一种桩柱连接浇筑结构的制作方法

1.本实用新型属于桩基施工技术领域，特别涉及一种桩柱连接浇筑结构。


背景技术：

2.随着建筑工程的发展和样式的提高，建筑物或构筑物对下部基础的承载要求也越来越高，而桩基础作为一种被广泛应用的基础形式，可以承载上部建筑物和构筑物的大部分荷载。在现有施工中，桩基础中，每根框架柱下靠一根大直径灌注桩承受，叫一柱一桩的施工形式。而一柱一桩中立柱桩的垂直度控制一直是个难点和技术攻关重点。尤其当垂直度要求高时现有的调整设备难以满足精度需求；且目前在成桩后再安装立柱，对立柱调垂、固定，对成孔后的桩孔等待的时间过长，桩孔二次清孔很难保证桩低沉渣的厚度。而且桩柱混凝土标号不一致，不同等级混凝土存在转换如何再保证安装精度的状况下进行浇筑也是施工中的难点。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种桩柱连接浇筑结构，用以解决钻孔桩上柱体的安装固定、柱体精准调整以及不同等级混凝土的浇筑等技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种桩柱连接浇筑结构，包含钢立柱、连接于钢立柱下方的钻孔桩、连接于地面上的支承平台、连接于支承平台上且与钢立柱可拆卸连接的承重臂、连接于支承平台上的控制架、连接于钢立柱内部的进料管，连接于钢立柱地面下方且位于钢立柱外周的护筒、连接于钢立柱分别于控制架和护筒之间的调垂控制系统以及连接于钢立柱外侧的测斜系统。
6.进一步的，所述调垂控制系统包含位于地面上的调垂控制仪、连接于控制架和钢立柱水平向之间的第一千斤顶和连接于护筒与钢立柱水平之间的第二千斤顶；所述第一千斤顶和第二千斤顶分别与调垂控制仪并联连接。
7.进一步的，所述测斜系统包含位于地面上的测斜仪和连接测斜仪且连接于地面下钢立柱外侧的测斜管测斜管。
8.进一步的，所述控制架包含呈方形布置的控架立杆和连接于控架立杆顶部的控架横杆，所述控架立杆高度适应钢立柱安装标高，所述控架横杆水平向呈回字形且两个口字形之间连接有加强杆；控架横杆中内部口字形尺寸对应钢立柱，控架横杆两口字之间加强杆上间隔设置有连孔，连孔与钢立柱通过调节拉杆可拆卸连接。
9.进一步的，所述第一千斤顶可拆卸连接于控架立杆上且在钢立柱环形上间隔对称设置，第一千斤顶水平布置且第一千斤顶外伸部顶接钢立柱外壁；所述第一千斤顶外伸部连接有弧形缓冲垫对应钢立柱外壁连接。
10.进一步的，所述第二千斤顶固定端与护筒连接且在钢立柱环形上间隔对称设置，外伸端顶接钢立柱外壁；第二千斤顶外伸部连接有弧形缓冲垫对应钢立柱外壁连接；第二千斤顶千斤顶在护筒环向上间隔设置并对应安装有位移传感器。
11.进一步的，所述支承平台顶部坡度不超过1%，支承平台对应钢立柱柱心刻有定位十字线。
12.进一步的，所述护筒直径比钻孔桩直径大不少于20cm； 护筒顶部与支承平台固定连接。
13.进一步的，所述钢立柱与钻孔桩之间还填充有回填沙袋和级配砂石，所述回填沙袋设置与钻孔桩桩顶标高高至少1.5m且回填沙袋高度不小于0.3m，回填沙袋上方填充配砂石，级配砂石填充至地面。
14.进一步的，所述进料管顶部可拆卸连接有进料斗，进料管底端伸入钻孔桩内部；进料管埋入钻孔桩混凝土内深度不小于300mm；钢立柱内混凝土强度高于钻孔桩内混凝土强度。
15.本实用新型的有益效果体现在：
