人孔桩桩头承台一体化的施工方法.pdf

本发明涉及一种建筑工程中利用人工挖孔桩的空桩头解决柱承台的一体化施工方法。包括以下施工步骤：(1)根据基础结构中的柱或地梁的设计截面尺寸确定人孔桩桩头的形状，并在施工人孔桩时将所需桩头部分施工成为上述形状；(2)基础地梁、底板垫层正常施工，在与人孔桩结合位置打掉桩护壁多余部分使之满足柱、地梁、底板的所需截面尺寸，余下空桩头护壁部分为承台地模；(3)将柱钢筋与桩头钢筋进行连接，达到规定的锚固长度；(4)浇注砼。本发明通过简化、量化的设计改变传统人孔桩单桩单柱时打掉桩护壁做承台的浪费做法，利用、调节桩空护壁，使之和承台合二为一，使承台做法更节约和环保，同时使基础施工承台这一环节更快速和简单。

1、  一种人孔桩桩头承台一体化的施工方法，其特征在于：包括以下施工步骤：(1)根据基础结构中的柱或地梁的设计截面尺寸确定人孔桩桩头的形状，并在施工人孔桩时将所需桩头部分施工成为上述形状；(2)基础地梁、底板垫层正常施工，在与人孔桩结合位置打掉桩护壁多余部分使之满足柱、地梁、底板的设计所需截面尺寸，余下空桩头护壁部分为承台地模；(3)将柱钢筋与桩头钢筋按设计进行连接，达到设计或规范规定的锚固长度；(4)浇注砼，承台部分砼的标号在桩与柱或地梁中按设计选择高的。

2、  如权利要求1所述的人孔桩桩头承台一体化的施工方法，其特征在于：当结构柱或地梁的截面小于人孔桩且相对于桩轴心线不偏心时不用扩大桩径，按设计直接将结构柱或地梁的主筋与桩主筋连接。

3、  如权利要求1所述的人孔桩桩头承台一体化的施工方法，其特征在于：当结构柱或地梁的截面大于人孔桩且相对于桩轴心线不偏心时在桩顶部位按需要扩大桩径，按设计直接将结构柱或地梁的主筋与桩主筋连接。

4、  如权利要求1所述的人孔桩桩头承台一体化的施工方法，其特征在于：当结构柱或地梁的截面小于人孔桩且相对于桩轴心线偏心时不用扩大桩径，然后按设计将桩主筋弯曲进入结构柱或地梁中与其主筋连接。

5、  如权利要求1所述的人孔桩桩头承台一体化的施工方法，其特征在于：当结构柱竖向偏出桩芯位时在桩顶部位按需要扩大桩径以使柱被支撑在桩上，然后按设计将桩主筋弯曲进入结构柱或地梁中与其主筋连接。

