一种岩溶区桩基用钢筋笼结构以及桩基施工方法与流程

2021-01-17 12:01:09|

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本申请涉及建筑施工技术领域，尤其是涉及一种岩溶区桩基用钢筋笼结构以及桩基施工方法。

背景技术：

岩溶区是指具有溶蚀性的水对石灰岩、白云岩等可溶性岩石进行长期溶蚀等作用而形成的特殊地貌形态；在岩溶区，由于岩溶作用使得岩体的结构发生改变，从而导致岩石的强度降低，渗透性增强，通常容易引起地基承载力不足、下伏溶洞顶板坍塌、地基塌陷、地基不均匀沉降等问题，对工程建设和使用产生很大影响。

相关授权公告号为cn108589718u的中国专利，公开了一种岩溶区桩基施工方法，包括如下步骤：利用回旋钻和冲击钻进行超前钻孔；在超前钻孔中出现溶洞时，对桩基承载特性进行分析；根据桩端极限承载力，进行桩基钻孔，并在桩孔中下方钢筋笼，根据溶洞的不同高度选择不同的防护措施；在桩孔中浇筑混凝土成桩；保证桩基施工质量和施工安全。

针对上述中的相关技术，发明人认为上述桩基施工所使用的钢筋笼一般由多根竖直的布置成筒状的主筋及焊接在主筋上的钢筋组成，但是这种钢筋笼的结构强度较差，易在吊装或浇筑混凝土时出现变形现象，影响桩基的施工质量。

技术实现要素：

为了改善相关技术中存在的钢筋笼结构强度较差易出现变形而影响桩基施工质量的问题，本申请提供一种岩溶区桩基用钢筋笼结构以及桩基施工方法。

第一方面，本申请提供的一种岩溶区桩基用钢筋笼结构，采用如下的技术方案：

一种岩溶区桩基用钢筋笼结构，包括钢筋外架和钢筋内架，所述钢筋外架包括若干个外主筋和若干个固定连接于外主筋外围的外箍钢板；所述钢筋内架包括若干个内主筋和若干个固定连接于内主筋外围的内箍钢板；所述外箍钢板远离内主筋处的侧壁设置有加强筋架，所述加强筋架位于钢筋外架和钢筋内架之间。

通过采用上述技术方案，钢筋内架和加强筋架的设置增强了钢筋外架的径向抗压强度，同时也能够增强钢筋外架的轴向抗压强度，减小钢筋外架在使用过程中的变形程度。

可选的，所述加强筋架外表面沿其厚度方向贯穿开设有若干个供每一外主筋插设的对接孔。

通过采用上述技术方案，对接孔的设置增大了外主筋与加强网筋之间的接触面积，从而加强钢筋外架与钢筋内架之间的连接紧密度，从而进一步提高钢筋笼的整体强度，减小其变形的可能。

可选的，其中一个所述钢筋外架的端部设置有若干个连接凸块，另一所述钢筋外架端部设置有若干个供连接凸块插设的连接凹槽，两个所述钢筋外架之间设置有用于将连接凸块稳固插设于连接凹槽内的锁止螺栓。

通过采用上述技术方案，通过锁紧螺杆将连接凸块稳固插设于对应位置的连接凹槽内，实现了竖直方向上相邻的两个钢筋外架的稳固拼接，减小防止因笼子下落或灌注砼时上下串动造成错位。

第二方面，本申请提供的一种岩溶区桩基施工方法，采用如下技术方案：

s100，施工前准备，桩位测量及放样、平整施工场地、布设道路、设置供水、供电系统，配置泥浆；

s200，开挖圆形基坑，将护筒埋入基坑内；

s300，钻机就位，将钻头吊起，然后起动泥浆泵，开动钻机慢速回转下放钻头至护筒内；钻进到2～3m后逐渐加大转速和钻压正常钻进，边钻进边注入泥浆护壁；

s400，当钻孔达到设计要求的深度，停止钻进，将钻头放到设计标高慢速回转，将沉渣清除。起钻时应小心操作，防止钻头拖到孔壁，并向孔内补入泥浆，稳定孔内水头高度；

s500，以点焊的方式将钢筋外架和钢筋内架连接在一起，通过锁止螺栓将竖直方向的相邻两个钢筋笼拼合在一起，再在焊缝处涂刷防锈漆进行二道保护，完成钢筋笼的制作；然后将钢筋笼吊放入孔内，对准孔位轻放、慢放，遇阻应上下轻轻活动或停止下放，查明原因后进行处理，严禁强行下放；

