一种新型钢筋混凝土现浇管桩施工工艺及设计计算方法

一种新型钢筋混凝土现浇管桩施工工艺及设计计算方法
【技术领域】
1.本发明专利涉及桩基施工技术邻域，具体涉及一种新型钢筋混凝土现浇管桩施工工艺及设计计算方法。


背景技术：

2.由于经济建设的发展、基础设施建设的需求及数字经济、5g智能化改造的发展目标，土地资源越来越有限，常规的建筑用地极少有可利用的面积，基站、输电线塔等设施特殊的设置地点需求，需要向非适宜地区进行开发与利用。
3.在工程建设中，桩基的施工一般选用重大型钻孔机开挖，然后将预制桩吊放入钻孔中，桩长过长时则进行焊接接桩。但在这种桩基施工过程中存在一些问题，如施工场地过小不易平整，大型机械设备无法架设；预制桩在堆放、吊装和运输过程中容易造成破坏或弯曲；多段桩在连接时上下节桩中心线重合施工难度较大，容易出现施工质量问题。如何有效解决上述问题，保证环境复杂地区的桩基工程顺利进行，成为亟待解决的关键技术难题。
4.【发明专利内容】
5.本发明专利要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新型钢筋混凝土现浇管桩施工工艺及设计计算方法。
6.为了解决以上技术问题，本发明专利采用以下技术方案：一种新型钢筋混凝土现浇管桩，其特征在于：定位导槽、钻孔管桩孔、钢筋笼；所述定位导槽根据施工说明对桩孔位置进行定位布设；所述钻孔管桩孔穿设所述导槽，所述钢筋笼穿设所述钻孔管桩孔。
7.优选的，所述定位导槽的宽度为设计管桩的厚度，不放坡。
8.优选的，所述钻孔管桩孔由多个等直径钻孔咬合形成，单个钻孔直径与定位导槽宽度一致。
9.优选的，所述钢筋笼的直径小于所述钻孔管桩孔的外径，大于所述钻孔管桩孔的内径。
10.一种新型钢筋混凝土现浇管桩的施工工艺，其特征在于：环境包括上覆土层和岩层，没有运输和架设大型机器设备条件；所述施工工艺包括以下步骤：
11.s1:根据测量控制点和施工图纸，采用测量仪器标定管桩的中心点；
12.s2:平整场地，根据管桩的中心点确定好管桩的位置标线，人工开挖所述定位导槽，导槽宽度达到管桩设计厚度；
13.s3:定位导槽开挖完成后，采用人工砂浆抹面对导槽壁进行加固；
14.s4:架设好轻型钻机，成孔方法选择采用跳挖法，直到桩孔深度达到设计深度，并及时使用成孔检测法检测钻孔的垂直度和深度；
15.s5:将绑扎好的钢筋笼垂直放入所述冲钻管桩孔的中央；
16.s6:像所述钻孔管桩孔内浇筑混凝土；
17.s7:养护28天后成桩。
18.优选的，在上述s1中，钻孔前借助工程地质资料和测量仪器确定管桩中心点。
19.通过采用上述技术方案，定位标线过程中采用联测、复测的方法，可以确保桩孔位置准确无误。
20.优选的，在上述s3中，采用人工砂浆抹面。
21.通过采用上述技术方案，采用人工砂浆抹面导槽侧壁的方法，可以加固导槽的强度，避免钻机对所述定位导槽进行碰撞，造成所述定位导槽的额垮塌，保证其在后续的钻机定位过程中能更好的作用。
22.优选的，在上述s4中，采用跳挖法并使用成孔检测法，选用与所述定位导槽宽度略小的钻孔钻头进行钻孔，每完成一个钻孔就要进行成孔检测，每两个相邻钻孔的咬合角度应在60
°
～120
°
之间。
23.通过采用上述技术方案，采用跳挖法成孔，可以提高成孔的质量，避免连续钻孔对相邻等直径桩孔的影响；采取成孔检测方式，可以检测钻孔垂直度和深度，保证钻孔质量。
24.优选的，在上述s5中，钢筋笼的直径等于所述管桩的公称直径，主筋均匀分布于箍筋内部，两者连接缠绕紧密，并将箍筋点焊在主筋上。
25.通过采用上述技术方案，钢筋笼的绑扎制作工艺，保证了钢筋笼的质量。钢筋笼垂直放入，能保证其顺利滑入准确位置，避免触碰到所述钻孔管桩孔壁，使其侧壁破坏或失去完整性。
26.一种新型钢筋混凝土现浇管桩的设计计算方法，按如下步骤进行：
27.s1:通过规范静载试验取值或地区经验确定岩土体的极限侧摩阻力q
si
和端阻力极限承载力q
pk
；
28.s2:根据相邻等直径钻孔之间的咬合角度α和钻头的成孔面积a1计算得到管桩的截面积a和内外周长之和c，计算公式为：
[0029][0030][0031]
式中a——管桩的截面积；
[0032]
n——等直径钻孔的个数；