16.1）本实用新型通过控制架的设置，一方面可有效的承载钢立柱，且另一方面为第一千斤顶提供了安装空间，利于对钢立柱进行调整；且结合支承平台的设置，可通过钢立柱上预先连接的承重臂进行固定连接；
17.2）本实用新型通过第一千斤顶和第二千斤顶的设置，第一千斤顶连接于控制架上利于受力，且另一端直接侧向调节钢立柱，可进行精准调节和夹持固定；第二千斤顶连接于护筒上，利于安装且便于调整和夹持固定；第一千斤顶和第二千斤顶均通过调垂控制仪联合控制，便于协作和同步控制；通过调节拉杆和吊车可进一步对钢立柱进行调整；
18.3）本实用新型通过不同等级混凝土的浇筑施工，利于保证钢立柱和钻孔桩的整体施工，保证混凝土等级转换时的有效施工和过程中的精度控制；
19.本实用新型通过定位结构的过程控制和调整，利于钻孔桩上部钢立柱的定位、固定、吊装以及后续的混凝土浇筑，可极大的保证施工质量和节约工期；本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解；本实用新型的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
20.图1是钻孔桩与钢立柱不同等级混凝土转换浇筑示意图；
21.图2是桩柱连接浇筑结构竖向剖面示意图。
22.附图标记：1-钢立柱、2-托架、3-控制架、31-控架立杆、32-控架横杆、4-钻孔桩、5-回填沙袋、6-级配砂石、7-调垂控制系统、71-调垂控制仪、72-第一千斤顶、73-第二千斤顶、8-测斜系统、81-测斜仪、82-测斜管、9-平台栏架、10-进料斗、11-进料管、12-支承平台、13-承重臂、14-护筒。
具体实施方式
23.以某商业建筑为例，此建筑地下三层，为一层停车库、设备用房与两层商业，地上七层为商业及商管用房、库房。本工程总体施工工艺采用全逆作法施工，基坑周边采用地下连续墙（两墙合一）作为竖向围护结构。逆作法施工区域利用结构梁板作为水平支撑构件。
24.本工程基础设计等级甲级, 工程桩为钻孔混凝土灌注桩,桩径1200mm及1500mm，
总计131根，桩端持力层为(5)-2中风化安山岩，桩长约23m。基础底板标高-15.7m，底板厚度700mm，局部底板厚度900mm。本工程采用钢筋混凝土框架结构，地下室结构梁板砼等级c35。主楼一层结构梁板砼等级c35，二层及以上梁板砼等级c30，框架柱采用钢管混凝土柱，钢立柱混凝土采用c60。工程采用全逆作法施工，工程桩桩顶至负一层顶板那之间采用钢立柱（即“一柱一桩”），钢立柱插入桩顶以下2米，钢管直径φ600、φ700、φ800、φ1000。钻孔灌注桩桩身混凝土强度等级为c40、钢立柱与桩身上部混凝土强度等级为c60。
25.如图1和图2所示，一种桩柱连接浇筑结构，包含钢立柱1、连接于钢立柱1下方的钻孔桩4、连接于地面上的支承平台12、连接于支承平台12上且与钢立柱1可拆卸连接的承重臂13、连接于支承平台12上的控制架3、连接于钢立柱1内部的进料管11，连接于钢立柱1地面下方且位于钢立柱1外周的护筒14、连接于钢立柱1分别于控制架3和护筒14之间的调垂控制系统7以及连接于钢立柱1外侧的测斜系统8。
26.本实施例中，调垂控制系统7包含位于地面上的调垂控制仪71、连接于控制架3和钢立柱1水平向之间的第一千斤顶72和连接于护筒14与钢立柱1水平之间的第二千斤顶73；所述第一千斤顶72和第二千斤顶73分别与调垂控制仪71并联连接。
