CN114108674A - 一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法，包括：通过履带光伏打桩机安装螺旋钻进行钻孔，形成桩孔；通过汽车吊将钢管桩吊装至桩孔内；钢管桩进入桩孔后，根据预设要求校正所述钢管桩的垂直度；通过履带光伏打桩机和振动锤打桩机进行钢管桩安装；在钢管桩内灌黄沙填实，进行桩顶处理。本发明能够有效解决市政工程管线交叉碰撞影响，快速施工，同时提高了施工安全性和施工质量、缩短了施工工期，杜绝了后期基础处理，节约了成本。

Description

一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法。

背景技术

工程桩，根据桩身材料分为混凝土桩、钢桩和组合材料桩，钢管桩属于钢桩的一种，具有质量轻，高承载力的优点。钢管桩目前广泛用于桥梁、码头、房屋等基础建设的桩基础中，其特点是承载力高。传统的钢管桩一般采用在预设桩位挖出桩孔，在桩孔内设置预埋件，在预埋件内浇筑混凝土，形成钢管桩的方法。但是，在市区进行市政工程时，由于市内管线较为复杂，容易产生交叉碰撞等情形，难以通过该方法进行快速的施工，且钢管桩不容易被钻入至地层中，严重影响了施工效率，施工成本高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法。

一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法，包括以下步骤：通过履带光伏打桩机安装螺旋钻进行钻孔，形成桩孔；通过汽车吊将钢管桩吊装至桩孔内；钢管桩进入桩孔后，根据预设要求校正所述钢管桩的垂直度；通过履带光伏打桩机和振动锤打桩机进行钢管桩安装；在钢管桩内灌黄沙填实，进行桩顶处理。

进一步地，在通过履带光伏打桩机安装螺旋钻进行钻孔，形成桩孔之前，还包括：原材料进场，进行钢管桩加工和验收，并运输至施工现场；在施工现场测量放线定位，确定路灯基础位置；钻机就位，根据测量控制网校对桩位和作业面标高，根据校核标高数据调整钻杆入深，控制桩长；通过调整支腿油缸的方法，调整装机立柱正面和侧面的垂直度。

进一步地，所述钢管桩采用无缝钢管加工制成，在钢管桩验收时，对钢管桩进行焊缝外观检查和探伤检测。

进一步地，所述通过履带光伏打桩机安装螺旋钻进行钻孔，形成桩孔，具体包括：履带光伏打桩机安装螺旋钻在桩位进行单向钻进，在粘泥层抱钻杆时，将钻杆提升至地面，对钻尖活门重新清理、调试和封口后再进行钻进；在开始钻进或穿过软硬土时，通过机架吊的两吊锤控制钻杆垂直度；缓慢进入，在杂填土层或软塑性土层中钻进时，提升排土，直至电流变化在正常状态。

进一步地，所述通过汽车吊将钢管桩吊装至桩孔内，具体包括：将所述钢管桩吊装至汽车吊上，通过汽车吊将钢管桩吊装至桩孔正上方，垂直对准桩孔缓缓送下钢管桩，至钢管桩完全进入所述桩孔内。

进一步地，所述钢管桩进入桩孔后，根据预设要求校正所述钢管桩的垂直度，具体包括：钢管桩进入桩孔后，在打桩机机架上离底座预设高度处安装导正设施，调整机架，使连杆中心、导正设施中心和桩位处于同一直线上；根据两吊锤对钢管垂直度进行调整，至垂直度符合预设要求；启动设备使钢管缓缓进入土层浅表，停止下沉，对垂直度进行调整，至垂直度符合预设要求；再次使钢管缓缓进入土层，停止下沉，对垂直度进行调整，重复数次，至钢管下沉深度符合深度要求。

进一步地，所述通过履带光伏打桩机和振动锤打桩机进行钢管桩安装，具体包括：打桩开始时，通过履带光伏打桩机进行小落距的轻捶，使钢管桩正常沉入土中1～2m，检测钢管桩桩尖是否发生偏移；若未发生偏移，则逐渐增大落距，至预设深度，在增大落距的过程中，落距最大不超过1m；在遇土层摩擦力大时，通过所述振动锤打桩机配合进行钢管桩的振动下沉。

