现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法

专利名称：现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法
技术领域：
本发明属于土木建筑工程技术领域，特别涉及现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法。
背景技术：
我国地域辽阔，软土分布很广，沿海地区、特别是长江三角洲地区存在着许多复杂的软土地基。在软土地区修建公路、铁路、桥梁等需要对软土地基进行加固处理，而桩基及其复合地基技术是应用最为广泛的地基处理技术。如何提高单位材料强度利用率、在节省建筑材料用量的同时提高桩基承载力，是研究人员长期关注的重要课题之一。在本发明之前，现浇混凝土大直径管桩(简称为PCC桩，专利号ZL02112538. 4和 ZL01273182. X)采用振动方式将钢质内外双层套管空腔结构在闭合的活瓣桩靴保护下，沉入地基设计深度，通过混凝土分流器向该结构空腔中均勻注入混凝土，然后振动拨出该空腔结构，活瓣桩靴在该空腔结构拨出时自动分开，混凝土注入空腔结构拨出后形成的环形槽内，形成现浇混凝土大直径管桩。PCC桩以较少的混凝土用量得到较大的承载力，因此是一种经济合理、性价比优越的桩型。但该桩为没有加钢筋笼的素混凝土桩，由于桩模内管和外管之间设置了固定支撑，以固定内管和外管的位置，因此不能直接下放钢筋笼。一种带有夹具的混凝土筒桩的成孔器及其施工方法(专利号ZL03U8977. 0)公开了现浇钢筋混凝土筒桩的施工方法，但该方法存在以下不足(1)采用了预制桩尖，需要事先预制好后随桩模沉入地下，预制桩尖不能重复利用，增加了造价。(2)由于采用预制桩尖， 在桩模打入后只能向下运动，若桩模向上运动则会与桩尖分开，当需要采用振动沉管时，桩模上下振动容易导致预制桩尖脱落。(3)在桩模振动过程中预制桩尖不具有密封性，地下水容易渗入管腔。(4)采用普通的钢筋笼且内、外桩管之间无支撑，施工时内管容易晃动，造成壁厚不均。

发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，通过对PCC桩活瓣桩尖和设置特制的钢筋笼， 提供现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法。本发明现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法采用以下技术步骤实现 (I)PCC桩桩机就位。桩模沉入地基前，内支撑下垂，活瓣打开。(2)将活动内支撑转动到水平位置，贴近限位器，再将活瓣桩尖闭合。限位器限制了内支撑向上运动，活瓣闭合后限制了内支撑向下运动，从而使内支撑固定在了内管和外管之间。(3)将桩模缓慢沉入地基，这时活瓣外侧受到土压力的作用，自然闭合紧密。桩模沉入过程中活动内支撑保证了桩模内管和外管之间形成的腔体均勻。(4)待桩模沉入地基设计深度，移开振动头，准备下放钢筋笼；
(5)借助机架上的吊绳将钢筋笼吊起后，缓慢下放，使钢筋笼进入内管和外管之间的空腔，直到钢筋笼下放到桩底。钢筋笼上面的横向支撑钢筋支撑住内管和外管，保证内管和外管形成均勻的环形腔体。(6)重新装上振动头。(7)通过进料口向管腔内灌注混凝土，边振动边拔管，同时钢筋笼上面的横向支撑钢筋支撑内管和外管，保证环形空腔均勻。拔管开始后，内支撑和活瓣桩尖在自重和混凝土压力下打开，这时混凝土和钢筋笼可顺利通过桩尖，进入地基中。(8)将桩模完全拔出，形成钢筋混凝土大直径管桩。步骤(2)所述的限位器位于外管下端内侧，为一三角形钢板焊接在外管上。限位器伸出内管广1.5cm。步骤(2)所述的活动内支撑通过转轴与内管相连，可绕轴上下转动。当转动到水平位置时，正好支撑住内、外管。活动内支撑的长度等于桩模内、外管之间的净距离。步骤(2)所述的活动内支撑可沿桩模环形腔体均勻设置3个或3个以上。步骤(2)所述的活动内支撑转轴位置与外管端部齐平，活动内支撑转到水平位置时端部正好对准外管端部。步骤(2)所述的限位器和活动内支撑位置正好对应、个数相等，且沿桩模均勻设置 3个或3个以上。步骤(4)所述的振动头与桩模之间通过活动法兰盘连接，可拆卸。步骤(5)所述的钢筋笼由纵向钢筋、箍筋和横向支撑钢筋组成。横向支撑钢筋焊接在纵向钢筋上。横向支撑钢筋的长度可调，可与混凝土保护层厚度对应。横向支撑钢筋两端设置半圆形弯头，防止下放钢筋笼时卡住。横向支撑钢筋在钢筋笼每个横向截面上设置3根或3根以上，沿纵向每3 5m设置一组。本发明的优点和效果在于