27.本实施例中，测斜系统8包含位于地面上的测斜仪81和连接测斜仪81且连接于地面下钢立柱1外侧的测斜管82测斜管82。
28.本实施例中，控制架3包含呈方形布置的控架立杆31和连接于控架立杆31顶部的控架横杆32，所述控架立杆31高度适应钢立柱1安装标高，所述控架横杆32水平向呈回字形且两个口字形之间连接有加强杆；控架横杆32中内部口字形尺寸对应钢立柱1，控架横杆32两口字之间加强杆上间隔设置有连孔，连孔与钢立柱1通过调节拉杆可拆卸连接。
29.本实施例中，第一千斤顶72可拆卸连接于控架立杆31上且在钢立柱1环形上间隔对称设置，第一千斤顶72水平布置且第一千斤顶72外伸部顶接钢立柱1外壁；所述第一千斤顶72外伸部连接有弧形缓冲垫对应钢立柱1外壁连接。
30.本实施例中，第二千斤顶73固定端与护筒14连接且在钢立柱1环形上间隔对称设置，外伸端顶接钢立柱1外壁；第二千斤顶73外伸部连接有弧形缓冲垫对应钢立柱1外壁连接；第二千斤顶73千斤顶在护筒14环向上间隔设置并对应安装有位移传感器。
31.本实施例中，支承平台12顶部坡度不超过1%，支承平台12对应钢立柱1柱心刻有定位十字线。
32.本实施例中，护筒14直径比钻孔桩4直径大不少于20cm； 护筒14顶部与支承平台12固定连接。
33.本实施例中，钢立柱1与钻孔桩4之间还填充有回填沙袋5和级配砂石6，所述回填沙袋5设置与钻孔桩4桩顶标高高至少1.5m且回填沙袋5高度不小于0.3m，回填沙袋5上方填充配砂石，级配砂石6填充至地面。
34.本实施例中，进料管11顶部可拆卸连接有进料斗10，进料管11底端伸入钻孔桩4内部；进料管11埋入钻孔桩4混凝土内深度不小于300mm；钢立柱1内混凝土强度高于钻孔桩4内混凝土强度。
35.结合图1和图2，进一步说明一种桩柱连接浇筑结构的施工方法，具体步骤如下：
36.步骤一、施工前，对施工场地进行清理和整平并设计支承平台12且坡度不超过1%，场地硬化后钢立柱1安装前，先测量定位，确定钢立柱1的平面位置，然后在场地上弹出十字
线，待成孔后，清理泥浆，并重新复核十字轴线，确保钢立柱1定位准确。
37.由于本工程的地下室采用逆作法施工，钢立柱1桩施工场地标高在
±
0.000左右，为保证立柱桩的垂直度，施工场地的平整度要求较高，所以在施工前要对施工场地进行清理和整平并压实，其中支承平台12且硬化200mm厚的c20混凝土，中间预留直径为1.3米的孔洞；散水坡度不超过1%，以防止加载后发生倾斜。
38.步骤二、根据成孔精度要求和调垂需要，定制4米长的钢制的护筒14，护筒14直径比钻孔桩4直径大不少于20cm,壁厚12mm左右； 加工制作控制架3，待钻孔桩4成孔下放钢筋笼以后，重新测设出控制架3的位置，中心误差控制在5mm以内；根据定位安装控制架3，在控制架3下部的支承平台12上测放出钢立柱1就位中心线，并在相应位置进行标识，确保其定位必须正确。
39.其中控制架3上部与钢立柱1上托架2支撑连接，下部可拆卸连接有至少4个第一千斤顶72，用于钢立柱1轴心对中调节和钢立柱1固定，调垂过程中作为支点；此外，在护筒14中设有至少4个第二千斤顶73，用于钢立柱1垂直度调节，调垂过程中作为力的作用点；待控制架3就位以后，根据测量的数据确定钢立柱1标高，在钢立柱1对应标高位置上焊接托架2，钢立柱1通过调节标高的托架2搭设在控制架3上部，此外，平台下部还设置有短钢筋，以便钢立柱1倾角的调节。