进一步地，所述在钢管桩内灌黄沙填实，进行桩顶处理，具体包括：钢管桩内均采用黄沙填实，填实后，根据桩顶类型进行桩顶处理，所述桩顶包括B类桩头、D类桩头、A类桩头和C类桩头；在处理B类和D类桩头时，采用级配碎石填充，深度35cm；在处理A类桩头时，采用C30混凝土浇筑，深度1.5m；在处理C类桩头时，采用C30混凝土浇筑，深度1.8m。

进一步地，所述钢管桩打入时垂直度偏差不超过0.5％，桩位允许偏差不大于100mm，桩顶标高的允许偏差为-50～+100mm。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果在于：

1、本发明通过螺旋钻进行桩孔钻孔，汽车吊吊装钢管桩入孔，为钢管桩进行引孔，再利用履带光伏打桩机和振动锤打桩机进行钢管桩施工，最后在钢管桩中灌黄沙填实，进行桩顶处理，能够代替传统钢筋混凝土基础工艺，有效解决市政工程管线交叉碰撞影响，快速施工，同时提高了施工安全性和施工质量、缩短了施工工期，杜绝了后期基础处理，节约了成本。

2、本发明采用螺旋钻+履带光伏打桩机+振动锤打桩机的三位一体***组合设备施工，使用的履带光伏打桩机有移机方便、打桩定位准确等特点，采用振动锤打桩机进行钢管桩施工，在振动钢管入土体时所产生的振动力，可以局部软化桩管底部接触面的地基土强度，从而便于钢管贯入土层，满足了钢管桩施工的整体质量要求，也能够在保证质量安全的前提下，加快路灯基础施工。

3、本发明采用螺旋钻进行钻孔，充分解决了钢管桩偏孔的问题，在钢管桩施工中定位更加准确，且更宜施工过程的流水施工。

4、本发明采用振动锤打桩机进行钢管桩施工，具有占地空间小，避免雨季施工出现的各种基坑问题，受气候环境的影响较小。

附图说明

图1为一个实施例中一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法的流程示意图；

图2为一个实施例中一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法的工艺流程图；

图3为一个实施例中B类和D类桩顶的处理效果图；

图4为一个实施例中A类桩顶的处理效果图；

图5为一个实施例中C类桩顶的处理效果图。

具体实施方式

为了使本发明更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，提供了一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法，包括：

步骤S101，通过履带光伏打桩机安装螺旋钻进行钻孔，形成桩孔。

具体地，在履带光伏打桩机上安装螺旋钻，启动履带光伏打桩机，通过螺旋钻单向旋转，进行钻孔，形成钢管桩桩孔。

在步骤S101中，具体包括：在履带光伏打桩机上安装螺旋钻，通过螺旋钻进行单向钻进，在粘泥层抱钻杆时，将钻杆提升至地面，对钻尖活门重新清理、调试和封口后再进行钻进；在开始钻进或穿过软硬土时，通过机架吊的双向吊锤控制钻杆垂直度；缓慢进入，在杂填土层或软塑性土层中钻进时，提升排土，直至电流变化在正常状态。

具体地，钻孔时，采用螺旋钻进行钻孔，钻进过程中，一般不得进行反转或提升钻杆，在遇有粘泥层抱钻杆时，应将钻杆提升至地面对钻尖活门重新清理、调试和封口后再进行钻孔。开始钻进或穿过软硬土时，应保证钻杆垂直，垂直度可以通过机架掉的双向吊锤进行控制，缓慢进入，在含有砖头、万块的杂填土层或含水量较大的软塑性土层中钻进时提升排土，直至电流变化在正常工作状态。钻进过程中操作人员与指挥人员要密切配合，如遇卡钻，钻杆剧烈摆动、钻机偏斜等异常情况，应及时停转，查明原因，采取相应的措施后方可继续作业。

在步骤S101之前，还包括：原材料进场，进行钢管桩加工和验收，并运输至施工现场；在施工现场测量放线定位，确定路灯基础位置；钻机就位，根据测量控制网校对桩位和作业面标高，根据校核标高数据调整钻杆入深，控制桩长；通过调整支腿油缸的方法，调整装机立柱正面和侧面的垂直度。

其中，钢管桩采用无缝钢管加工制成，在钢管桩验收时，对钢管桩进行焊缝外观检查和探伤检测。

具体地，钢管桩材料可以采用Q235B，且优选无缝钢管；进行钢管桩加工，加工完成后进行验收，对焊缝外观进行检查，检查合格后，对焊缝进行内部探伤检测，验收合格后，运输至施工现场。

