一种作为主体结构立柱的捆绑式锚索复合桩结构及其施工方法.pdf

本发明涉及一种作为主体结构立柱的捆绑式锚索复合桩结构及其施工方法，复合桩结构包括锚索、以锚索为中心设置的多根基桩和围绕多根基桩设置的捆绑箍，在捆绑箍内浇筑混凝土；其施工方法是先设置锚索，再围绕其设置基桩。本发明具有以下优点：“一锚多桩”的形式，省去了泥浆护壁等工艺流程，使施工周期缩短；可以作为主体结构的受力构件，不需要重新建造承重构件，且锚杆数量少，节约成本；此种复合桩可以有效避免施工过程中钻孔灌注桩出现的塌孔、缩径、断桩、夹层等问题，成桩质量有保证。

1.  一种作为主体结构立柱的捆绑式锚索复合桩结构，其特征在于，包括锚索、以锚索为中心设置的多根基桩和围绕多根基桩设置的捆绑箍，在捆绑箍内浇筑混凝土。

2.  如权利要求1所述的捆绑式锚索复合桩结构，其特征在于，所述多根基桩设置在一个矩形的四个角处，共四根基桩，所述锚索设置在这个矩形的中心，所述捆绑箍设置在此矩形外，在四根基桩的顶部中心水平设置钢梁。

3.  如权利要求1所述的捆绑式锚索复合桩结构，其特征在于，所述捆绑箍包括多根纵筋和箍筋，箍筋围绕着多根基桩，设置为方形，多根纵筋竖直设置在箍筋所成方形的边上。

4.  如权利要求1所述的捆绑式锚索复合桩结构，其特征在于，在每个所述基桩的底部设置桩头。

5.  如权利要求1所述的捆绑式锚索复合桩结构，其特征在于，所述基桩为分节式预制方桩。

6.  如权利要求5所述的捆绑式锚索复合桩结构，其特征在于，每节所述方桩的端头套有钢套筒，节与节之间通过钢套箍固定。

7.  一种作为主体结构立柱的捆绑式锚索复合桩结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选择好基桩要设定的位置；
2)在地面上，采用机械钻孔钻出用于设置锚索的锚索孔；
3)在步骤2)中钻出的钻孔内竖直设置锚索，锚索的底部锚固于下部的地基中；
4)以锚索的位置为中心，在锚索的周围设置四根基桩；
5)进行压桩、接桩，拔出送桩杆，去除千斤顶及支架装置；
6)暗挖法开挖地下空间，清理桩周及桩间残土；
7)围绕多个基桩外侧设置箍筋和纵筋，形成捆绑桩；
8)在步骤7)中形成的捆绑桩内浇筑混凝土，形成复合桩结构。

8.  如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述步骤4)中以锚索为中心，限定一个矩形区域，以矩形区域的四个角竖直设置桩位引孔，根据桩位引孔设置基桩。

9.  如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述步骤5)的具体步骤如下：
5-1)在所述步骤4)中设置的四根基桩的顶端分别套上钢套筒，在顶端水平设置钢套箍钢套筒与钢套箍焊接；
5-2)在步骤5-1)中设置的四根基桩中一条对象线上的基桩顶端各设置一个千斤顶，在千斤顶的顶端设置反力架，锚索穿过反力架；
5-3)在步骤5-2)中设置的反力架的上方竖直设置至少两根吊索；
5-4)距离步骤5-2)中设置的反力架的上方水平设置一个支架，支架通过四根立柱设置在地面上，四根立柱设置在又一个矩形的四个角处；
5-5)利用反力架和千斤顶对所述步骤4)中矩形一条对角线上的基桩进行压桩到指定的位置，由锚索提供反力；
5-6)通过支架提升反力架；
5-7)利用另一组反力架和千斤顶对所述步骤4)中矩形另一条对角线上的基桩进行压桩到指定的位置；
5-8)通过支架提升5-7)中的另一组反力架和千斤顶；
5-9)在各桩位引孔处继续设置一节基桩，在这一节基桩的顶部套有钢套筒，并与钢套箍焊接；
5-10)重复步骤5-5)到步骤5-9)，直至达到要求的位置。

10.  如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述步骤6)的具体设置步骤如下：
6-1)从所述步骤5)形成的桩顶往下设定的范围，沿着多根基桩的外表面竖直设置多根纵筋；
6-2)在步骤6-1)设置完纵筋后，水平设置将多根基桩包含在中心的多根箍筋。

