本发明属于灌注桩施工技术领域，特别涉及一种灌注桩接桩连接结构及其施工方法。
背景技术：
灌注桩是当前常用的桩基形式，其与有一定厚度的钢筋混凝土筏板组成高层建筑的基础。因各地区的地质条件迥异和环境不同等因素，灌注桩施工会出现诸多问题，常见于塌孔、串孔、钻机不进尺、断桩和桩顶标高达不到设计要求等。
灌注桩施工过程中，经常因为孔壁塌陷或者卡管等因素导致断桩，灌注桩断桩是十分严重的工程问题。解决施工过程中的断桩，根据混凝土的初凝分为初凝前接桩和初凝后接桩。通常，初凝前的接桩采用冲刷法，当发现断桩后，重新下导管和水泥塞，浇筑混凝土，通过新浇筑混凝土的冲刷作用，冲走原混凝土面上的坍土。初凝后的接桩，第一种为嵌入式接桩，第二种为下沉混凝土管接桩。目前尚未对混凝土终凝后且达到龄期的灌注桩接桩的有效方法。
现有的初凝后的接桩方法如下：
第一种，嵌入式接桩。在原桩上用小于钢筋笼直径100mm左右的钻头钻孔，孔深2.0~2.5m，然后冲孔、清渣。将导管下入孔内，距离孔低约400mm，按正规程序下水泥塞并灌注混凝土。此法使得新旧混凝土有较大的接触面，从而到达良好结合的目的。此法在混凝土可钻孔的条件下得以实施，但对于灌注桩混凝土终凝后无法钻孔时不适用。
第二种，下沉混凝土管接桩。从地然地面至断桩部位，上下各加0.5m长和管径2.0m的混凝土管。为防止多节管相连时错位和进水，在连接处用扁钢焊接h型夹具控制错位，管与管之间设置钢筋止水垫圈一个。射水泵和泥浆泵配合抽出孔内泥浆，混凝土管逐节下沉至断桩标高时，进行排水作业，排水过程中射水泵清洗钢筋笼，水位至所需位置时用混凝土封底。另外，抽水作业必须到封底混凝土终凝后为止。清洗桩头，凿出新茬后，按正常混凝土灌注程序进行灌注桩的接桩处理。此法是在灌注桩施工过程中的一种接桩方法，且桩身钢筋笼贯通。当待接桩终凝后且需重新制作桩身钢筋笼时，下沉混凝土管接桩法可用，但工期较长，成本较高，施工方法不便捷。
技术实现要素：
本发明提供了一种灌注桩接桩连接结构及其施工方法，用以解决终凝后灌注桩接桩的便捷施工、不占据其他作业面、保证接桩质量以及节省工时和成本的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种灌注桩接桩连接结构，包含终凝后的原灌注桩、连接于原灌注桩顶部的对接留头、连接于对接留头上方的对接钢筋笼以及连接于对接钢筋笼外侧的护筒；
所述对接钢筋笼包含外钢筋笼和连接于外钢筋笼内部的内钢筋笼，内钢筋笼与对接留头连接；外钢筋笼和内钢筋笼间通过连接件连接；所述外钢筋笼底部为网格状。
进一步的，所述护筒直径大于原灌注桩直径和待接桩设计直径，护筒底部标高低于待接桩设计底部标高以下至少200mm处。
进一步的，所述外钢筋笼水平截面为圆形且直径大于原灌注桩直径，外钢筋笼包含外箍筋和连接于外箍筋内部的外竖筋；外箍筋在竖向上间隔设置且在底部端头至少设置有一根。
进一步的，所述外竖筋呈u形，包含竖向的两根平行的外竖直筋和连接于两根平行的外竖直筋底部的外竖横筋；外竖筋底部的外竖横筋呈网状。
进一步的，所述内钢筋笼包含直线形的内竖筋和连接于内竖筋外侧的内箍筋，内箍筋对应外箍筋在竖向上间隔设置且在底部端头至少设置有一根。
进一步的，所述内箍筋和外箍筋间连接有连接件，连接件在外箍筋环向上间隔设置；连接件包含横杆和连接于横杆两端的勾头，勾头分别位于横杆的两侧。
进一步的，还包括引导管，所述引导管预连接于对接留头上，引导管的长度不低于护筒的高度。
进一步的，所述灌注桩接桩连接结构的施工方法，具体步骤如下：
步骤一、制作护筒，并吊装护筒至待接桩位置处；护筒就位后，施压至待接桩桩顶标高以下200mm处，过程中控制钢护筒垂直度，人工取出护筒内土至护筒底部，并清孔完毕，终凝后的原灌注桩外露对接留头长度至少为1m；
