基坑支护接头箱旋挖软咬合成桩施工方法与流程

1.本发明专利涉及基坑支护的技术领域，具体而言，涉及基坑支护接头箱旋挖软咬合成桩施工方法。


背景技术：

2.基坑支护咬合桩是由素桩(素混凝土桩)以及荤桩(钢筋混凝土桩)相互咬合搭接形成的连续桩墙围护结构，基坑支护咬合桩具有挡土以及止水作用，具有良好的支护和止水效果。
3.现有技术中，在实际支护设计与施工中，通常采用旋挖硬咬合施工工艺成型咬合桩。旋挖硬咬合施工是在先完成两根间隔的素桩后，在两个素桩之间切割咬合处进行钻进形成荤桩孔，再在荤桩孔内吊放钢筋笼、灌注混凝土形成荤桩。
4.采用上述的施工方法，在钻进形成荤桩孔时，需采用钻筒先切割素桩混凝土，再改换旋挖钻斗捞渣，直至形成所需的荤桩孔。
5.在钻进荤桩孔时，需要硬切割素桩混凝土，导致钻进费时长，并且，需要频繁更换钻具，在一定程度上影响钻进工效，再者，荤桩孔钻进时，受两侧素桩混凝土的强度差异影响，容易导致荤桩孔钻进时产生一定程度的偏斜，而当咬合桩支护的基坑开挖深度大于15m时，在基坑底部位置易导致咬合开叉，从而导致桩间渗漏；另外，被切割的混凝土成为钻渣排放，造成了混凝土材料浪费，增加了废渣的外运量。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供基坑支护接头箱旋挖软咬合成桩施工方法，旨在解决现有技术中，咬合桩在施工时，钻进荤桩孔时，需要切割素桩混凝土的问题。
7.本发明是这样实现的，基坑支护接头箱旋挖软咬合成桩施工方法，包括以下施工步骤：
8.1)、施工素桩孔至设计标高，在所述素桩孔的孔口上放置孔口平台；
9.2)、在所述素桩孔中插设接头箱，所述接头箱的上端与孔口平台固定连接，所述接头箱的下端沿着素桩孔朝下延伸；所述接头箱具有弧形状的弧形内壁以及弧形状的弧形外壁，所述弧形外壁抵接在素桩孔的内侧壁，所述弧形内壁背离素桩孔的内侧壁布置；
10.3)、往所述素桩孔中灌注混凝土，成型素桩；在混凝土初凝前，将所述接头箱拔出，并移除孔口平台；所述素桩的侧边形成凹陷位，所述凹陷位的外形与接头箱的外形一致；
11.4)、重复施工步骤1)至施工步骤3)，再成型素桩，相邻的素桩之间间隔布置，且相邻的素桩上的凹陷位相对布置；
12.5)、在两个所述相邻的素桩之间钻进成型荤桩孔，两个所述凹陷位与荤桩孔贯通，在所述荤桩孔中下入钢筋笼后，再往荤桩孔中灌注混凝土，所述混凝土同时填充了两个凹陷位，形成荤桩，所述荤桩与相邻的两个素桩之间相互咬合，形成咬合桩；
13.6)、重复施工步骤4)至施工步骤5)，直至咬合桩环绕整个基坑的外周。
14.进一步的，所述施工步骤5)中，所述钢筋笼横向穿过凹陷位。
15.进一步的，所述施工步骤1)之前，在施工工地施工成型咬合桩导槽，所述咬合桩导槽的两侧朝外凹陷，在咬合桩导槽的侧壁形成多个朝外弯曲的弧形段，沿着咬合桩导槽的长度延伸方向，多个所述弧形段依序收尾对接，所述咬合槽导槽的两个侧壁上弧形段之间正对布置。
16.进一步的，所述孔口平台的中心位置设置有灌注孔，所述孔口平台的两侧设置有插入孔；
17.所述施工步骤1)中，所述孔口平台的中心位置与素桩孔的中心位置对齐；
18.所述施工步骤2)中，所述接头箱穿过插入孔，朝下插入在素桩孔中，当所述接头箱的下端抵接在素桩孔的底部后，所述接头箱的上端延伸至孔口平台的上方，形成上延段，所述上延段与孔口平台固定连接，以保持接头箱位置固定。
19.进一步的，所述孔口平台的两侧分别设有两个限位凸板，两个所述限位凸板偏离插入孔间隔布置，且与插入孔之间具有插入间隔；所述接头箱的上延段具有横向布置的贯通槽，所述贯通槽朝向插入间隔布置；
20.所述施工步骤2)中，当所述接头箱的下端抵接在素桩孔的底部后，在所述插入间隔中插入卡板，所述卡板的内侧贯穿过上延段的贯通槽，所述卡板的外侧抵接着两个限位凸板。
21.进一步的，所述接头箱具有朝下布置的底部端面，所述底部端面呈倾斜状，所述施工步骤2)中，当所述接头箱的底部抵接在素桩孔的底部后，将所述接头箱的底部插入素桩孔的底部。
