，向混凝土料斗I导管内倾倒混凝土拌合物17，开始浇注立柱桩基础混凝土，并边浇注边提升钢管立柱7 ；7、图12-7所示，钢管立柱7提升至设计标高后，混凝土灌注桩18浇注成型；混凝土浇筑完成后，对钢管立柱7的安装标高、位置进行校核，并做好钢管立柱7的孔口固定工作。8、图12-8所示，拧开螺帽3，松开橡胶垫片6，拆除上节混凝土料斗I。钢管立柱7内素混凝土浇筑必须在立柱桩基础混凝土初凝后终凝前进行。
权利要求
1.一种深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺，包括立柱桩位成孔后置入立柱桩钢筋笼(8)，钢筋笼(8)内浇注混凝土后再插入钢管立柱(7)，其特征是所述立柱桩位成孔后，将立柱桩钢筋笼(8)悬放于立柱桩孔内，立柱桩钢筋笼(8)上部设于立柱桩桩孔上，将钢管立柱(7)置入立柱桩钢筋笼(8)内并同时一起下放钢筋笼(8)和钢管立柱(7)，钢管立柱(7)下放到其顶部处并将钢管立柱(7)顶部固定在立柱桩孔口处，钢筋笼(8)下放到立柱桩底(20)并保证钢管立柱(7)下段位于钢筋笼(8)内不与钢筋笼(8)脱离，将钢管立柱(7)顶部与混凝土料斗(I)底部钢管连接装置固定，然后下放钢管立柱(7)至立柱桩底(20)并浇注混凝土，浇注混凝土同时提升钢管立柱(7)至设计标高，底部混凝土灌注桩浇注成型后拆除混凝土料斗(I)以及底部钢管连接装置，再向钢管立柱(7)内浇注混凝土。
2.根据权利要求1所述的深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺，其特征是所述钢筋笼⑶由螺旋箍筋(9)、斜向钢筋(10)、径向短钢筋(11)、导向箍(12)、通长主筋(13)和加强箍筋(14)构成。
3.根据权利要求2所述的深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺，其特征是所述通长主筋(13)上设有螺旋箍筋(9)，所述加强箍筋(14)和导向箍(12)间设有径向短钢筋(11)，所述导向箍(12)上设有斜向钢筋(10)，所述加强箍筋(14)和斜向钢筋(10)另一端设于通长主筋(13)上。
4.根据权利要求1所述的深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺，其特征是所述钢管立柱⑵由钢管、垫铁(5)、螺杆⑵和吊耳(21)构成。
5.根据权利要求4所述的深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺，其特征是所述钢管端部对称设有垫铁(5)，所述垫铁(5)上设有螺杆(2)，所述垫铁(5)下方对称设有吊耳(21)。
6.根据权利要求1所述的深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺，其特征是所述混凝土料斗(I)底部钢管连接装置由钢管、法兰盘(4)和橡胶垫片(6)构成，所述钢管直径与钢管立柱(7)钢管直径相同，所述钢管一端连接混凝土料斗(I)底部，另一端设有法兰盘(4)。
7.根据权利要求4、6所述的深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺，其特征是所述钢管立柱(7)和混凝土料斗(I)底部钢管连接装置间设有橡胶垫片￠)，所述螺杆(2)穿过橡胶垫片(6)和法兰盘(4)，所述螺杆(2)上设有螺帽(3)。
8.根据权利要求3所述的深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺，其特征是所述加强箍筋(14)、导向箍(12)、径向短钢筋(11)和斜向钢筋(10)构成导向钢筋喇叭口，设置两道以上导向钢筋喇叭口于钢筋笼⑶内通长主筋上(13)，确保钢管立柱(7)安装垂直度。
9.根据权利要求4、6所述的深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺，其特征是所述钢管为Φ300 Φ450的钢管，所述法兰盘(4)上设有3-8个孔眼，所述橡胶垫片(6)上孔眼大小、位置与法兰盘(4)上孔眼一致，垫在钢管立柱(7)管口，起密封混凝土料斗(I)的导管和钢管立柱(7)接头的作用，在混凝土浇注过程中起密封作用防止漏浆。
10.根据权利要求2、4所述的深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺，其特征是所述导向箍(12)直径比钢管立柱(7)钢管直径略大，以保证钢管立柱(7)能顺利穿过 钢筋笼(8)。
全文摘要
一种深基坑内支撑钢管立柱和混凝土灌注桩同时施工工艺，钢管立柱与混凝土料斗导管的法兰盘通过焊在钢管立柱一端的螺杆进行螺栓连接成通长的混凝土浇注导管，当钢管立柱在孔口内下放和上拔时，又通过固定在钢筋笼内侧的两道内径比钢管立柱外径略大的导向钢筋喇叭口，来保证钢管立柱浇注混凝土时垂直，并最终垂直锚入混凝土灌注柱一定长度内。本发明有效避免了钢管立柱后续插入的技术风险，施工方便且保证了钢管立柱与混凝土灌注桩的垂直锚固，实现了钢管立柱与混凝土灌注柱的同时施工和一次成型。具有操作简便，成本低廉，实用性强的特点。
文档编号E02D5/36GK103046542SQ20121050880
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者黎兴文, 刘家甫, 陈汉彬, 桂芳, 游丹, 顾辰欢 申请人:中建三局建设工程股份有限公司