步骤二、场外制作外钢筋笼和内钢筋笼，通过连接件将外钢筋笼和内钢筋笼焊接成整体式双钢筋笼，吊运至护筒附近安置妥当；
步骤三、将引导管插入原灌注桩外露对接留头之中，随后在引导管的作用下下放双钢筋笼，施工时内钢筋笼的钢筋顺应引导管下放，内钢筋笼底部搭接区域钢筋与原灌注桩外露对接留头不错位，并且绑扎长度达到设计要求；
步骤四、双钢筋笼就位后，拔出引导管，人工进入孔内施行绑扎搭接，内钢筋笼与对接留头搭接长度为对接留头的长度；使用线锤法调整钢筋笼的垂直度并最终固定；
步骤五、按照灌注桩浇筑混凝土的办法浇筑接桩区域混凝土，浇筑的混凝土等级较原灌注桩高一个级别，浇筑过程中振捣密实，混凝土浇筑完成后拔出护筒。
进一步的，对于步骤二中，外钢筋笼制作时，外竖筋的数量为内钢筋笼中内竖筋数量的一半，外竖筋的直径比内竖筋的直径大一个规格。
进一步的，对于步骤三中双钢筋笼下放完成后，复测垂直度和顶部预留钢筋的长度符合设计要求；其中检测外钢筋笼至护筒筒壁的水平长度适应混凝土保护层厚度。
本发明的有益效果体现在：
1）本发明通过护筒的设置，一方面利用护筒作为护壁构件，另一方面还可利用护筒作为侧向浇筑模板，保证了浇筑的质量；且护筒具有施工迅速，且安全性较高，在筒内取土可节省工时，解决了混凝土管护壁产生的工期延长问题；护筒可以拔出重复利用，具有很强的灵活性和机动性；护筒节省了混凝土管护壁的本身材料费用和工艺成本，具有可观的经济效益；
2）本发明通过双钢筋笼的设置，既保证了灌注桩的强度，又利于在接桩时通过外钢筋笼对接桩部位的进一步加固；此外，内钢筋笼和外钢筋笼间连接件的设置，保证了二者间的整体性和相对间距；
3）本发明通过对接桩区域的扩大连接，对终凝桩头的待接处进行刚性连接，使得连接处的传力持续且有更好的整体稳定性；此外，在下方过程中通过引导管进行引导施工，保证了吊装精度和节省施工时间；
此外，本发明用于灌注桩钢护筒接桩的施工节点，内外钢筋笼在场外制作，通过钢筋连接件形成一个整体，整体吊运和下放。由此节省施工场地，节约施工时间和成本。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
图1是灌注桩接桩连接结构示施工立体示意图；
图2是灌注桩接桩连接结构示施工立体透视示意图；
图3是双钢筋笼接桩连接结构立体示意图；
图4是双钢筋笼接桩连接结构局部立体示意图；
图5是双钢筋笼与对接留头连接俯视图；
图6是双钢筋笼与护筒连接俯视图；
图7是双钢筋笼底部连接示意图；
图8是外竖筋结构示意图；
图9是连接件结构示意图；
图10是原灌注桩与对接留头连接示意图；
图11是原灌注桩与对接留头正视图；
图12是原灌注桩、引导管与对接留头连接示意图。
附图标记：1-原灌注桩、2-护筒、3-对接钢筋笼、31-外钢筋笼、311-外箍筋、312-外竖筋、3121-外竖直筋、3122-外竖横筋、32-内钢筋笼、321-内箍筋、322-内竖筋、4-连接件、41-横杆、42-勾头、5-对接留头、6-引导管。
具体实施方式
以某基坑纵施工灌注桩为例，在施工中需要对终凝后的灌注桩进行接桩。如图1至图4所示，一种灌注桩接桩连接结构，包含终凝后的原灌注桩1、连接于原灌注桩1顶部的对接留头5、连接于对接留头5上方的对接钢筋笼3以及连接于对接钢筋笼3外侧的护筒2。
本实施例中，护筒2为长为6m的钢护筒2，厚度为12mm，直径较待接桩大0.2m，护筒2底部标高低于待接桩设计底部标高以下至少200mm处。护筒2壁至外钢筋笼31间的水平距离适应待浇筑混凝土的外侧保护层厚度。