22.进一步的，沿着素桩孔自内而外的径向，所述接头箱的底部端面朝上倾斜布置。
23.进一步的，所述接头箱包括两个相对布置的弧形板，两个所述弧形板端部对接，两个所述弧形板之间围合形成纵向布置的围合腔，所述围合腔的中部朝外扩张布置；所述弧形板的外侧壁形成所述弧形外壁或弧形内壁。
24.进一步的，所述施工步骤3)中，将灌注导管穿过灌注孔，所述灌注导管的下端延伸至素桩孔中，且与素桩孔的底部保持设定距离，所述素桩孔的上端延伸至孔口平台的上方，形成夹持段；将料斗的下端自上而下插入在夹持段中，将混凝土通过料斗以及灌注导管灌注至素桩孔内。
25.进一步的，所述孔口平台上设有两个夹持板，两个所述夹持板布置在灌注孔的两侧，所述夹持板的一端与孔口平台铰接，所述夹持板的另一端空置布置；
26.当两个所述夹持板相向摆动时，所述夹持板封盖在灌注孔上，当两个所述夹持板相背离摆动时，所述夹持板偏离灌注孔；
27.所述施工步骤3)中，往所述灌注孔内放置灌注导管之前，将两个所述夹持板相背离摆动偏离灌注孔；当所述灌注导管插入素桩孔中至设定位置后，两个所述夹持板相向摆动，并夹持在灌注导管的外周，将所述灌注导管与孔口平台相对固定。
28.与现有技术相比，本发明提供的基坑支护接头箱旋挖软咬合成桩施工方法，具有以下优点：
29.1)、成桩质量好
30.素桩在成型过程中，采用接头箱填充素桩的咬合空间，后续在钻进荤桩孔时，则不
需要切割素桩混凝土，并且，素桩可以作为荤桩孔钻进的导向以及护壁作用，防止了因两侧混凝土强度差引起切割时受力不均导致的成孔偏斜，保证了桩身垂直度和咬合效果，支护体系成桩质量好；
31.2)、施工效率高
32.在钻进荤桩孔时，由硬咬合改为软咬合钻进，直接采用旋挖钻斗在地层取土钻进，不需要钻筒切割以及钻斗捞渣的繁琐工序转换操作，加快荤桩孔的钻进，并且，接头箱为预制结构，直接现场安装，大大提高整体的施工效率；
33.3)、节省成本
34.素桩的咬合空间被接头箱填充，无需进行混凝土灌注，材料成本降低，且减少了该部分混凝土切割所产生的工效降低和废渣外运，同时，接头箱和孔口平台为钢板预制，其结构牢靠，可重复使用，整体施工成本大大降低。
附图说明
35.图1是本发明提供的基坑支护接头箱旋挖软咬合成桩施工方法的流程示意图；
36.图2是本发明提供的基坑支护接头箱旋挖软咬合成桩施工的主视示意图；
37.图3是本发明提供的素桩的俯视示意图；
38.图4是本发明提供的素桩与荤桩之间形成咬合桩的流程示意图；
39.图5是本发明提供的开口平台的立体示意图；
40.图6是本发明提供的接头节的主视示意图；
41.图7是本发明提供的接头箱的横截面示意图。
具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。
43.以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
44.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
45.参照图1-7所示，为本发明提供的较佳实施例。
46.基坑支护接头箱旋挖软咬合成桩施工方法，包括以下施工步骤：
47.1)、施工素桩孔100至设计标高，在素桩孔100的孔口上放置孔口平台300；
48.2)、在素桩孔100中插设接头箱200，接头箱200穿过孔口平台300朝下插入；接头箱200的上端与孔口平台300固定连接，接头箱200的下端沿着素桩孔100朝下延伸；接头箱200具有弧形状的弧形内壁以及弧形状的弧形外壁，弧形外壁抵接在素桩孔100的内侧壁，弧形内壁背离素桩孔100的内侧壁布置；
49.3)、往素桩孔100中灌注混凝土，成型素桩101，由于素桩孔100中原先插入了接头箱200，这样，插设接头箱200的部分则不会被混凝土填充；