一种作为主体结构立柱的捆绑式锚索复合桩结构及其施工方法
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种作为主体结构立柱的捆绑式锚索复合桩结构及其施工方法。
背景技术
随着经济社会的不断发展，人们对于节地的关注不断提升。根据有关部门统计，近年来全国机动车保有量不断提高，其中私人汽车保有量增长最快，机动车的停放矛盾日益激烈。特别对于老城区和没有车库的多层住宅区，由于历史、总体规划等原因造成“车多位少”的现象。为解决这一矛盾，相关研究人员提出一种在原址新建地下车库的方案，为了降低施工对周围环境及居民生活的影响，采用暗挖法施工，其关键技术是压桩施工方案。考虑到环境、场地等因素的影响，锚索(杆)静压桩的施工技术特点符合相关要求。
传统的锚索(杆)静压桩是一种应用于基础加固、拖换和纠偏的技术，施工工艺一般流程：1、在基础上预留或凿出桩孔2、后置锚杆或预留锚杆3、安装反力架准备压桩4、接桩、压桩、桩头处理。此方法存在下列问题：1：锚杆数量多，成本高，2、地下土质情况较复杂、勘察不明或遇孤石时，常造成压桩困难，3、在居民密集区施工时，侵占场地较大，对居民正常生活有较大影响，4、施工过程中容易出现塌孔、缩径、断桩等问题，成桩质量差，5、承载能力低。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种预制分节式桩作为主体结构立柱的捆绑式锚索复合桩结构及其施工方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种作为主体结构立柱的捆绑式锚索复合桩结构，包括锚索、以锚索为中心设置的多根基桩和围绕多根基桩设置的捆绑箍，在捆绑箍内浇筑混凝土，实现了一锚多桩的结构，整个结构可作为主体结构的受力构件，不需重新建造承重构件，节约了成本。
进一步地，多根基桩设置在一个矩形的四个角处，共四根基桩，所述锚索设置在这个矩形的中心，所述捆绑箍设置在此矩形外，四根基桩的设置，方便了后期以对角线的方式进行压桩。
进一步地，捆绑箍包括多根纵筋和箍筋，箍筋围绕着多根基桩，设置为方形，多根纵筋 竖直设置在箍筋所成方形的边上，由纵筋和箍筋的设置形成了捆绑箍，通过捆绑箍对多根基桩进行一个固定。
进一步地，在每个所述基桩的底部设置桩头，方便进行压桩。
进一步地，基桩为分节式预制方桩。
进一步地，每节方桩的端头套有钢套筒，节与节之间通过钢套箍固定。
一种作为主体结构立柱的捆绑式锚索复合桩结构的施工方法，包括以下步骤：
1)选择好基桩要设定的位置；
2)在地面上，采用机械钻孔钻出用于设置锚索的锚索孔；
3)在步骤2)中钻出的钻孔内竖直设置锚索，锚索的底部锚固于下部的地基中；
4)以锚索的位置为中心，在锚索的周围设置四根基桩，四根基桩竖直设置在一个矩形的四个角处；
5)进行压桩、接桩，拔出送桩杆，去除千斤顶及支架装置；
6)暗挖法开挖地下空间，清理桩周及桩间残土；
7)围绕多个基桩外侧设置箍筋和纵筋，形成捆绑桩；
8)在步骤7)中形成的捆绑桩内浇筑混凝土，形成复合桩结构。
步骤4)中以锚索为中心，限定一个矩形区域，以矩形区域的四个角竖直设置桩位引孔，根据桩位引孔设置基桩。
步骤5)中具体步骤如下：
5-1)在所述步骤4)中设置的四根基桩的顶端分别套上钢套筒，钢套筒与钢套箍焊接；
5-2)在步骤5-1)中设置的四根基桩中一条对角线上的基桩顶端各设置一个千斤顶，在千斤顶的顶端设置反力架，锚索穿过反力架；
5-3)在步骤5-2)中设置的反力架的上方竖直设置至少两根吊索；
5-4)距离步骤5-2)中设置的反力架的上方水平设置一个支架，支架通过四根立柱设置在地面上，四根立柱设置在又一个矩形的四个角处；
5-5)利用反力架和千斤顶对所述步骤4)中矩形一条对角线上的基桩进行压桩到指定的位置，由锚索提供反力；
5-6)通过支架提升反力架；
5-7)利用另一组反力架和千斤顶对所述步骤4)中矩形另一条对角线上的基桩进行压桩到指定的位置；
5-8)通过支架提升5-7)中的另一组反力架和千斤顶；
5-9)在各桩位引孔处继续设置一节基桩，在这一节基桩的顶部套有钢套筒，并与钢套箍焊接；