人孔桩桩头承台一体化的施工方法
技术领域
发本明涉及一种建筑工程中利用人工挖孔桩的空桩头解决柱承台的施工方法。
背景技术
工程建设中测量放线受许多因素的影响，桩位的偏差相对较大。为了防止和调整这种偏差的负面影响，设计上通过承台平衡柱与桩等的传力和保证施工安全。
而桩又是多种多样的。比如预制桩：由于单桩承载力不够，往往会用两根或多根桩进行组合；而平衡桩组合设计上往往只有用桩承台来实现，使柱的承载力有一个接收再分散下传的平台。再比如冲、钻孔桩，湿作业。成桩后泥浆充斥在桩内，如果没有一个比桩还大的承台和承台模，光靠挖掉桩头上面的泥浆远远还不够，还要有凿掉桩头砼的操作空间。要实现这些，必须要有一个比其桩身还要大的操作空间，这也从施工上要一个承台模和承台来实现。
综上及各种因素，桩上是承台、承台上是柱(或剪力墙)。这种定势形成已久，大家基本上按这种模式进行操作。而是否可创用人孔桩空桩头的护壁做承台模却无人质疑。
现今，工程体量越来越大，进度要求越来越快，节能的意识越来越强。在质量、安全有保障的前提下，追求“节约”、“快速”、“高效”、“环保”已成今天的主流。合理化、简化、量化的设计和施工已成时尚。因而像人孔桩桩头的护壁在单桩单柱时是否可以利用，和承台合二为一的改进方案也被提了出来。
发明内容
本发明的目的就是为配合基坑内快速施工，而提供的一种人孔桩桩头承台一体化的施工方法。
本发明的一种人孔桩桩头承台一体化的施工方法，包括以下施工步骤：(1)根据基础结构中的柱或地梁的设计截面尺寸和定位确定人孔桩桩头的形状，并在施工人孔桩时将所需桩头部分施工成为上述形状；(2)基础地梁、底板垫层正常施工，在与人孔桩结合位置打掉桩护壁多余部分使之满足柱、地梁、底板的设计所需截面尺寸，余下空桩头护壁部分为承台地模；(3)将柱钢筋与桩头钢筋按设计进行连接，达到设计或规范规定的锚固长度；(4)浇注砼，承台部分砼的标号在桩与柱或地梁中按设计选择高的。
本发明当结构柱或地梁的截面小于人孔桩且相对于桩轴心线不偏心时不用扩大桩径，按设计直接将结构柱或地梁的主筋与桩主筋连接。
本发明当结构柱或地梁的截面大于人孔桩且相对于桩轴心线不偏心时在桩顶部位按需要扩大桩径，按设计直接将结构柱或地梁的主筋与桩主筋连接。
本发明当结构柱或地梁的截面小于人孔桩且相对于桩轴心线偏心时不用扩大桩径，然后按设计将桩主筋弯曲进入结构柱或地梁中与其主筋连接。
本发明当结构柱竖向偏出桩芯位时在桩顶部位按需要扩大桩径以使柱被支撑在桩上，然后按设计将桩主筋弯曲进入结构柱或地梁中与其主筋连接。
本发明与现有技术相比，通过简化、量化的设计改变传统人孔桩单桩单柱时打掉桩护壁做承台的浪费做法，利用、调节桩空护壁，使之和承台合二为一，使承台做法更节约和环保，同时使基础施工承台这一环节更快速和简单。
附图说明
图1是本发明桩芯尺寸大、柱尺寸小的情况的俯视示意图。
图2是本发明桩芯尺寸大、柱尺寸小的情况的侧视示意图。
图3是本发明桩芯尺寸小、柱尺寸略大的情况的俯视示意图。
图4是本发明桩芯尺寸小、柱尺寸略大的情况的侧视示意图。
图5是本发明桩芯尺寸小、柱尺寸略大的情况的侧视示意图。
图6是本发明桩芯尺寸大、柱尺寸小且偏离桩心位的情况的俯视示意图。
图7是本发明柱偏出下面桩芯位需调整、加大上部桩径相匹配的俯视示意图。
图8是本发明柱偏出下面桩芯位，调整、加大上部桩径相匹配的侧视示意图。
图中：1-(预施工)柱，2-地梁模，3-(人工挖孔桩)护壁，4-(人工挖孔桩)桩芯，5-地梁或底板砼垫层，6-桩外土体，7-(人工挖孔)桩主筋，8-(预施工)底板砼，9-桩中心线，10-柱中心线
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1、图2所示，柱1小、桩芯4大时，轴心(桩中心线9、柱中心线10重合)受力，本发明通过以下技术方案来实现：柱主筋直接插入桩头空芯中。柱筋是否与桩主筋7相接，怎样接由设计根据受力需要确定。如果有地梁，可穿过桩芯、被柱、桩芯上下夹压。
如图3、图4和图5所示，当柱大、桩芯相对小时，轴心受力，在桩施工前，确定桩柱轴心点，加大桩柱相交处的桩护壁3直径，满足柱的截面要求。通过设计调整桩主筋与柱筋间的传力形式和关系等，解决好桩、柱传力问题。
如图6所示，当柱小、桩芯大时，桩芯偏心受力，通过设计调整桩主筋与柱筋间的传力方式和关系等，解决好桩芯偏心受力问题。
如图7和图8所示，当柱偏已出桩芯径外或柱大，在桩施工前，确定桩、柱轴心连线(如图7)。在保证桩、柱轴心连线前提下，使桩空芯下面的护壁在上面的大护壁投影内。
在底板砼8、承台砼施工时，如果柱、地梁、底板在承台范围内砼标号不同，要选择其高标号砼进行浇筑，确保工程质量。
所谓人孔桩桩头、承台一体化，是指在单桩单柱的承力形式下，可利用、变化桩头的护壁，使之满足上部柱和地梁、底板的承力需要，从而使桩头和承台合二为一的做法。
一、现实性：
我国大、人多、但个人平均资源却大都低于世界平均水平。节约和环保这是一个清醒、明智的社会必须要实行的事情。大海不拒杯水，我们能合理节省一点是一点，千万不要浪费。