50.在混凝土初凝前，将接头箱200拔出，并移除孔口平台300；素桩101的侧边形成凹陷位102，凹陷位102的外形与接头箱200的外形一致，也就是原先被接头箱200插入的部位；
51.4)、重复施工步骤1)至施工步骤3)，再成型素桩101，相邻的素桩101之间间隔布置，且相邻的素桩101上的凹陷位102相对布置；
52.5)、在两个相邻的素桩101之间钻进成型荤桩孔103，由于两个凹陷位102的存在，在钻进荤桩孔103的时候，则不需要切割素桩101混凝土，并且，两个凹陷位102与荤桩孔103贯通，在荤桩孔103中下入钢筋笼105后，再往荤桩孔103中灌注混凝土，混凝土同时填充了两个凹陷位102，形成荤桩104，荤桩104与相邻的两个素桩101之间相互咬合，形成咬合桩；
53.6)、重复施工步骤4)至施工步骤5)，直至咬合桩环绕整个基坑的外周。
54.上述提供的基坑支护接头箱旋挖软咬合成桩施工方法，具有以下优点：
55.1)、成桩质量好
56.素桩101在成型过程中，采用接头箱200填充素桩101的咬合空间，后续在钻进荤桩孔103时，则不需要切割素桩101混凝土，并且，素桩101可以作为荤桩孔103钻进的导向以及护壁作用，防止了因两侧混凝土强度差引起切割时受力不均导致的成孔偏斜，保证了桩身垂直度和咬合效果，支护体系成桩质量好；
57.2)、施工效率高
58.在钻进荤桩孔103时，由硬咬合改为软咬合钻进，直接采用旋挖钻斗在地层取土钻进，不需要钻筒切割以及钻斗捞渣的繁琐工序转换操作，加快荤桩孔103的钻进，并且，接头箱200为预制结构，直接现场安装，大大提高整体的施工效率；
59.3)、节省成本
60.素桩101的咬合空间被接头箱200填充，无需进行混凝土灌注，材料成本降低，且减少了该部分混凝土切割所产生的工效降低和废渣外运，同时，接头箱200和孔口平台300为钢板预制，其结构牢靠，可重复使用，整体施工成本大大降低。
61.本实施例中，当钻进形成荤桩孔103后，凹陷位102与荤桩孔103贯通，形成荤桩孔103的一部分，在施工步骤5)中，钢筋笼105下入荤桩孔103后，钢筋笼105也横向穿过凹陷位102，这样，可以使得后续形成的荤桩104与素桩101之间咬合更为稳固，形成一体结构的咬合桩。
62.施工步骤1)之前，在施工工地施工成型咬合桩导槽，咬合桩导槽的两侧朝外凹陷，在咬合桩导槽的侧壁形成多个朝外弯曲的弧形段，沿着咬合桩导槽的长度延伸方向，多个弧形段依序收尾对接，咬合槽导槽的两个侧壁上弧形段之间正对布置。先施工成型咬合桩导槽，为后续的咬合桩的成型进行路径导向。
63.在实际施工中，先平整场地，测量工程师现场定位放线，组织施工设备及机具进场。开挖导墙沟槽，开挖结束后进行垫层浇筑，并在垫层上测放咬合槽导槽轴线。按咬合槽导槽设计图纸加工、绑扎钢筋，监理验收合格后进行下道工序施工。模板采用自制整体钢模板，并采用钢管支撑并固定牢靠；浇筑混凝土时，咬合槽导槽的两边对称交替进行，浇筑完成后及时进行养护。
64.本实施例中，孔口平台300的中心位置设置有灌注孔305，孔口平台300的两侧设置
有插入孔303；施工步骤1)中，孔口平台300的中心位置与素桩孔100的中心位置对齐；
65.施工步骤2)中，接头箱200穿过插入孔303，朝下插入在素桩孔100中，当接头箱200的下端抵接在素桩孔100的底部后，接头箱200的上端延伸至孔口平台300的上方，形成上延段，上延段与孔口平台300固定连接，以保持接头箱200位置固定。
66.这样，孔口平台300布置在素桩孔100的孔口上后，可以对接头箱200进行位置固定，并便于接头箱200穿过，对接头箱200朝下插入进行导向。
67.在实际施工过程中，采用gps复核素桩孔100的中心位置，复核素桩孔100的十字叉线，引出素桩孔100的中心点，以此确定孔口平台300的中心位置。吊车采用quy-100型履带吊，吊车吊放孔口平台300至素桩孔100的上方，人工配合孔口平台300就位，使孔口平台300的中心位置与素桩孔100的中心位置重合，孔口平台300的中轴线与咬合桩的中心连线重合。利用水平尺检测孔口平台300的水平度，并采用垫衬调整，确保开口平台居中、水平安放。
