专利名称：地下预制钢管柱与灌注桩定位连接工艺及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地下预制钢管柱与灌注桩定位连接工艺，主要用于地下工程桩基础的施工领域。
在建设工程中，采用桩基础施工方法已极为普遍，不论桩径多大，桩身多长，其方法简单，成型工艺比较成熟，这种桩一般所用材料不仅相同，而且桩身基本无变化(扩底桩除外)，这种桩的功能单一，主要承受荷载和支护作用。目前，在建筑地铁车站工程中，采用盖挖逆作法施工技术，而桩基础多采用组合桩。比如组合桩是由基桩和钢管桩两部分组成，基桩部分与上述介绍的相类似，而钢管柱是在基桩顶端插入钢管，然后在钢管内浇注混凝土，要求基桩与钢管柱同心且垂直，钢管柱不仅要承受荷载，又是地下构筑物的立柱，将成为地下结构的组成部分，其每层楼板均与钢管柱相连，因此，如何保证基桩与钢管柱同心且垂直是施工中的关键。
经检索获悉，日本专利说明书-昭60-115717中公开了一种双层管桩头现浇钢筋混凝土桩，该发明的目的是提供能对付地震地层变位的双层管桩头的现浇钢筋混凝土桩，该桩的桩头部分由作为承受竖向力部件而插进混凝土桩身部分的钢管或钢筋混凝土管，和作为承受水平部件而比前述内部钢管的管长略短些的外部钢管所组成，外部钢管除去桩顶部以外，不与内部钢管和钢筋混凝土桩身部分相接触，此法可将因地层变位而引起的弯曲值抑制在较小值内，且由它来承受来自上部结构的水平力和垂直力。
日本专利说明书-昭62-276119中公开了一种合成桩施工法，该方法是采用现浇混凝土桩与预制柱硬化成一个整体的合成桩的方法，即钻掘地层后，向孔中浇注劣质混凝土，在浇注过程中掌握好混凝土数量，即勿超出基础底面标高，将预制柱嵌固合成，是对软质地层施工所进行的一种方法。均未明确提出其定位连接工艺。
本发明的目的是，研究解决地下预制钢管柱与灌注桩的定位连接工艺及其设备，确保柱与桩连接时的同心，且垂直度达到1/600柱长的设计要求。
本发明的地下预制钢管柱与灌注桩的定位连接工艺，是在灌注桩基上连接预制钢管柱，其特征在于
将工具管插入灌注桩钢筋笼中间，将灌注桩钢筋笼的上端进行加工，要求钢筋笼的竖向钢筋紧贴工具管的外侧，并有一定的搭接长度，进行焊接成为一体，将焊为一体的工具管与钢筋笼吊入已成型的桩孔内;
灌注混凝土至适当超过基桩标高，并排除工具管内的泥浆;
凿除桩顶部位与泥浆混合的混凝土，而后作水泥砂浆处理，其桩顶高程严格控制在设计要求范围;
用高精度投点仪测试桩顶的中心位置，并安装定位器，用螺栓紧固之，同时拆卸工具管最下面一节内法兰上的连接螺栓，以便为回收其余各节的工具管作好准备;
将预制钢管柱吊入工具管内，使该柱的末端插入并安放在定位器上;
钢管柱顶部用井字形定位调整架固定之，通过调整螺丝实施调整，使预制钢管柱上端处于正确位置，确保其垂直度在1/600柱长的精度范围之内;
在预制钢管柱下与工具管之间的圆环处，灌注一定高度的混凝土，使之形成杯口;
向预制钢管柱内灌注混凝土;
当杯口处和预制钢管柱内的混凝土达到一定的强度值时，对工具管进行起吊回收，以便重复利用，在起吊的同时应回填砂子，防止孔壁坍塌，当工具管拔出后，预制钢管柱与灌注桩的组合桩即告完成。
本发明所述的工具管，是由两端带有法兰的管节组合而成，最下两节由内法兰连接，其余各节由外法兰盘连接，整个工具管的长度参照预制钢管柱的长度确定。
本发明所述的定位器，是由对称布置的四个工字型杆件组焊在一个底板上，底板设有四个螺栓孔，用于安装与下部混凝土连接的膨胀螺栓，工字型杆件上端呈导向斜坡状，用于钢管柱的安装就位。
本发明所述的井字形定位调整架，是由工字钢和钢板联结固定成井字梁，在井字梁四个方位设有调整螺栓，用于调整钢管柱的垂直度。
本发明的地下预制钢管柱与灌注桩定位连接工艺及其设备，是建筑大型地下构筑物，尤其是采用盖挖逆作法在桩基施工中的一个重大突破，具有方法简单，实际可行，工艺合理，操作方便，精度可靠等特点，为解决不同结构型式、不同材料种类、不同直径范围，提供了一种行之有效的工艺技术，为确保工程质量奠定必要而可靠的基础。适用于地下工程桩基础的施工。
以下结合附图及实施例，对本发明作进一步描述。
图1是地下预制钢管柱与灌注桩定位连接工艺流程2是工具管的构造3是定位器的构造4是井字形定位调整架的构造图首先，应在预定的桩位上进行钻孔，其孔径和深度，桩的钢筋笼规格，混凝土的配合比，以及预制钢管柱的规格等均按设计部门要求准备。