如果我们打掉，挖运走护壁砼则产生了新的建筑垃圾。承台一般比桩头大，为了保护承台铪、往往会竖向用砖地模加批灰，土底打砼(或砂浆)垫层。为做承台、砌地模需多挖运土方、多用砖、水泥、砂石、水等资源。一方面是多制造垃圾，另一方面是多消耗社会资源。所以单从环保和节约上讲能使“人孔桩桩头与承台一体化”则应如此。
如果我们打掉，挖运走护壁砼等做承台，单个承台模施工完工时间比就是空桩头做承台少则长一、二天，慢则长三、四天(或更长)。如果施工体量大、承台多，而施工机械是有限的，完成承台模的总工期更长。这对一个追求快速、高效地当今社会来讲能用人孔桩桩头护壁做承台模是一种非常好的选择。
所以人孔桩桩头承台一体化是十分必要的。
二、技术性。
(一)结构表现形式
竖向承台下压桩、上承柱(或剪力墙)；平面上传递地梁或底板的力。要想桩头、承台一体化，则先必须确保现承台的功能的前提下才能一体化。
(二)柱头、承台一体化是否能满足现承台的功能呢？
1、先讨论桩、承台、柱(或剪力墙)间的变化可能和应对手段。
1.1、桩、承台、柱轴心受力。
1.1.1、桩芯大、柱小、如示意图1、图2。
这是正常情况，一般是柱砼标号偏高等原因。如果柱为正方形柱，一般是桩大、柱小；桩为长方形，只要比例合理，还是有可能桩大柱小，在这种情况可利用空桩头护壁。柱主筋下可插入桩头空处，柱主筋也可与桩主筋7搭接、套筒连接甚至焊接(不大提倡)等。这些设计根据受力需要、施工方便等来确定；桩头、柱底箍筋设置也是如此。
1.1.2、桩芯小、柱(或剪力墙)大。
A、如果柱(主要是长方形)大得不多，在此桩施工前(如图3、图4和图5所示)，可在桩心轴线不变的情况把空桩头的护壁加大直径施工，满足上部柱受力需要后变回桩设计直径继续施工。柱(如图4)可置于桩变截面之上；也可(如图5)在变截面处，传力可通过桩、柱筋间的设置来解决。
B、如果柱是长方形，似或是剪力墙，可在剪力墙入底板，在底板设一条加强梁，用倒“八”字的结构形式把剪力墙的力传入桩中。
C、如果柱是剪力墙。介于两桩或多桩之间，用地梁也可合理解决，可不要专门做承台。
以上三种情况均可桩头、承台一体化解决柱(剪力墙)承力问题。
1.2、桩、承台柱偏心受力。
1.2.1、桩芯大、柱小如示意图6。
这种情况不多，可利用桩主筋的拉曳作用，减轻柱对桩的偏心负面影响，其它可参考1.1.1。
1.2.2、偏出桩芯或桩芯小、柱大如示意图7。
这种情况也不会多。桩施工前，可根据柱轴线与桩轴线间的偏差加大上部桩头护壁直径，满足柱传力的需要，下逐步收缩护壁直径，合理接顺下面桩护壁。只要上部护壁竖向投影包含下部护壁，便于下部桩施工即可。其它类似1.1.2。
以上情况均可桩头、承台一体化解决柱(剪力墙)承力问题。
2、讨论桩、承台与有(或无)地梁时的变化可能和应对手段。
2.1、有地梁时。
由于桩头、承台一体化，承台简化且小了许多，使原来入承台的地梁变长了。底板既要抗水的飘浮力，又要抗上面的压力。梁变长了，即使加大梁主筋截面和多加箍筋，这也比大承台省得多，快得多，方便得多。如果地梁大，参照柱情况处理。
2.2、无地梁时。
有时(非主流)设计上不想设地梁，加大底板厚度和承台实现力的传递。这种情况加大承台的目的是为了减小桩上柱与柱间底板筋的距离。对底筋影响不大，而对底板面筋影响较大。不论抗浮力有多大，都要传到桩、柱上去，其实不用大承台，可加长桩主筋，根据需要的角度和深度向底板面筋延伸，反扣面筋(或设的暗梁)，也就实现了相当于承台传递面筋所受之力。既简单、节省，又施工方便、快捷。
以上桩头、承台一体化也能满足其功能要求。
当然桩、柱、地梁、底板间的钢筋如何连接由设计定，按设计施工。设计不明确按相应规范施工。
三、可操作性。
由于桩头、承台一体化，对设计、施工有一定的变化和影响，下面从以下方面进行说明。
(一)、设计上。
承台由明显变得不太明显，柱、桩传力方式直接，所以桩、柱主筋和彼此箍筋间应根据受力情况进行调整。桩头与柱底要匹配，桩头护壁直径和方位要与柱配合好。
(二)、施工上。
1、测量放线。
1.1、桩、柱间轴心受力。
先确定桩中心点位(也就确定了柱轴线位)，再确定桩护壁直径是否变化，如有变化，使之匹配。
1.2、桩、柱间偏心受力。
先确定桩中心点位，后确定柱轴线位，根据已定好的桩护壁上部与柱相配的直径进行施工。施工前把已定的桩中心点位按东南西北方向外延首节桩护壁外的安全处定位。等首节护壁施工好后，再用四颗钢筋把四方位控制点调定到首节护壁顶合适点位。配合柱的护壁节由柱轴线位调控，桩头配合护壁到位后，桩位马上用桩中心点位(四控制点)控制。
2、钢筋。
现简化后桩、柱筋根据设计有可能发生关系，再加还有地梁、底板筋相交叉，使不大的空桩头钢筋施工操作难度加大。所以一定要事先计划好钢筋施工的先后秩序。
3、桩护壁。
桩护壁上下相同在此不讨论。要关心的是上部护壁直径大，下部小的情况。这时要注意大径护壁变正常小径护壁间的护壁筋连接的严控和其砼的质量，不然会有隐患。如果桩径大，桩机回转半径不够，要专门加工加大桩机回转半径，确保桩变截面后的施工安全。另注意桩外土体6的安全稳定。在施工地梁模2时要与桩护壁连成一体。在施工承台时注意地梁或底板砼垫层5的施工。
综上所述，对单桩单柱一般情况是可以桩、柱、地梁、底板直接传力。也就是说人孔桩桩头、承台一体化正常情况是可行的，这对缩短基坑内施工工期是有帮助的。