40.对于步骤二中钢筋笼，所述钢筋笼包含有三部分：下部钻孔桩4钢筋笼、钢立柱1管内钢筋笼和钢立柱1管外侧与下部钻孔桩4钢筋笼同直径的钢筋笼；钢筋笼外侧的保护层连接有圆形滚轮式混凝土垫块。
41.其中，下部钻孔桩4钢筋笼，在钢筋加工场按设计要求、桩径不同时分类加工，根据成孔深度调配，结合现场情况可在桩孔附近制作成全笼一次性吊放到井口，并在笼顶位置对称位置焊接n形环，以与钢立柱1连接；
42.步骤三、在钢立柱1的侧面设置测斜管82，布置时使测斜管82钢立柱1的中心标志线固定在钢立柱1外侧；其中，测斜管82安装在钢立柱1外壁，安装时保持测斜管82上、下圆心与钢立柱1中心在同一平面，同时保持上部两个圆心之间的距离与下部两个圆心之间的距离相等，测直管中间略有弯曲对测量结果没有影响；安装好以后，检查测直管、钢立柱1之间的圆心偏差(xs3，ys3)， x s3、ys3均≤3mm为合格。
43.本实施例中，钢立柱1加工完成运至施工现场后，开始安装测斜管82，测斜管82设置在钢柱的侧表面，长10米，距钢柱柱顶1米处开始设置；测斜管82采用专用环箍固定，每隔1米布置一道环箍，测斜管82安装保证与钢立柱1表面平行与钢立柱1轴心平行。为确保测斜管82测试垂直度能代表钢管安放垂直度，测斜管82应与钢管完全平行，因此，寻找钢管的母线至关重要，钢管出厂时在钢柱外侧用墨线弹出母线位置，测斜管82安装时严格按墨线方向安装。
44.步骤四、现场施工时，机械就位开挖成孔，开孔前在护筒14上拉十字线，确保钻头中心位置与十字线中心位置保持一致，成孔过程中要低挡匀速钻进；移开成孔机械，再次修整孔口场地，确保孔口设施和钢管立柱安装后不下沉；安放或浇筑支承平台12，且支承平台12内部设置有圆形孔对应安装钢立柱1，在支承平台12上安装控制架3。
45.调整控制架3中控架立杆31的高度来调平至水平并与支承平台12固定连接；支承平台12和调直架时应保证居中，保证是“四心归一”护筒14中心线、支承平台12中心、控制架
3中心、桩位中心。
46.步骤五、钢立柱1吊装就位后，进行钢立柱1的轴线和垂直度校核；在进行该作业步骤前，先在支承平台12孔口上方弹出钢立柱1中心十字交叉线；确保支承平台12十字中心线与桩孔定位的设计中心和底部导向器中心点重合，且误差不得超过1mm，采用激光铅垂仪使下部导向器中心点与孔口顶部十字重点两点重合，然后在支承平台12上标注出定位中心线和控制架3安装定位线；采用吊车进行钢立柱1吊运至桩孔上方后，钢立柱1顶部吊绳先不卸掉，防止钢立柱1下滑。
47.步骤六、垂直控制调整时，垂直控制系统采用测斜管82测量钢立柱1垂直度，通过控制架3上第一千斤顶72对钢立柱1施加侧向推力，从而改变钢立柱1的倾斜角，使钢立柱1垂直度达到要求。
48.钢立柱1对中以后，将垂直度监控探头放入测斜管82内，探头通过电缆沿pvc管内的十字槽滑入管内，分两个轴向，每0.5米采集一个数据，共采集80个数据，绘制出垂直度初始曲线；而后，再次将垂直度监控探头放入测斜管82内，实时监控，根据初始曲线判断出钢立柱1偏移量，直至垂直度确保满足小于1/500的要求，力争达到小于1/600的目标，调整第一千斤顶72和/或第二千斤顶73进行调校，直至垂直度满足设计要求，并用第一千斤顶72和第二千斤顶73将钢立柱1固定。