5-10)重复步骤5-5)到步骤5-9)，直至达到要求的位置。
步骤6)中具体设置步骤如下：
6-1)从所述步骤5)形成的桩顶往下设定的范围，沿着多根基桩的外表面竖直设置多根纵筋；
6-2)在步骤6-1)设置完纵筋后，水平设置将多根基桩包含在中心的多根箍筋。
本发明的工作原理是：选定好安装位置后，先设置锚索，锚索的下部锚固在地基中，围绕锚索设置多根基桩，由锚索提供反力将周围群桩压到指定的位置，这种施工方法，缩短了施工时间，减小了施工对环境的影响，通过桩位引孔保证压桩到位，具有操作简单、施工效率高、节省材料、经济效益高的优点。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.节约资金：“一锚多桩”的形式，省去了泥浆护壁等工艺流程，使施工周期缩短；可以作为主体结构的受力构件，不需要重新建造承重构件，且锚杆数量少，节约成本。
2.成桩质量好：此种复合桩可以有效避免施工过程中钻孔灌注桩出现的塌孔、缩径、断桩、夹层等问题，成桩质量有保证。
3.承载力大：将群桩捆绑后形成一个独立的竖向构件，承载能力大幅提高。
4.环境友好：避免了护壁泥浆对周围环境的污染，避免了大型机械施工对居民生活的影响。
附图说明
图1为本发明复合桩的施工流程图；
图2为本发明群桩1、2、3、4的平面布置图；
图3(a)-图3(g)为本发明的复合桩施工步序图；
其中：图3(a)为锚索钻孔机械钻孔完成后的剖面示意图；
图3(b)为锚索锚固部位灌注灌浆料的剖面示意图；
图3(c)为设置了4个桩位引孔的剖面示意图；
图3(d)沿一对角线对基桩进行压桩的剖面示意图；
图3(e)沿另一对角线对基桩进行压桩的剖面示意图；
图3(f)捆绑桩钢筋布置的剖面示意图；
图3(g)捆绑桩浇筑混凝土后的剖面示意图；
图4为本发明实施例提供的预制混凝土方桩时图3(d)中A-A截面图；
图5为本发明实施例提供的预制混凝土方桩时图3(f)中B-B截面图；
图6为本发明实施例提供的预制混凝土方桩时图3(g)中C-C截面图；
图7为本发明实施例提供的预制混凝土方桩时图3(d)中的局部放大图；
图8为本发明实施例提供的预制混凝土方桩时图7中反力架平面图；
图9为本发明实施例提供的预制混凝土方桩时支架的俯视图；
图10为本发明实施例提供的预制混凝土方桩时固定夹的结构图；
图中，1为1号基桩；2为2号基桩；3为3号基桩；4为4号基桩；5为锚索孔；6锚索；7为注浆材料；8为桩位引孔；9为千斤顶；10反力架；11为支架；12为捆绑桩；13纵筋；14混凝土；16为吊索；15为箍筋；17为卡扣；18为钢套箍；19为钢梁；20立柱；21为固定夹；22为高强螺栓；23地面。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图2所示，一种作为主体结构立柱的捆绑式锚索复合桩结构，包括锚索6、以锚索6为中心设置的多根基桩和围绕多根基桩设置的捆绑箍，在捆绑箍内浇筑混凝土14。
具体地，多根基桩设置在一个矩形的四个角处，共四根基桩，分别为1号基桩1，2号基桩2，三号基桩3，4号基桩4，锚索6设置在这个矩形的中心，捆绑箍设置在此矩形外，在四根基桩的顶部中心水平设置钢梁19；或者多根基桩设置在以锚索6为圆心的圆内，基桩间隔设定的距离。
捆绑箍包括多根纵筋13和箍筋15，箍筋15围绕着多根基桩，设置为方形，多根纵筋13竖直设置在箍筋15所成方形的边上，由纵筋13和箍筋15的设置形成了捆绑箍。
在每个基桩的底部设置桩头，桩头呈圆锥形，便于基桩深入到地下。
基桩为分节式预制方桩，每节方桩的端头套有钢套筒，节与节之间通过钢套箍固定，钢套筒与钢套箍18通过焊接连接。
图1为本发明中复合桩的结构流程图，一种作为主体结构立柱的捆绑式锚索复合桩结构的施工方法，包括以下步骤：
1)选择好基桩要设定的位置；
2)在地面上，采用机械钻孔钻出用于设置锚索6的锚索孔5，如图3(a)；
3)在步骤2)中钻出的钻孔内竖直设置锚索6，锚索6的底部锚固于下部的地基中，锚 索锚固段内填筑注浆材料7，如图3(b)；
4)以锚索6的位置为中心，在锚索6的周围设置四根基桩，四根基桩竖直设置在一个矩形的四个角处，如图3(d)和图4所示；