在进行钢管桩加工过程中，钢管外周长的允许偏差在±0.5％周长,且不大于10mm测量外周长；钢管椭圆度的允许偏差在±0.5％直径，且不大于5mm；管端平整度的允许偏差为2mm；管端平面倾斜的允许偏差为小于0.5％直径，并不得大于4mm；管壁厚度不小于设计要求；总轴线的弯曲矢高不大于桩长的0.1％，并不得大于30mm。当然，上述要求在实际加工过程中可以根据工程需求进行适度的修改，符合设计要求即可。

测量放线定位时，根据图纸要求，对基础桩位和桩底标高进行醒目标识；钻机就位，根据测量控制网校对钢管桩位置和作业面标高，依据校核后的标高数据调整钻杆入深，控制好钢管桩长度；通过调整支腿油缸的方式，调整桩机立柱侧面和侧面的垂直度。

步骤S102，通过汽车吊将钢管桩吊装至桩孔内。

具体地，将钢管桩安装到汽车吊上，通过汽车吊移动钢管桩，将钢管桩移动至对应桩孔正上方处，缓缓将钢管桩放入桩孔内。

其中，步骤S102具体包括：将钢管桩吊装至汽车吊上，通过汽车吊将钢管桩吊装至桩孔正上方，垂直对准桩孔缓缓送下钢管桩，至钢管完全进入桩孔内。

步骤S103，钢管桩进入桩孔后，根据预设要求校正钢管桩的垂直度。

具体地，将钢管桩放入桩孔后，根据设计要求对钢管桩此时的垂直度进行校正，例如可以采用吊锤的方式测量钢管桩的垂直度，根据测量结果对钢管桩的垂直度进行调整。

其中，步骤S103具体包括：钢管桩进入桩孔后，在打桩机机架上离底座预设高度处安装导正设施，调整机架，使连杆中心、导正设施中心和桩位处于同一直线上；根据两吊锤对钢管垂直度进行调整，至垂直度符合预设要求；启动设备使钢管缓缓进入土层浅表，停止下沉，对垂直度进行调整，至垂直度符合预设要求；再次使钢管缓缓进入土层，停止下沉，对垂直度进行调整，重复数次，至钢管下沉深度符合深度要求。

具体地，在桩机机架上距离底座预设高度处，例如离底座500mm处，预设高度便于进行钢管桩导正即可，安装一导正设施，施工前调整机架，使连杆中心、导正设施中心及桩位处于同一直线上，完成对中。对中后，同时，用两吊锤对钢管垂直度进行调整，至符合设计要求，启动设备，使钢管慢慢进入土层10cm。此时，停止下沉，再次对钢管进行垂直度调整，直到垂直度满足设计要求，如此反复多次，使钢管在下沉过程中的垂直度时钟处于设计要求的范围内，直至钢管下沉深度符合设计深度。

在钢管桩吊装入孔后，应重新校正垂直度，当打至一定深度并经符合打桩质量良好时，再连续进行极大，直至高出地面60cm～80cm停止锤击，对钢管桩的垂直度进行复核，确认符合要求后，再重复上述步骤直至达到设计标高。

在施工过程中，钢管桩打入时的垂直度偏差不得超过0.5％，桩位的允许偏差不得大于100mm，所有钢管在下沉过程中，若发现垂直度偏差过大，则需进行及时纠偏。当钢管入土不深时，可拔出钢管重新调整和施工；当钢管入土较深但是偏差不大时，可以在不影响桩身质量的前提下通过外力强行进行纠偏，使其垂直度符合设计要求。

步骤S104，通过履带光伏打桩机和振动锤打桩机进行钢管桩安装。

具体地，在进行钢管桩安装时，将螺旋钻拆除，使用履带光伏打桩机对钢管桩进行安装，使用履带光伏打桩机有移机方便、打桩定位准确等特点，在振动钢管进入土体时所产生的振动力可以局部软化桩管底部接触面的地基土强度，从而顺利贯入土层，满足钢管桩施工的整体质量和适应该地基加固工程的施工条件。在打桩的过程中，通过设备仪表盘显示，进行孔位纠偏和作业深度控制。

其中，步骤S104具体包括：打桩开始时，通过履带光伏打桩机进行小落距的轻捶，使钢管桩正常沉入土中1～2m，检测钢管桩桩尖是否发生偏移；若未发生偏移，则逐渐增大落，至预设深度，在增大落距的过程中，落距最大不超过1m；在遇土层摩擦力大时，通过所述振动锤打桩机配合进行钢管桩的振动下沉。