本发明的地下预制钢管柱与灌注桩定位连接工艺过程如下将工具管2插入灌注桩钢筋笼1中间，将灌注桩钢筋笼的上端进行加工，要求钢筋笼的竖向钢筋紧贴工具管的外侧，并有一定的搭接长度，进行焊接成为一体，将焊为一体的工具管与钢筋笼吊入已成型的桩孔内;见图1-1。
灌注混凝土至适当超过基桩标高，并排除工具管内的泥浆;见图1-2。
凿除桩顶部位与泥浆混合的混凝土，而后作水泥砂浆处理，基桩顶高程严格控制在设计要求范围;见图1-3。
用高精度投点仪测试桩顶的中心位置，并安装定位器8，用螺栓紧固之，同时拆卸工具管最下面一节内法兰上的连接螺栓，以便为回收其余各节的工具管作好准备;见图1-4。
将预制钢管柱3吊入工具管内，使该柱的末端插入并安放在定位器上;见图1-5。
钢管柱顶部用井字形定位调整架10固定之;通过调整螺丝11实施调整，使预制钢管柱上端处于正确位置，确保其垂直度在1/600柱长的精度范围之内;见图1-6。
在预制钢管柱下与工具管之间的圆环处，灌注一定高度的混凝土，使之形成杯口4;见图1-7。
向预制钢管柱内灌注混凝土;见图1-8。
当杯口处和预制钢管柱内的混凝土达到一定的强度值时，对工具管进行起吊回收，以便重复利用，在起吊的同时应回填砂子，防止孔壁坍塌，当工具管拔出后，钢管柱与灌注桩的组合桩即告完成。见图1-9。
工具管是由两端带有法兰的管节5组合而成，最下两节由内法兰盘6连接，其余各节由外法兰盘7连接，整个工具管的长度参照预制钢管柱的长度确定。
定位器是由对称布置的四个工字型杆件12组焊在一个底板上，底板设有四个螺栓孔9，用于安装与下部混凝土连接的膨胀螺栓，工字型杆件上端呈导向斜坡状，用于钢管柱的安装就位。
井字形定位调整架是由工字钢和钢板联结固定成井字梁13，在井字梁四个方位设有调整螺栓11，用于调整钢管柱的垂直度。
权利要求
1.一种地下预制钢管柱与灌注桩定位连接工艺，是在灌注桩基上连接预制钢管柱，其特征是，将工具管插入灌注桩钢筋笼中间，将灌注桩钢筋笼的上端进行加工，要求钢筋笼的竖向钢筋紧贴工具管的外侧，并有一定的搭接长度，进行焊接成为一体，将焊为一体的工具管与钢筋笼吊入已成型的桩孔内；灌注混凝土至适当超过基桩标高，并排除工具管内的泥浆；凿除桩顶部位与泥浆混合的混凝土，而后作水泥砂浆处理，其桩顶高程严格控制在设计要求范围；用高精度投点仪测试桩顶的中心位置，并安装定位器8，用螺栓紧固之，同时拆卸工具管最下面一节内法兰上的连接螺栓，以便为回收其余各节的工具管作好准备；将预制钢管柱3吊入工具管内，使该柱的末端插入并安放在定位器上；钢管柱顶部用井字形定位调整架10固定之，通过调整螺丝11实施调整，使预制钢管柱上端处于正确位置，确保其垂直度在1/600柱长的精度范围之内；在预制钢管柱下与工具管之间的圆环处，灌注一定高度的混凝土，使之形成杯口4；向预制钢管柱内灌注混凝土；当杯口处和预制钢管柱内的混凝土达到一定的强度值时，对工具管进行起吊回收，以便重复利用，在起吊的同时应回填砂子，防止孔壁坍塌，当工具管拔出后，钢管柱与灌注桩的组合桩即告完成。
2.如权利要求1所述的地下预制钢管柱与灌注桩定位连接工艺，其特征是，工具管是由两端带有法兰的管节组合而成，最下两节由内法兰盘连接，其余各节由外法兰盘连接。
3.如权利要求1所述的地下预制钢管柱与灌注桩定位连接工艺，其特征是，定位器是由对称布置的四个工字型杆件组焊在一个底板上，底板设有四个螺栓孔，工字型杆件上端呈导向斜坡状。
4.如权利要求1所述的地下预制钢管柱与灌注桩定位连接工艺，其特征是，井字形定位调整架是由工字钢和钢板联结固定成井字梁，在井字梁四个方位设有调整螺栓。
全文摘要
一种预制钢管柱与灌注桩定位连接工艺，是在灌注桩基础上，连接预制钢管柱，其特征是，将工具管插入灌注桩钢筋笼中间，灌注混凝土至基桩标高，凿平桩顶高程，在桩顶设定位器，吊入预制钢管柱，在钢管柱顶部固定井字形定位调整架，向预制钢管柱内灌注混凝土，拆出工具管，制成组合桩。具有方法简单，操作方便，工艺合理，精度可靠的优点，可以确保柱与桩对中，垂直度在1/600柱长的精度范围内。适宜于地下工程桩基础的施工。
文档编号E02D5/28GK1097828SQ9410579
公开日1995年1月25日 申请日期1994年5月30日 优先权日1994年5月30日
发明者白崇智, 高辅民, 石中柱, 李明堃, 郝震寰, 徐军, 贺敏一, 孙代远 申请人:北京市第三市政工程公司