5)进行压桩、接桩，拔出送桩杆，去除千斤顶9及支架11装置；
6)采用暗挖法开挖地下空间，清理桩周及桩间残土；
7)围绕多个基桩外侧设置箍筋15和纵筋13，形成捆绑桩12；
8)在步骤7)中形成的捆绑桩内浇筑混凝土14，截断锚索6，形成复合桩结构。
步骤4)中以锚索6为中心，限定一个矩形区域，以矩形区域的四个角竖直设置桩位引孔8，根据桩位引孔8设置基桩，如图3(c)。
步骤5)中具体步骤如下：
5-1)在所述步骤4)中设置的四根基桩的顶端分别套上钢套筒，在顶端水平设置钢套箍18，钢套筒与钢套箍10焊接；
5-2)在步骤5-1)中设置的四根基桩中一条对象线A上(图2)的基桩顶端各设置一个千斤顶9，在千斤顶9的顶端设置反力架10，锚索穿过反力架10，在反力架10上方设置防止锚索6滑移的卡扣17，卡扣17穿在锚索6上，如图3(d)；
5-3)在步骤5-2)中设置的反力架10的上方竖直设置至少两根吊索16，吊索16一端连接在支架11上，另一端设置在反力架10上，用于提升反力架10，如图3(e)；
5-4)距离步骤5-2)中设置的反力架10的上方水平设置一个支架11，支架11通过四根立柱20设置在地面23上，四根立柱设置在又一个矩形的四个角处；支架11为一个支撑装置，通过吊索16提升反力架10；
5-5)利用反力架10和千斤顶9对所述步骤4)中矩形一条对角线上A向的基桩进行压桩到指定的位置，由锚索6提供反力；
5-6)通过支架11提升反力架10和千斤顶9；
5-7)利用矩形另一对角线B向的反力架10和千斤顶9对所述步骤4)中B向(图2)上的基桩进行压桩；其中A、B两方向上的压桩是相互独立的；在B向压桩时，锚索6由A向的锚具紧固；B向压桩至指定位置后，锚索6由B向锚具紧固，松开A向锚具，提升A向反力架10和千斤顶9，在A向继续设置一节基桩进行接桩，在这一节基桩的顶部套有钢套筒，并与钢套箍焊接，降下千斤顶9；
5-8)A向压桩至指定位置后，将锚索由A向锚具紧固，松开B向锚具，提升B向反力架10和千斤顶9；在B向继续设置一节基桩进行接桩，在这一节基桩的顶部套有钢套筒，并与 钢套箍18焊接；B向开始压桩。
5-9)重复步骤5-7)到步骤5-8)，A、B两向交替提升压桩，直至送桩杆将基桩送至指定位置，其中最后一节基桩的顶端不放置钢套筒。
步骤7)中具体设置步骤如下：
7-1)从所述步骤5)、6)形成的桩顶往下设定的范围，沿着多根基桩的外表面竖直设置多根纵筋；
7-2)在步骤7-1)设置完纵筋13后，水平设置将多根基桩包含在中心的多根箍筋15，由纵筋13和箍筋15的设置在四根基桩的外侧，整个结构形成了一个捆绑桩12。
此外，由图8可以看出，设置反力架10时，在反力架10上方设置一中心用于通过锚索6的固定板，固定板通过螺栓螺母或其他紧固装置固定于反力架10上，在反力架10下方竖直设置一个固定装置，该固定装置包括两部分对称的固定夹21，固定夹21的中心竖直设置用于放置锚索6的空间，在水平方向上穿有螺栓孔，两个固定夹21在夹住锚索6时，通过高强螺栓22、螺母紧固，如图10所示为一个固定夹的结构图。
实施例2
一种作为主体结构立柱的捆绑式锚索复合桩结构，包括锚索6、以锚索6为中心设置的多根基桩和围绕多根基桩设置的捆绑箍，在捆绑箍内浇筑混凝土14。
具体地，多根基桩设置在一个矩形的四个角处，共四根基桩，分别为1号基桩1，2号基桩2，三号基桩3，4号基桩4，锚索6设置在这个矩形的中心，所述捆绑箍设置在此矩形外，在四根基桩的顶部中心水平设置钢梁19；或者多根基桩设置在以锚索6为圆心的圆内，基桩间隔设定的距离。
捆绑箍包括多根纵筋13和箍筋15，箍筋15围绕着多根基桩，设置为圆形，多根纵筋13竖直设置在箍筋15所成圆形的边上，由纵筋13和箍筋15的设置形成了捆绑箍。
在每个基桩的底部设置桩头，便于基桩深入到地下。
基桩为分节式预制圆桩，圆桩节与节之间通过钢套箍18固定连接。
每节方桩的端头有钢套筒，钢套筒与钢套箍18通过焊接连接。
其具体施工方法与实施例1中的相同。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。