具体地，打桩开始时，通过履带光伏打桩机进行小落距的轻锤击，此时小落距控制在0.5m～0.8m，使钢管桩正常沉入土中约1～2m，检测钢管桩桩尖是否发生偏移；若未发生偏移，则逐渐增大落距，至预设深度，在增大落距的过程中，落距最大不超过1m。在打桩过程中，若明显感觉到履带打桩机的打桩效果降低，则表示此时土层摩擦力大，可以通过振动锤打桩机进行锤击，与履带光伏打桩机配合钢管桩的振动下沉。在打桩过程中，遇有贯入度剧变、桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹、桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时，应暂停打桩，及时进行处理。

在打入阶段若检测到钢管桩桩尖发生偏移，若发现桩位不正或倾斜时，应调整或拔出钢管桩重新***后，再进行打入操作。

步骤S105，在钢管桩内灌黄沙填实，进行桩顶处理。

具体地，在钢管桩打入预设深度，且垂直度满足预设要求后，对钢管桩进行桩顶处理。

其中，步骤S105具体包括：钢管桩内均采用黄沙填实，填实后，根据桩顶类型进行桩顶处理，所述桩顶包括B类桩头、D类桩头、A类桩头和C类桩头；在处理B类和D类桩头时，采用级配碎石填充，深度35cm；在处理A类桩头时，采用C30混凝土浇筑，深度1.5m；在处理C类桩头时，采用C30混凝土浇筑，深度1.8m。

具体地，钢管装内均采用黄沙填实，根据桩顶类型进行桩顶处理，其中，桩顶类型包括A类桩头、C类桩头、B类桩头和D类桩头。

如图3所示，B类和D类基础桩头采用级配碎石填充，深度35cm；如图4所示；A类基础桩头采用C30混凝土浇筑，深度1.5m，如图4所示；C类基础桩头采用C30混凝土浇筑，深度1.8m，如图5所示。成桩验收时，通过电子水平尺控制水平位置。

其中，钢管桩打入时垂直度偏差不超过0.5％，桩位允许偏差不大于100mm，桩顶标高的允许偏差为-50～+100mm。

具体地，钢管桩打入时的垂直度偏差不超过预设垂直度要求的0.5％，在钻孔时，桩位的允许偏差不大于预设要求的100mm，桩顶标高的允许偏差为预设高度的-50～+100mm。

在本实施例中，通过履带光伏打桩机安装螺旋钻进行钻孔，形成桩孔，通过汽车吊将钢管桩吊装至桩孔内，钢管桩进入桩孔后，根据预设要求校正钢管桩的垂直度，通过履带光伏打桩机和振动锤打桩机进行钢管桩安装，在钢管桩安装完成后，在钢管桩内灌黄沙填实，并进行桩顶处理，完成钢管桩施工，充分解决了钢管桩偏孔的问题，在钢管桩施工中定位更加准确，提高了工作效率，且受气候环境的影响较小，节约了成本。

在一个实施例中，本申请在雄安郊野公园项目路灯基础施工中成功应用，在管线复杂的工况下，该工法应用经济效益明显。

路灯常规施工采用开挖浇筑混凝土施工方案时，施工主要分四步进行：机械开挖基坑；钢筋、预埋件安装定位；混凝土浇筑；基坑回填夯实。

采用本申请螺旋钻、履带光伏打桩机和振动出打桩机组合进行施工时，主要分为四个过程：履带光伏打桩机引孔；钢管桩吊装；振动锤打桩机振动钻进；打桩机纠偏调整，与常规方案之间的经济效益对比如下表1所示。

表1经济效益表

由表1可以得出，采用现有技术中的常规方案施工一个路灯基础的成本约54000/10＝5400元；而采用本申请的方案进行施工，单个路灯基础的成本约为324425/100＝3244.25元；即采用本申请中的方案，每个路灯基础节约成本为5400-3244.25＝2155.75元，雄安新区北部郊野公园项目共计有1310个钢管桩基础，故雄安新区北部郊野公园项目节约成本约为10×2156＝2824360元，因此该项目利用本方法的经济效益为2824360元。

方法成功解决雄安新区北部郊野公园项目工期紧，施工任务重的工况下路灯基础施工难度大，施工效率低，施工效果差的问题，产生明显的工期效益。其工期效益如下表2所示：

表2工期效益表

由上表2可以看出，采取常规方案完成项目所有基础需要131d，而采取本申请完成所有钢管桩基础施工只需要13d；本方法施工路灯基础的效率为常规施工的10倍，工期优势明显。

