[发明专利]灌注桩桩帽与桩一体化施工装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液化天然气储罐桩帽施工工艺的改进，尤其是一种灌注桩桩帽与桩一体化施工装置及方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术

大型低温储罐外罐设计为后张拉预应力钢筋混凝土结构，一般由成孔灌注桩架空支撑，桩基直径为1～1.5m，数量为169～556根，架空高度为0.76～1.75m。在桩基施工过程中，由于地下状况的不确定性往往会导致桩基施工进度拖延，合理安排桩帽与储罐承台的顺利施工就成为保证项目工期的关键。在以往的液化天然气（LNG）项目中，例如珠海、宁波等地的LNG项目，均采用桩与桩帽分开施工技术，即在桩施工完成之后进行土方开挖、破桩头及绑扎桩帽钢筋，再进行桩帽混凝土浇筑，最后进行土方回填，完成了桩帽施工，这种技术工序繁琐，人力、材料及机械设备投入较大，造成施工成本高，工程进度慢，还增加了扬尘、噪音等污染。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种灌注桩桩帽与桩一体化施工装置，同时给出了其施工方法，能够减少桩帽施工工序，提高工作效率，控制施工成本。

为了达到以上目的，本发明的灌注桩桩帽与桩一体化施工装置基本技术方案为：包括水准仪、全站仪和横截面为环形的垫板，所述环形垫板铺设在桩孔上端口的周围，并套接在整体钢筋笼上，所述整体钢筋笼安装在桩孔内，所述桩孔与整体钢筋笼轴向重合，将所述整体钢筋笼分为地上桩帽钢筋和桩基地下部分钢筋两部分，所述整体钢筋笼包括一组纵向排列的主筋和一根围束在该组主筋上的螺旋箍筋；所述环形垫板上制有一组槽孔，与所述槽孔配合设有螺栓，所述螺栓又与模板上的螺栓孔配合连接，所述模板与垫板、整体钢筋笼中心重合。

优选地，所述模板包括由侧模板围成的筒体，所述筒体外套有内护筒，所述内护筒的上下两端口具有向外延伸的凸边，且在所述内护筒的上下凸边之间设有外护筒，内外护筒之间设有数个加强肋，所述内护筒的下凸边上制有一组与螺栓相配合的螺栓孔。

优选地，在所述筒体的下端外圆面上位于内护筒下方具有与垫板相配合的缺口。

优选地，所述内护筒的上凸边制有一组供钢丝绳穿过的穿绳孔，所述穿绳孔与埋设在桩孔四周地面上的钢筋连接。

优选地，所述桩孔内埋设护筒，位于所述桩孔周围的地面上安装有浇筑平台，所述浇筑平台主要由数层支架组成，便于分层浇筑混凝土。

本发明的灌注桩桩帽与桩一体化施工方法，依次包括桩基地下部分混凝土施工，混凝土超灌，导管及护筒拔出，模板安装，桩帽混凝土浇筑，模板拆除和混凝土养护。

其中，第一步、桩基地下部分混凝土施工包括以下步骤：

（11）按照常规灌注桩成孔施工工艺在现场地面施工获得桩孔，并在桩孔内埋设护筒；

（12）将箍筋螺旋缠绕在一组纵向排列的主筋上，并在箍筋与主筋相交处捆扎连接，制得整体钢筋笼，将整体钢筋笼吊装并固定到桩孔内，所述整体钢筋笼与桩孔轴向重合，并将整体钢筋笼划分为地上桩帽钢筋和桩基地下部分钢筋；

（13）通过设置在桩孔内的导管向桩孔内连续灌注混凝土，控制混凝土灌注时的充盈系数大于1.05；

第二步、混凝土超灌：向桩孔内连续灌注混凝土至护筒的上端口后继续进行灌注，直至混凝土达到预计超灌高度，所述预计超灌高度为灌注高度与桩径的折算量；混凝土达到预计超灌高度后，清除超灌的混凝土并进行再利用，以确保桩孔顶面的混凝土质量合格无杂质；预计的超灌高度一般为0.8～1.0m，即当桩直径为1.2m时，超灌方量等于π×0.62×（0.8～1.0）㎡；

第三步、导管及护筒拔出：进行现场验收，在超灌量满足要求以及桩顶混凝土全部为新鲜混凝土后，即验收合格，将导管及护筒拔出，并清理桩顶混凝土及上部桩帽钢筋；验收时，取桩顶混凝土制作试块，试块满足图纸设计强度要求即为合格；

第四步、在桩顶部混凝土初凝前进行模板安装，包括以下步骤：

（41）制作内、外护筒，内护筒的上下两端口向外延伸制成凸边，在内护筒的下凸边上开一组螺栓孔，将内外护筒连接后套在侧模板围成的筒体上，组成模板；

（42）将桩孔周边地面平整密实后，将环形垫板套接在整体钢筋笼并铺设在地面上，铺设时采用水准仪调平垫板与地面，环形垫板用来控制模板的水平和垂直度；

（43）将组装好的模板吊装至铺设好的环形垫板上，并使模板中心与垫板中心、整体钢筋笼中心对齐，模板的螺栓孔与设置在环形垫板槽孔内的螺栓配合连接，将模板与环形垫板连接为一体；

(44)采用全站仪正交架设，测量模板的垂直度，并通过螺栓、垫板调整模板的垂直度；