68.本实施例中，孔口平台300的两侧分别设有两个限位凸板301，两个限位凸板301偏离插入孔303间隔布置，且与插入孔303之间具有插入间隔；接头箱200的上延段具有横向布置的贯通槽501，贯通槽501朝向插入间隔布置；施工步骤2)中，当接头箱200的下端抵接在素桩孔100的底部后，在插入间隔中插入卡板302，卡板302的内侧贯穿过上延段的贯通槽501，卡板302的外侧抵接着两个限位凸板301。
69.这样，在限位凸板301的限制下，卡板302的内侧可以稳固嵌入在贯通槽501中，将整个接头箱200保持固定状态，当然，当需要将接头箱200与孔口平台300解除连接时，直接将卡板302抽出，则可以解除接头箱200与孔口平台300之间的固定连接。
70.本实施例中，根据接头箱200插入的深度，接头箱200为多个接头节500依序上下对接形成，每个接头节500的上部设有上述的贯通槽501，在边下入接头节500的过程中，边实现接头节500之间的对接，在对接过程中，将接头节500与卡板302卡合固定在开口平台上，再进行接头节500之间的对接，然后再继续下入深度。
71.本实施例中，接头箱200具有朝下布置的底部端面201，底部端面201呈倾斜状，施工步骤2)中，当接头箱200的底部抵接在素桩孔100的底部后，将接头箱200的底部插入素桩孔100的底部。这样，则可以将接头箱200的底部进行固定，通过卡板302插入在贯通槽501中，将接头箱200的上端与开口平台进行固定，利用接头箱200底部插入在素桩孔100的底部中，将接头箱200的底部进行固定，从而保证整个接头箱200稳固的置于素桩孔100中。
72.沿着素桩孔100自内而外的径向，接头箱200的底部端面201朝上倾斜布置。这样，当接头箱200置于素桩孔100中后，将接头箱200的底部插入在素桩孔100的底部中，接头箱200的底部形成倾斜状的底部端面201，使得接头箱200的底部呈尖端状，便于接头箱200的底部的插入，且在插入的过程中，底部端面201朝向素桩孔100的内侧壁布置，素桩孔100中灌注混凝土的过程中，不会因为倾斜状的底部端面201的存在，导致凹陷位102的底部被填充部分混凝土的现象。
73.本实施例中，接头箱200包括两个相对布置的弧形板202，两个弧形板202端部对接，两个弧形板202之间围合形成纵向布置的围合腔203，围合腔203的中部朝外扩张布置；弧形板202的外侧壁形成所述弧形外壁或弧形内壁。
74.接头箱200的横截面与咬合桩的咬合段的横截面一致，在围合腔203中设置有腹板
204，该腹板204分别与两个弧形板202的内侧壁对接，且沿着围合腔203的纵向延伸布置，腹板204对两个弧形板202的中部之间起到加固的作用，当接头箱200插入在素桩孔100中后，素桩孔100内灌注混凝土后，即使承受混凝土的压力，但是还是可以保持两个弧形板202之间的相对位置不变，围合腔203的形状不变，不会被挤压变形。
75.本实施例中，施工步骤3)中，将灌注导管400穿过灌注孔305，灌注导管400的下端延伸至素桩孔100中，且与素桩孔100的底部保持设定距离，素桩孔100的上端延伸至孔口平台300的上方，形成被开口平台夹持固定的夹持段；将料斗401的下端自上而下插入在夹持段中，将混凝土通过料斗401以及灌注导管400灌注至素桩孔100内。
76.在安防灌注导管400的过程中，预先根据素桩孔100的深度计算好灌注导管400的总长度，并合理配置灌注导管400的长度，控制灌注导管400离素桩孔100的底部大约0.5m，灌注导管400伸出的夹持端的高度不小于0.8m，保证灌注过程中，料斗401不与接头箱200的顶端发生触碰。