[0033]
α——相邻等直径钻孔之间的咬合角度，60
°
＜α≤120
°
；
[0034]
a1——钻头成孔面积；
[0035]
r——钻头的钻孔半径；
[0036]
s3:根据所得参数计算现浇管桩的极限承载力qu，计算公式为：
[0037][0038]
式中li——第i层岩土体的厚度；
[0039]qsi
——岩土体的极限侧摩阻力；
[0040]qpk
——桩端处岩土体的端阻力极限承载力；
[0041]
s4:比较现浇管桩的承载力极限值qu与承载力设计值qk，需满足qk≤qu；
[0042]
s5:进行管桩的配筋计算，完成设计流程。
[0043]
本发明专利与现有技术对比的有益效果：本发明专利通过跳挖法咬合成管桩钻
孔，所需机械设备简携便利，解决了某些特殊地区运输难、平整场地难和大面积开挖困难的问题；现场浇筑混凝土，省去预制管桩上下节中心点对齐与焊接等操作，使得施工工艺简单，降低成本和操作难度。
【附图说明】
[0044]
附图用来提供对本发明专利的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明专利的具体实施方式一起用于解释本发明专利，并不构成对本发明专利的限制。在附图中：
[0045]
图1是本发明专利提供的新型钢筋混凝土现浇管桩俯视图；
[0046]
图2是本发明专利提供的新型钢筋混凝土现浇管桩剖面图；
[0047]
图3是本发明专利提供的新型钢筋混凝土现浇管桩结构示意图；
[0048]
图4是本发明专利提供的相邻等直径钻孔咬合细节示意图；
[0049]
图中：1、定位导槽；2、钻孔管桩孔；3、钢筋笼。
【具体实施方式】
[0050]
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明专利作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明专利的范围及其应用。
[0051]
本实施例公开一种新型钢筋混凝土现浇管桩。
[0052]
如图2所示，所述的一种新型钢筋混凝土现浇管桩，包括定位导槽1；钻孔管桩孔2；钢筋笼3，定位导槽1根据施工说明对桩孔位置进行定位布设，钻孔管桩孔2根据所述定位导槽2进行穿设，钢筋笼3直径小于所述定位导槽1的外径，大于所述定位导槽1的内径，钢筋笼3穿设所述钻孔管桩孔2。
[0053]
本实施例还公开了一种新型钢筋混凝土现浇管桩施工工艺及设计计算方法。
[0054]
所述的一种新型钢筋混凝土现浇管桩施工工艺，其施工步骤为：
[0055]
s1:根据测量控制点和施工图纸，采用测量仪器标定管桩的中心点；
[0056]
s2:平整场地，根据管桩的中心点确定好管桩的位置标线，人工开挖所述定位导槽1，定位导槽1宽度达到管桩设计厚度；
[0057]
s3:定位导槽1开挖完成后，采用人工砂浆抹面对导槽壁进行加固；
[0058]
s4:架设好轻型钻机，成孔方法选择采用跳挖法，直到桩孔深度达到设计深度，并及时使用成孔检测法检测钻孔管桩孔2的垂直度和深度；
[0059]
s5:将绑扎好的钢筋笼3垂直放入所述钻孔管桩孔2的中央；
[0060]
s6:像所述钻孔管桩孔2内浇筑混凝土；
[0061]
s7:养护28天后成桩。
[0062]
所述的一种新型钢筋混凝土现浇管桩的设计计算方法，按如下步骤进行：
[0063]
s1:通过规范静载试验取值或地区经验确定岩土体的极限侧摩阻力q
si
和端阻力极限承载力q
pk
；
[0064]
s2:根据相邻等直径钻孔之间的咬合角度α和钻头的成孔面积a1计算得到管桩的截面积a和内外周长之和c，计算公式为：
[0065]
[0066][0067]
式中a——管桩的截面积；
[0068]
n——等直径钻孔的个数；
[0069]
α——相邻等直径钻孔之间的咬合角度，60
°
＜α≤120
°
；
[0070]
a1——钻头成孔面积；
[0071]
r——钻头的钻孔半径；
[0072]
s3:根据所得参数计算现浇管桩的极限承载力qu，计算公式为：
[0073][0074]
式中li——第i层岩土体的厚度；
[0075]qsi
——岩土体的极限侧摩阻力；
[0076]qpk
——桩端处岩土体的端阻力极限承载力；