s600，预埋导管，导管的初次埋设深度应大于1m，相邻导管之间通过丝扣连接，丝扣件采用密封胶圈密封；

s700，在外露于地面上方的导管端部安放料斗，向料斗内灌注水下砼，灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工；灌注过程中，应注意观察管内砼下降和孔内水位升降，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除；灌注完成即完成桩基施工。

通过采用上述技术方案，护筒一方面能够保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，防止坍孔；另一方面能够隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻孔导向作用；通过改造钢筋笼的结构，加强钢筋笼在轴向和径向处的结构强度，从而保证基桩的施工质量；在钻进过程中可根据地层的不同，控制泥浆配置指标以及控制泥浆的钻进速度，进一步减小孔壁坍塌的现象。

可选的，步骤s200还包括如下子步骤：

s210，在护筒靠近地面处的外侧壁对称焊接担铁，护筒插入基坑并调整到位且固定稳后，在护筒周边用黏土均匀回填并分层夯实，并采用道木将护筒架设牢固。

通过采用上述技术方案，保证在钻孔过程中护筒稳定，避免在钻孔过程中出现护筒下落或护筒周边跑浆的问题。

可选的，步骤s300包括如下子步骤：

s310，遇地下水丰富易坍孔的粉质土，宜用低档慢速钻进，减少钻头对粉质土的搅动，同时应加大泥浆相对密度和提高水头。

通过采用上述技术方案，降低钻进速度以防止坍孔，加大泥浆相对密度以加强护壁，进一步防止坍孔现象的出现。

可选的，步骤s700包括如下子步骤：

s710，当砼面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口往上1～3m处，并徐徐灌注砼。

通过采用上述技术方案，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力，减小当砼面升到钢筋骨架下端时，防止钢筋骨架被砼顶托上升。

可选的，步骤s700还包括如下子步骤：

s720，尽量缩短砼总的灌注时间，并使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性。

通过采用上述技术方案，防止顶层砼进入钢筋骨架时，因砼的流动性过小，而导致钢筋骨架被砼顶托上升。

可选的，步骤s700还包括如下子步骤：

s730，在灌注过程中，当导管内砼不满，含有空气时，徐徐灌入后续砼，不可整斗地灌入漏斗和导管。

通过采用上述技术方案，避免出现导管内部形成高压气囊，而挤出管节间的橡皮垫，进而导致导管漏水的情况。

可选的，步骤s700还包括如下子步骤：

s740，灌注水下砼时，应探测水面或泥浆面以下的孔深和初次灌注的砼面高度，以控制沉淀层厚度、埋导管深度和桩顶标高。

通过采用上述技术方案，防止因探测不够准确而导致沉淀过厚、导管提漏、埋管过深，因而发生夹层断桩、短桩或导管无法拔出的事故。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.钢筋内架和加强筋架的设置增强了钢筋外架的径向抗压强度，同时也能够增强钢筋外架的轴向抗压强度，减小钢筋外架在使用过程中的变形程度；

2.通过锁紧螺杆将连接凸块稳固插设于对应位置的连接凹槽内，实现了竖直方向上相邻的两个钢筋外架的稳固拼接，减小防止因笼子下落或灌注砼时上下串动造成错位；

3.当砼面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口往上1～3m处，并徐徐灌注砼；缩短砼总的灌注时间，并使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性；从而避免导致钢筋骨架被砼顶托上升。