49.在钢立柱1上部还设有导向柱，控制架3与导向柱用调节拉杆连接，当第一千斤顶72和第二千斤顶73无法或调节作用不大时，采用调节拉杆联合千斤顶调节垂直度，直至符合要求。
50.步骤七、当钢立柱1标高、垂直度校正符合要求时，进行钢立柱1顶部固定，钢立柱1固定利用支承平台12预埋的钢板和钢立柱1行预先连接的承重臂13固定连接，保证在混凝土浇筑过程中控制钢立柱1上浮和左右移动；浇筑混凝土后控制架3和对应定位结构拆除，保留承重臂13，同时在浇筑施工过程中顶部控制架3紧紧固定住钢立柱1顶端，保证钢立柱1在进行混凝土浇筑施工过程不发生变形。
51.对于步骤七中，当钢立柱1固定就为后，开始进行混凝土浇筑，混凝土浇筑采用立式钢导管法进行施工，采用
ø
260钢导管从钢立柱1顶部垂直插入钢立柱1内，导管深入至桩低200-300mm位置，进行首灌混凝土浇筑，确保导管埋入深度大于2米，拔管时确保导管埋入深度1.5米，且提升速度控制在0.5m/分钟以内。
52.混凝土浇筑时，支撑平台上还连接有平台栏架9，平台栏架9包含平台作业架和平台护栏，以保证施工安全。先对钻孔桩4的桩身进行低强度混凝土浇筑施工，待桩身混凝土浇筑至钢立柱1底部以下2000mm时，暂停浇筑，钢进料管11埋入混凝土内深度不小于300mm；然后在柱桩锚固段及钢立柱1内更换高强度混凝土进行浇筑，高强度混凝土浇筑至桩顶设计标高以上1500mm时，暂停混凝土浇筑，此时进料管11埋入混凝土内。
53.合理安排混凝土浇筑计划，在c40浇筑完成前，c60混凝土罐车提前进场，保证不同等级混凝土浇筑的连续性；严格控制混凝土浇筑过程的坍落度，保持在160—220mm，确保混凝土能灌注至设计标高钢立柱1顶加超灌高度。
54.其中，首次灌注所需混凝土数量计算：
55.v≥(3.14d2/4)
×
(h1 h2) (3.14d2/4)
×
h1
56.v≥ (3.14d2/4)
×
(h1 h2) (3.14d2/4)
×
hw
×
〆w/〆c
57.式中：
58.v－－灌注首批混凝土所需要的数量m
³
59.d
‑‑‑‑
桩孔直径m
60.h 1－－桩孔底至导管底端间距，为0.4m
61.h2－－导管初次埋置深度≥1m
62.d－－导管内径0.3m
63.h1－－桩孔内混凝土达到埋置深度h2时，导管内混凝土柱平衡导管外或泥浆压力所需的高度m，即h1=hw〆w/〆c
64.〆w－－孔中泥浆重度11.5kn/m
³
65.〆c－－混凝土重度24kn/m
³
66.hw－－孔中泥浆深度与孔深有关
67.灌注至钢立柱1底以下4米开始换c60砼，在灌注至钢立柱1上下2米左右的混凝土时要适当放慢混凝土的灌注速度，以减少混凝土灌注对钢管立柱的影响，在混凝土灌注至钢管立柱底口位置4米左右时，用测斜仪81测取钢管立柱和工具柱的垂直度情况，如有变化，通过孔内的第二千斤顶73进行微调；
68.其中在钻孔桩4顶部，沿桩孔与钢立柱1之间的空隙，人工四周先回填不少于0.3米高沙袋，然后均匀回填1:1级配砂石6料，进行桩壁与钢立柱1之间的空隙填充；在回填约1/2后，重新浇筑钢立柱1内混凝土，直至混凝土灌满钢立柱1，把桩孔内的泥浆、污水及浮浆全部挤出柱外。浇筑完成后，钢柱顶部以下500-1000mm范围的浮浆、积水人工清除，待混凝土终凝后，柱内混凝土顶部人工剔凿，并拆除控制架3。
69.以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。