[0077]
s4:比较现浇管桩的承载力极限值qu与承载力设计值qk，需满足qk≤qu；
[0078]
s5:进行管桩的配筋计算，完成设计流程。
[0079]
本具体实施方式仅仅是对本发明专利的解释，其并不是对本发明专利的限制，本领域技术人员在性阅读完本说明书后可以根据需要对本实施方式做出没有创造贡献的修改，但只要在本发明专利的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种新型钢筋混凝土现浇管桩，其特征在于：包括定位导槽、钻孔管桩孔、钢筋笼；所述定位导槽根据施工说明对桩孔位置进行定位布设，所述钻孔管桩孔根据所述定位导槽进行穿设，所述钢筋笼直径小于所述定位导槽的外径，大于所述定位导槽的内径，所述钢筋笼穿设所述钻孔管桩孔。2.根据权利要求1所述的一种新型钢筋混凝土现浇管桩，其特征在于：所述定位导槽的宽度为设计管桩的厚度，不放坡。3.根据权利要求1所述的一种新型钢筋混凝土现浇管桩，其特征在于：所述钻孔管桩孔由多个等直径钻孔咬合形成，单个钻孔直径与定位导槽宽度一致。4.根据权利要求1所述的一种新型钢筋混凝土现浇管桩，其特征在于：所述钢筋笼的直径小于所述钻孔管桩孔的外径，大于所述钻孔管桩孔的内径。5.一种新型钢筋混凝土现浇管桩的施工工艺，其特征在于：环境包括上覆土层和岩层，没有运输和架设大型机器设备条件；所述施工工艺包括以下步骤：s1:根据测量控制点和施工图纸，采用测量仪器标定管桩的中心点；s2:平整场地，根据管桩的中心点确定好管桩的位置标线，人工开挖所述定位导槽，导槽宽度达到管桩设计厚度；s3:定位导槽开挖完成后，采用人工砂浆抹面对导槽壁进行加固；s4:架设好轻型钻机，成孔方法选择采用跳挖法，直到桩孔深度达到设计深度，并及时使用成孔检测法检测钻孔的垂直度和深度；s5:将绑扎好的钢筋笼垂直放入所述钻孔管桩孔的中央；s6:像所述钻孔管桩孔内浇筑混凝土；s7:养护28天后成桩。6.根据权利要求5所述的一种新型钢筋混凝土现浇管桩的施工工艺，其特征在于：在s4步骤中，所述跳挖法，分为两次完成整个钻孔管桩孔的施工，第一次开钻互不相邻的桩孔，剩下的第二次钻孔，选用与所述定位导槽宽度略小的钻孔钻头进行钻孔，每完成一个钻孔就要进行成孔检测，每两个相邻钻孔的咬合角度应在60
°
～120
°
之间。7.一种新型钢筋混凝土现浇管桩的设计计算方法，按如下步骤进行：s1:通过规范静载试验取值或地区经验确定岩土体的极限侧摩阻力q
si
和端阻力极限承载力q
pk
；s2:根据相邻等直径钻孔之间的咬合角度α和钻头的成孔面积a1计算得到管桩的截面积a和内外周长之和c，计算公式为：a和内外周长之和c，计算公式为：式中a——管桩的截面积；n——等直径钻孔的个数；α——相邻等直径钻孔之间的咬合角度，60＜α≤120
°
；a1——钻头成孔面积；
r——钻头的成孔半径；s3:根据所得参数计算现浇管桩的极限承载力q
u
，计算公式为：式中l
i
——第i层岩土体的厚度；q
si
——岩土体的极限侧摩阻力；q
pk
——桩端处岩土体的端阻力极限承载力；s4:比较现浇管桩的承载力极限值q
u
与承载力设计值q
k
，需满足q
k
≤q
u
；s5:进行管桩的配筋计算，完成设计流程。

技术总结
本发明专利公开了一种新型钢筋混凝土现浇管桩施工工艺及设计计算方法，属于桩基施工技术领域，包括定位导槽、钻孔管桩孔、钢筋笼；所述定位导槽根据施工说明对桩孔位置进行定位布设，所述钻孔管桩孔根据所述定位导槽进行穿设，所述钢筋笼直径小于所述定位导槽的外径，大于所述定位导槽的内径，所述钢筋笼穿设所述钻孔管桩孔。本发明专利的新型钢筋混凝土现浇管桩可以实现在难以架设大型施工设备且施工场地有限的环境下进行桩基础施工，采用小型钻孔器械咬合钻孔形成所需管桩孔，机械设备简携便利，解决了特殊地区运输难和大面积开挖难问题；现场浇筑混凝土，省去预制管桩上下节中心点对齐与焊接等操作，使得施工工艺简单，降低成本和操作难度。降低成本和操作难度。降低成本和操作难度。


技术研发人员：杨柏 石青叶 覃超 程峰 陈俊桦 吴迪 赵珊珊 陈爱军
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/23