(1)本发明采用了活瓣桩尖，并巧妙地设置活动内支撑，有效解决了钢筋混凝土 PCC桩施工的问题，活瓣桩尖和内支撑都可重复使用，造价低。(2)设置了带横向支撑钢筋的钢筋笼，防止振动拔管过程中内、外管之间相对运动造成壁厚不均。(3)活瓣桩尖采用多块活瓣相互搭接，沉模过程中受到土压力的作用越挤越紧，具有较好的密封性。(4)对传统素混凝土 PCC桩进行改进，加钢筋笼后大直径管桩的水平承载力大大提高，可作为高层建筑、桥梁、基坑支护等的桩基础，大大拓展了应用范围。(5)仅对桩模施工机具进行局部改进，增加的造价少，仍能发挥大直径管桩侧摩阻力大的承载性能，以较少的混凝土用量得到较高的承载力，具有广阔的推广应用前景。下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式
为限，而是由权利要求加以限定。


图1本发明施工步骤示意图，图中(a)为桩机就位；(b)为桩尖闭合；(C)为沉桩模；(d)为移开振动头，准备下放钢筋笼；(e)为钢筋笼下放到桩底；(f)为再次装上振动头；(g)为灌注混凝土，振动拔管；(h)为桩模完全拔出，桩形成。
图2:图1中A位置局部放大图。
图3:图1中B位置局部放大图。
图4:本发明钢筋笼立面示意图。
图5:本发明钢筋笼平面俯视图。
图中:1为外管，2为内管，3为活瓣桩尖，4为活动内支撑，5为活动轴，6为限位器，
7为纵向钢筋，8为横向支撑钢筋，9为钢筋弯头，10为箍筋。
具体实施例方式如图广图5所示，现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法采用的桩模，由外管1和内管2形成双层同心套管，外管1下端部比内管2短，用于连接活瓣桩尖3。在外管1和内管2之间设置活动内支撑4，活动内支撑4通过活动轴5连接在内管2管壁，活动轴5与外管2底端平齐，活动内支撑4转动到水平时，限位器6正好限制了其继续转动，使活动内支撑4正好支撑住外管1和内管2，保证形成的环形腔体均勻。活动内支撑4可为短钢条，要求刚度大、变形小，可沿环形腔体均勻设置3个或3个以上。限位器6为一直角三角形钢板，其中一直角边位于下方，用于阻止活动内支撑4继续转动，其位置正好与活动内支撑4 对应，个数与其相等。所采用的钢筋笼由纵向钢筋7、横向支撑钢筋8和箍筋10组成，横向支撑钢筋8的长度比外管1和内管2之间的净距稍小，可根据设计混凝土保护层厚度调整长度。横向支撑钢筋8端部设置钢筋弯头9，钢筋弯头9向上弯曲，防止下放钢筋笼时被卡住。现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法包括以下技术步骤
第一步，将桩模对准桩位，这时活瓣桩尖3和活动内支撑4在自重作用下是打开的。第二步，闭合桩尖。首先将活动内支撑4转动到水平位置，直到顶住限位器6，然后快速将活瓣桩尖3闭合后用细铁丝缠绕住，防止活瓣桩尖3在自重作用下打开。这时活动内支撑4向上的转动被限位器6阻止，向下的运动被活瓣桩尖3阻止，完全水平固定，起到很好的支撑效果。第三步，沉入桩模。桩模进入地基后，活瓣桩尖3外侧受到土压力作用，使之更加贴合紧密，可在桩模进入地基后将缠绕铁丝拿掉。桩模沉入过程中，活动内支撑4支撑住内管2和外管1，可保证壁厚均勻。沉入桩模可采用静压辅助振动沉管的方式。第四步，松开振动头与桩模之间法兰盘的螺栓，将振动头移开，这时内管2和外管 1之间形成的环形腔体完全露出，可直接从上往下下放钢筋笼。第五步，将钢筋笼沿着内管2和外管1之间的空腔下放，这时横向支撑钢筋8起到很好的支撑作用，时环形腔体壁厚均勻。直到钢筋笼下放到桩底。第六步，重新将振动头移到桩模顶部，将法兰盘的螺栓拧上。第七步，通过进料口向管腔内灌注混凝土，边振动边拔管，这时活瓣桩尖3先在混凝土的压力作用下打开，使活动内支撑4向下转动的限制被解除，活动内支撑4在钢筋笼压力和自重作用下向下转动而打开，钢筋笼和混凝土通过管腔下落到地基桩孔中。活动内支撑4打开后，依靠钢筋笼上面的横向支撑钢筋8支撑住内管2和外管1，保证环形空腔均勻。第八步，直到桩模完全拔出，形成钢筋混凝土大直径管桩。