附图说明

图1是实施例中用于体现一种岩溶区桩基用钢筋笼结构的结构示意图；

图2是实施例中用于体现相邻钢筋笼之间连接关系的局部示意图；

图3是实施例中用于体现一种岩溶区桩基施工方法的流程框图；

图4是实施例中用于体现步骤s700及其子步骤的流程框图。

附图标记说明：1、钢筋外架；11、外主筋；12、外箍钢板；121、连接凸块；122、连接凹槽；123、锁止螺栓；2、钢筋内架；21、内主筋；22、内箍钢板；3、加强筋架；31、菱形加强网；32、加强钢板；321、对接孔。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种岩溶区桩基用钢筋笼结构。参照图1和图2，钢筋笼包括钢筋内架2和位于钢筋内架2外围的钢筋外架1，钢筋内架2包括若干个内主筋21和若干个内箍钢板22，内箍钢板22呈环状，内箍钢板22沿内主筋21的高度方向均匀排布，内主筋21沿内箍钢板22周向均匀焊接于内箍钢板22内侧壁上。

参照图1和图2，钢筋外架1包括若干个外主筋11和若干个外箍钢板12，外箍钢板12呈环状，外箍钢板12沿外主筋11的高度方向均匀排布，外主筋11沿外箍钢板12周向均匀焊接于外箍钢板12内侧壁。

参照图1和图2，每一内箍钢板22外侧壁沿其周向固定焊接有加强筋架3，加强筋架3包括菱形加强网31和加强钢板32，菱形加强网31位于内箍钢板22与加强钢板32之间；加强钢板32靠近每一外主筋11处的外表面均沿其厚度方向贯穿开设有供每一外主筋11插设的对接孔321；采用两层钢筋结构并通过加强筋架3实现钢筋外架1和钢筋内架2的连接，以提高钢筋笼的径向抗压和轴向抗拉性。

参照图1和图2，钢筋外架1外表面且位于其一端设置有若干个连接凸块121，连接凸块121焊接于钢筋外架1其中一端处的外箍钢板12上，且连接凸块121沿外箍钢板12周向均匀排布，钢筋外架1远离连接凸块121处的外侧壁沿其周向均匀开设有供相邻钢筋外架1上的连接凸块121插设的连接凹槽122；钢筋外架1靠近连接凹槽122处的一端设置有锁止螺栓123，锁止螺栓123贯穿与之相连的钢筋外架1并螺纹连接于相邻钢筋外架1的连接凸块121上。

参照图3和图4，本申请实施例还公开一种岩溶区桩基施工方法，包括如下步骤：

s100，施工前准备，桩位测量及放样、平整施工场地、布设道路、设置供水、供电系统，配置泥浆。

施工前要先调查钻孔桩施工范围内有无地上、地下管线和构筑物，及时先清除设计桩位范围内场地的杂物、障碍物，平整施工场地和施工便道；依据设计图纸计算各桩位的坐标，并确定每个桩孔与相邻控制点的位置关系；接着用膨润土制备泥浆，添加火碱和纤维素等可改善泥浆性能的添加剂，搅拌后排入泥浆池备用。

s200，开挖圆形基坑，将护筒埋入基坑内。

护筒一方面能够保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，防止坍孔；另一方面能够隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻孔导向作用。

步骤s200包括如下子步骤：

保证在钻孔过程中护筒的稳定，避免钻孔过程中出现护筒下落或护筒周边跑浆的问题。

s300，钻机就位，将钻头吊起，然后起动泥浆泵，开动钻机慢速回转下放钻头至护筒内；钻进到2～3m后逐渐加大转速和钻压正常钻进，边钻进边注入泥浆护壁。

步骤s300包括如下子步骤：

s310，遇地下水丰富易坍孔的粉质土，宜用低档慢速钻进，减少钻头对粉质土的搅动，同时应加大泥浆相对密度和提高水头。

成孔采用旋挖钻机，在钻进中实时检测钻机钻杆的垂直度，以及回转平台的水平，并随时调整；同时还应根据不同的地层适时调整钻具类型、进尺速度、回转速度、提放速度、泥浆配比等参数，避免塌孔。

s400，当钻孔达到设计要求的深度，停止钻进，将钻头放到设计标高慢速回转，将沉渣清除；起钻时应小心操作，防止钻头拖到孔壁，并向孔内补入泥浆，稳定孔内水头高度。