77.在灌注前，需要测量素桩孔100底部的沉渣厚度，如果超标，则采用气举反循环清孔。素桩孔100内采用c20混凝土灌注，初灌时，确保灌注导管400埋入在混凝土中的深度不少于0.8m；在灌注过程中，保持连续灌注，始终控制灌注导管400在混凝土中的深度在2m～4m；桩顶超灌高度不小于50cm，设计桩顶接近地面时保证桩顶混凝土泛浆充分。
78.通过孔口平台300夹持着夹持端，将灌注导管400与孔口平台300之间相对固定，保持灌注导管400的稳固性，这样，孔口平台300既可以用于接头箱200的插入导向以及固定，且可以对灌注导管400进行插入导向以及固定，功能多样化。
79.本实施例中，孔口平台300上设有两个夹持板304，两个夹持板304布置在灌注孔305的两侧，所述夹持板304的一端与孔口平台300铰接，夹持板304的另一端空置布置；当两个夹持板304相向摆动时，夹持板304封盖在灌注孔305上，当两个夹持板304相背离摆动时，夹持板304偏离灌注孔305。
80.施工步骤3)中，往灌注孔305内放置灌注导管400之前，将两个夹持板304相背离摆动偏离灌注孔305；当灌注导管400插入素桩孔100中至设定位置后，两个夹持板304相向摆动，并夹持在灌注导管400的外周，将灌注导管400与孔口平台300相对固定。
81.施工步骤3)中，素桩101灌注混凝土后约4～5小时，采用履带吊小幅提拉接头箱200，松动接头箱200与混凝土间的接触，以防与混凝土粘连过牢。混凝土灌注完成6小时后，依次拔除两根接头箱200，实时监测吊机起拔力，吊车最大起拔力约130kn。
82.在起拔接头箱200的过程中，派专人冲洗接头箱200上的混凝土，防止混凝土凝结在接头箱200表面而影响下一次顺利安插。
83.施工步骤3)中，用吊机将孔口平台300从素桩孔100的开口处移除，派专人将孔口平台300冲洗干净，准备下一根素桩101施工时使用。
84.相邻的素桩101灌注完成12小时后，采用旋挖钻机和钻斗进行荤桩孔103取土钻进，保持钻头中心对准荤桩孔103的中心；钻进过程中，两侧已浇筑好的素桩101为钻进提供导向和护壁作用。
85.荤桩孔103旋挖钻进至设计标高后，由质检员检查荤桩孔103的孔深及孔底地层性质，以25m的孔深为例，单个荤桩孔103旋挖时间约2.5小时；终孔后，由质检员报监理验收。
86.荤桩孔103中的钢筋笼105按照设计要求完成加工制作，并进行隐蔽工程验收，合
格后吊入孔内；起吊作业派专人指挥，吊运时保持平稳，入孔时保持垂直，严禁触碰两侧的素桩101。
87.钢筋笼105全部安装入荤桩孔103后，检查安装位置，确认符合要求后，对钢筋笼105吊筋进行固定。钢筋笼105的笼顶标高核对无误后，安放灌注导管400，然后检查荤桩孔103的孔底沉渣厚度，如超过设计要求，则进行二次清孔，然后灌注荤桩104混凝土。荤桩孔103中的混凝土采用c30水下混凝土，灌注方法与灌注素桩101相同。
88.本实施例中，接头箱200由多个接头节500依序上下对接，多个接头节500依序上下对接，每个接头节500的上部均设有上述的贯通槽501，这样，在下入接头节500的过程中，利用卡板302将接头节500固定在孔口平台300上，然后进行接头节500直接的连接，连接完毕后，再继续朝下下入接头节500，直至接头箱200的长度满足要求为止。
89.接头节500的上端设有母接头502，接头节500的下端设有公接头503，相邻的接头节500在对接时，公接头503插入在母接头502中，再利用螺栓穿过母接头502以及公接头503，实现相邻的接头节500的对接。
90.接头箱200的底部具有底部节，底部节的上端设有上述的母接头502，用于与上方的接头节500的公接头503配合连接，底部节的下端形成上述的倾斜状的底部端面201。
91.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。