权利要求
1.现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法，包括以下技术步骤第一步PCC桩桩机就位桩模沉入地基前，内支撑下垂，活瓣打开；第二步将活动内支撑转动到水平位置，贴近限位器，再将活瓣桩尖闭合，其中限位器位于外管下端内侧；第三步将桩模缓慢沉入地基，这时活瓣外侧受到土压力的作用，自然闭合紧密；第四步待桩模沉入地基设计深度，然后移开振动头，准备下放钢筋笼；第五步借助机架上的吊绳将钢筋笼吊起后，缓慢下放，使钢筋笼进入内管和外管之间的空腔，直到钢筋笼下放到桩底；第六步重新装上振动头；第七步通过进料口向管腔内灌注混凝土，边振动边拔管，拔管开始后，内支撑和活瓣桩尖在自重和混凝土压力下打开，这时混凝土和钢筋笼可顺利通过桩尖，进入地基中；第八步将桩模完全拔出，形成钢筋混凝土大直径管桩。
2.根据权利要求1所述的现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法，其特征在于活动内支撑通过转轴与内管相连，可绕轴上下转动，当转动到水平位置时，正好支撑住内、外管。
3.根据权利要求1所述的现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法，其特征在于活动内支撑的长度等于桩模内、外管之间的净距离。
4.根据权利要求1所述的现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法，其特征在于活动内支撑可沿桩模环形腔体均勻设置3个或3个以上。
5.根据权利要求1所述的现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法，其特征在于活动内支撑转轴位置与外管端部齐平，活动内支撑转到水平位置时端部正好对准外管端部。
6.根据权利要求1所述的现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法，其特征在于限位器和活动内支撑位置正好对应、个数相等，且沿桩模均勻设置3个或3个以上。
7.根据权利要求1所述的现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法，其特征在于振动头与桩模之间通过活动法兰盘可拆卸连接。
8.根据权利要求1所述的现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法，其特征在于钢筋笼由纵向钢筋、箍筋和横向支撑钢筋组成，横向支撑钢筋焊接在纵向钢筋上。
9.根据权利要求8所述的现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法，其特征在于所述的横向支撑钢筋长度可调，可与混凝土保护层厚度对应，其两端设置半圆形弯头，在钢筋笼每个横向截面上设置3根或3根以上，沿纵向每3 5m设置一组。
10.根据权利要求1所述的现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法，其特征在于所述的限位器位为一三角形钢板焊接在外管上，限位器伸出内管广1.5cm。
全文摘要
本发明公开了现浇钢筋混凝土大直径管桩施工方法，包括以下步骤桩机就位；活动内支撑转动到贴近限位器；活瓣桩尖闭合；沉入桩模；移开振动头；下放钢筋笼；装上振动头；灌注混凝土；振动拔管；活瓣桩尖和内支撑打开；混凝土和钢筋笼进入地基；桩模拔出成桩。活动内支撑和限位器可沿桩模均匀设置3个或3个以上。钢筋笼上设置横向支撑钢筋，其两端设置半圆形弯头，且在钢筋笼每个横向截面上设置3根或3根以上，沿纵向每3~5m设置一组。本发明巧妙地设置活动内支撑和带横向支撑钢筋的钢筋笼，有效解决了钢筋混凝土PCC桩施工的问题，拓展了PCC桩的应用范围，造价低，以较少的混凝土用量得到较高的承载力。
文档编号E02D5/72GK102296598SQ20111016521
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者丁选明, 凌九忠, 刘汉龙, 陈育民 申请人:河海大学