同时，本申请可以进行流水作业，施工效率高，无需开挖，对周边施工影响较小，对周边环境影响小，此外人工需要较少，打桩机可以通过拖拉机装载，移动迅速。

其中，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过履带光伏打桩机安装螺旋钻进行钻孔，形成桩孔；

通过汽车吊将钢管桩吊装至桩孔内；

钢管桩进入桩孔后，根据预设要求校正所述钢管桩的垂直度；

通过履带光伏打桩机和振动锤打桩机进行钢管桩安装；

在钢管桩内灌黄沙填实，进行桩顶处理。

2.根据权利要求1所述的一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法，其特征在于，在通过履带光伏打桩机安装螺旋钻进行钻孔，形成桩孔之前，还包括：

原材料进场，进行钢管桩加工和验收，并运输至施工现场；

在施工现场测量放线定位，确定路灯基础位置；

钻机就位，根据测量控制网校对桩位和作业面标高，根据校核标高数据调整钻杆入深，控制桩长；

通过调整支腿油缸的方法，调整装机立柱正面和侧面的垂直度。

3.根据权利要求1所述的一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法，其特征在于，所述钢管桩采用无缝钢管加工制成，在钢管桩验收时，对钢管桩进行焊缝外观检查和探伤检测。

4.根据权利要求2所述的一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法，其特征在于，所述通过履带光伏打桩机安装螺旋钻进行钻孔，形成桩孔，具体包括：

履带光伏打桩机安装螺旋钻在桩位进行单向钻进，在粘泥层抱钻杆时，将钻杆提升至地面，对钻尖活门重新清理、调试和封口后再进行钻进；

在开始钻进或穿过软硬土时，通过机架吊的两吊锤控制钻杆垂直度；

缓慢进入，在杂填土层或软塑性土层中钻进时，提升排土，直至电流变化在正常状态。

5.根据权利要求4所述的一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法，其特征在于，所述通过汽车吊将钢管桩吊装至桩孔内，具体包括：

将所述钢管桩吊装至汽车吊上，通过汽车吊将钢管桩吊装至桩孔上方，垂直对准桩孔缓缓送下钢管桩，至钢管桩完全进入所述桩孔内。

6.根据权利要求5所述的一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法，其特征在于，所述钢管桩进入桩孔后，根据预设要求校正所述钢管桩的垂直度，具体包括：

钢管桩进入桩孔后，在打桩机机架上离底座预设高度处安装导正设施，调整机架，使连杆中心、导正设施中心和桩位处于同一直线上；

根据两吊锤对钢管垂直度进行调整，至垂直度符合预设要求；

启动设备使钢管缓缓进入土层浅表，停止下沉，对垂直度进行调整，至垂直度符合预设要求；

再次使钢管缓缓进入土层，停止下沉，对垂直度进行调整，重复数次，至钢管下沉深度符合深度要求。

7.根据权利要求1所述的一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法，其特征在于，所述通过履带光伏打桩机和振动锤打桩机进行钢管桩安装，具体包括：

打桩开始时，通过履带光伏打桩机进行小落距的轻捶，使钢管桩正常沉入土中1～2m，检测钢管桩桩尖是否发生偏移；

若未发生偏移，则逐渐增大落距，至预设深度，在增大落距的过程中，落距最大不超过1m；

在遇土层摩擦力大时，通过所述振动锤打桩机配合进行钢管桩的振动下沉。

8.根据权利要求1所述的一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法，其特征在于，所述在钢管桩内灌黄沙填实，进行桩顶处理，具体包括：

钢管桩内均采用黄沙填实，填实后，根据桩顶类型进行桩顶处理，所述桩顶包括B类桩头、D类桩头、A类桩头和C类桩头；

在处理B类和D类桩头时，采用级配碎石，深度35cm；

在处理A类桩头时，采用C30混凝土浇筑，深度1.5m；

在处理C类桩头时，采用C30混凝土浇筑，深度1.8m。

9.根据权利要求1所述的一种市政道路智慧灯杆基础钢管桩施工方法，其特征在于，所述钢管桩打入时垂直度偏差不超过0.5％，桩位允许偏差不大于100mm，桩顶标高的允许偏差为-50～+100mm。

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