專利名稱：人工挖孔樁與鋼管混凝土柱一體化的施工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是ー種地下建筑工程技術領域中的施工技木，具體是ー種使人工挖孔樁與鋼管柱一體化的施工方法。
背景技術：
人工挖孔樁指采用人エ挖土、現(xiàn)場澆搗的鋼筋混凝土樁。人工挖孔樁一般直徑較大，最小的也在800mm以上，能夠承載基底壓カ較大的結構主體。人工挖孔樁因具有施工 エ藝簡單、施工方便快捷、不需大型機械設備、可多樁同時施工、節(jié)省設備投資等優(yōu)點而被廣泛應用。而且，人工挖孔樁又具有單樁承載カ高、可直接檢查樁外形尺寸和持カ層情況。 鋼筋受力性能可靠、抗震能力強等特點。人工挖孔樁施工程序一般為先進行場地平整、放線、定樁位等一系列準備工作，然后開始向下挖孔直到工程所需要的深度。挖孔的過程中應注意清理樁孔周壁及校核樁孔的直徑和垂直度，井隨著開挖的進行設置支撐護壁模板。然后綁扎和驗收鋼筋籠，排除孔底積水并放入串筒。最后灌注樁芯混凝土至設計頂標高。但是，當人工挖孔樁在地下水位較高的砂性地層中施工吋，由于開挖時會產生流沙，施工人員無法進入挖孔而不能施工。在進行人工挖孔樁施工吋，需確定地基中的土層分布與土性特征，2011年Chai ^ (Estimating hydraulic conductivity from piezocone sounaings， ireotechnique， 61(8),699-708 ；英國土木工程師協(xié)會主辦的《巖土技木》，“用孔隙水壓式的靜カ觸探測定的成果推算土層的固結系數(shù)”)通過應用孔隙水壓式的靜カ觸探測定土層中的孔隙水壓カ 的分布規(guī)律；然后，利用孔隙水壓カ的分布規(guī)律來確定土層分布及土層的固結性狀與相關計算公式(簡稱Chai方法)。經對現(xiàn)有的技術文獻檢索發(fā)現(xiàn)，2008年潘必勝發(fā)表了 流砂地質條件下人工挖孔樁的處理，《路基工程》2008年第3期，166-167。另外還有中國實用新型專利申請?zhí)?00920160230. 9，發(fā)明名稱“流沙層中人工挖孔樁裝置”，以及發(fā)明專利申請?zhí)?200710134716.0，發(fā)明名稱人工挖孔樁的施工方法，這些技術文獻中雖然談到了流砂地質條件下人工挖孔樁的保護可以采用鋼護筒、混凝土沉管、特殊護筒等保護開挖的方法并可以取得一定的效果；但是在現(xiàn)有人工挖孔樁的施工方法中，灌注混凝土結束后對鋼套筒的一般處理方法是向上抽出后廢棄不用，然后在樁位處另設鋼管柱作為支撐柱和其他地鐵エ 程中的必要結構。這既造成了一定的材料浪費，又増加了施工エ序，而且影響到樁位處上下結構的整體性和穩(wěn)定性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就在于針對上述缺陷，提供ー種人工挖孔樁與鋼管柱一體化的施工方法，克服上述背景技術中存在的人工挖孔樁施工與鋼管柱施工分開脫節(jié)的問題，減少材料浪費，降低工程成本，保證樁位處上下結構的整體性和穩(wěn)定性。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括如下步驟
第一步，施工現(xiàn)場地質勘測首先要采用帶孔隙水壓力的靜力觸探方法對現(xiàn)場進行水文地質調查，主要調查內容為砂土含量、滲透性、滲水量、酸性等一系列土層性質。得到施工現(xiàn)場土層劃分信息和地質信息；所述施工現(xiàn)場的土樣采集方法為用厚壁取土設備，在施工現(xiàn)場從地面至樁的設計深度取土，用于做室內配合比試驗，取土量根據(jù)試件量確定，以每層土不少于三個試件為
且；所述的帶孔隙水壓力的靜力觸探方法是用來測定土體力學與滲透性的，該方法較節(jié)省工程費用。用Chai方法來計算挖孔過程中的滲水量，相關計算結果會在后面的鋼管開孔的步驟中作為參考標準。所述的利用Chai方法確定土層中的滲透系數(shù)，即是孔隙水壓式的靜力觸探檢測地層的貫入阻力與孔隙水壓力隨深度的變化曲線；然后以測得的孔隙水壓與貫入阻力之比為橫軸，以貫入阻力與初始地層應力之比為縱軸，作出關系圖，將該圖劃分若干不同土性特征區(qū)，每一種特征代表一種土的類型；將實測的靜力觸探曲線的數(shù)據(jù)標于該圖以判斷場地土層的類型；再根據(jù)土的類型對照貫入阻力曲線與孔隙水壓力分布曲線，確定施工現(xiàn)場土層劃分信息、滲透系數(shù)；靜力觸探的測試深度為需施工攪拌樁深度的1. 5倍；檢測數(shù)量至少3個孔。滲透系數(shù)按Chai等提出的下列公式計算確定，
權利要求
1.ー種人工挖孔樁與鋼管混凝土柱一體化的施工方法，其特征在于包括如下步驟 第一歩，施工現(xiàn)場地質勘測，測定土體力學與滲透性，得到施工現(xiàn)場土層劃分信息和地質信息；第二步，鋼管制作鋼管之間的連接采用螺紋扣連接，一段為雄ロ，一段為雌ロ，鋼護筒外壁開孔，以備隨后施工中頂入銷釘，作為鋼護筒與筒內澆筑砼之間的防滑裝置，同時制作滿足整柱高度的鋼銷釘備用；第三步，樁柱現(xiàn)場定位按設計要求確定樁柱位置后，將護壁鋼管第一節(jié)安置于所確定的位置，根據(jù)樁位平面圖及現(xiàn)場基準點，使用全站儀測定樁位，并打入明顯標記，樁位放線確保準確無誤，并對基準點做保護；第四歩，人工挖土并下沉鋼管采用邊挖土邊下沉鋼管的方式；下沉鋼管的過程中，當前一節(jié)鋼管全部進入土層后，套上第二節(jié)鋼管，待挖到設計深度后停止，鋼管每節(jié)之間采用雌雄ロ螺旋連接；第五歩，下放鋼筋籠澆搗砼當挖到設計深度，待相關施工人員撤出后下放鋼筋籠澆搗砼，下放鋼筋籠后，向挖好的孔內注入混凝土至基坑底部位置；邊振搗邊上拔鋼管護筒至基坑底部位置；第六歩，提升鋼管至底板位置在振搗混凝土的同吋，緩緩將鋼管提升至底板位置； 第七歩，基坑開挖基坑開挖至設計底部，露出鋼管柱，并將鋼管作為基坑內的支撐柱， 與橫梁相連接；第八步，砼深底板連接，在鋼筒與底板接觸位置焊接法蘭作為護板； 第九步，澆搗砼并安裝銷釘。
2.根據(jù)權利要求1所述的人工挖孔樁與鋼管混凝土柱一體化的施工方法，其特征在于第一歩中，采用帶孔隙水壓カ的靜カ觸探方法對現(xiàn)場進行地質水文調查，主要調查內容為砂土含量、滲透性、滲水量、酸性一系列土層性質，得到施工現(xiàn)場土層劃分信息和地質信肩、ο
3.根據(jù)權利要求2所述的人工挖孔樁與鋼管混凝土柱一體化的施工方法，其特征在于所述的帶孔隙水壓カ的靜カ觸探方法是用來測定土體力學與滲透性的，利用Chai方法確定土層中的滲透系數(shù)，即是孔隙水壓式的靜カ觸探檢測地層的貫入阻力與孔隙水壓カ隨深度的變化曲線；然后以測得的孔隙水壓與貫入阻力之比為橫軸，以貫入阻力與初始地層應カ之比為縱軸，作出關系圖，將該圖劃分若干不同土性特征區(qū)，每ー種特征代表一種土的類型；將實測的靜力觸探曲線的數(shù)據(jù)標于該圖以判斷場地土層的類型；再根據(jù)土的類型對照貫入阻力曲線與孔隙水壓カ分布曲線，確定施工現(xiàn)場土層劃分信息、滲透系數(shù)。
4.根據(jù)權利要求1所述的人工挖孔樁與鋼管混凝土柱一體化的施工方法，其特征在干第二步中，所述鋼管筒采用δ = 12mm厚的A3鋼板卷制而成，按加、的標準長度定尺加エ。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的人工挖孔樁與鋼管混凝土柱一體化的施工方法，其特征在于第二步中，開孔方式為將鋼管外壁按45度間隔鉆不穿過的孔，以防止鋼筒外泥砂和地下水涌入管內，孔間間距和孔直徑由滲水量計算結果決定，保證鋼護筒能抵抗土層側壓并且保持自身穩(wěn)定性。
6.根據(jù)權利要求5所述的人工挖孔樁與鋼管混凝土柱一體化的施工方法，其特征在于第二步中，開孔孔深11mm，留下Imm內壁不予鑿穿，開孔直徑為5mm，孔的豎向間距為 500mmo
7.根據(jù)權利要求5所述的人工挖孔樁與鋼管混凝土柱一體化的施工方法，其特征在于第二步中，每層鉆孔位置錯落分布，即上ー排鉆孔的兩孔中間位置鉆設下ー排銷釘孔， 雌雄螺紋接ロ的附近不宜鉆孔。
8.根據(jù)權利要求5所述的人工挖孔樁與鋼管混凝土柱一體化的施工方法，其特征在干第二步中，所述挖孔方法為人工挖土，孔內挖土采用分段開挖方式。
9.根據(jù)權利要求1所述的人工挖孔樁與鋼管混凝土柱一體化的施工方法，其特征在干第九步中，將銷釘在砼結硬之前釘入鋼管，筒壁孔中的銷釘釘入筒內，并將末端與外筒壁無縫焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種人工挖孔樁與鋼管混凝土柱一體化的施工方法，該方法將人工挖孔樁施工中將用于避免流沙的鋼護筒直接用于上部結構鋼管混凝土柱的施工，采用邊挖土邊下沉鋼管的方式，下沉鋼管的過程中，當前一節(jié)鋼管全部進入土層后，套上第二節(jié)鋼管，待挖到設計深度后停止，鋼管每節(jié)之間采用雌雄口螺旋連接，并通過銷釘與內部混凝土固定。在鋼筒與底板接觸位置焊接法蘭作為護板，增大鋼筒與底板接觸面積。本發(fā)明可以縮短施工工期和減少用鋼量，增加結構的穩(wěn)定性和整體性，提高施工效率，降低工程造價。
文檔編號E02D1/00GK102561330SQ20111045204
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者劉衛(wèi)鐸, 吳雙武, 張偉森, 李輝, 沈水龍, 羅太祥, 許燁霜, 馬磊, 高憲民 申請人:上海交通大學, 中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司