如图5至图7所示，对接钢筋笼3包含外钢筋笼31和连接于外钢筋笼31内部的内钢筋笼32，内钢筋笼32与对接留头5连接；外钢筋笼31和内钢筋笼32间通过连接件4连接。外钢筋笼31底部为网格状。
本实施例中，外钢筋笼31水平截面为圆形且直径大于原灌注桩1直径，外钢筋笼31包含外箍筋311和连接于外箍筋311内部的外竖筋312；外箍筋311在竖向上间隔设置且在底部端头至少设置有一根。
如图8所示，外竖筋312呈u形，包含竖向的两根平行的外竖直筋3121和连接于两根平行的外竖直筋3121底部的外竖横筋3122。在施工时，外竖筋312底部的外竖横筋3122连接呈网状，增强了连接节点的刚度。在网状连接点通过绑丝或焊接进行固定。外竖筋312的竖向连接长度11.5m，其外箍筋311为平行箍筋，外箍筋311直径为10mm，间距100mm。
本实施例中，内钢筋笼32包含直线形的内竖筋322和连接于内竖筋322外侧的内箍筋321，内箍筋321对应外箍筋311在竖向上间隔设置且在底部端头至少设置有一根；内箍筋321和外箍筋311间连接有连接件4。内箍筋321为平行式箍筋，内箍筋321间距为100mm。
如图9所示，连接件4为钢件，在外箍筋311环向上间隔设置；连接件4包含横杆41和连接于横杆41两端的勾头42，勾头42分别位于横杆41的两侧。勾头42分别对应连接外箍筋311和内箍筋321，连接件4通过钢筋制作而成，直径为14mm。连接件4在底部和顶部绕圆周方向按均匀间距各设置8个。
如图10至图12所示，引导管6预连接于对接留头5上，对接留头5为预留的钢筋，桩头外露钢筋长度为1m。引导管6的长度不低于护筒2的高度。引导管6使得内钢筋笼32和桩头对接留头5实现100％绑扎搭接。本实施例中，引导管6通过6m长普通钢管制作，可以准确地将内钢筋笼32与原桩外露钢筋进行绑扎搭接，进而提高节点的连接强度。
结合图1至图12，进一步的说明所述灌注桩接桩连接结构的施工方法，具体步骤如下：
步骤一、制作护筒2，并吊装护筒2至待接桩位置处；护筒2就位后，施压至待接桩桩顶标高以下200mm处，过程中控制钢护筒2垂直度，人工取出护筒2内土至护筒2底部，并清孔完毕，终凝后的原灌注桩1外露对接留头5长度至少为1m。
步骤二、场外制作外钢筋笼31和内钢筋笼32，通过连接件4将外钢筋笼31和内钢筋笼32焊接成整体式双钢筋笼，吊运至护筒2附近安置妥当；外钢筋笼31制作时，外竖筋312的数量为内钢筋笼32中内竖筋322数量的一半，外竖筋312的直径比内竖筋322的直径大一个规格。
步骤三、将引导管6插入原灌注桩1外露对接留头5之中，随后在引导管6的作用下下放双钢筋笼，施工时内钢筋笼32的钢筋顺应引导管6下放，内钢筋笼32底部搭接区域钢筋与原灌注桩1外露对接留头5不错位，并且绑扎长度达到设计要求。
其中，双钢筋笼下放完成后，复测垂直度和顶部预留钢筋的长度符合设计要求；其中检测外钢筋笼31至护筒2筒壁的水平长度适应混凝土保护层厚度。
步骤四、双钢筋笼就位后，拔出引导管6，人工进入孔内施行绑扎搭接，内钢筋笼32与对接留头5搭接长度为对接留头5的长度；使用线锤法调整钢筋笼的垂直度并最终固定。
步骤五、按照灌注桩浇筑混凝土的办法浇筑接桩区域混凝土，浇筑的混凝土等级较原灌注桩1高一个级别，浇筑过程中振捣密实，混凝土浇筑完成后拔出护筒2。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种灌注桩接桩连接结构，其特征在于，包含终凝后的原灌注桩（1）、连接于原灌注桩（1）顶部的对接留头（5）、连接于对接留头（5）上方的对接钢筋笼（3）以及连接于对接钢筋笼外侧的护筒（2）；
所述对接钢筋笼（3）包含外钢筋笼（31）和连接于外钢筋笼（31）内部的内钢筋笼（32），内钢筋笼（32）与对接留头（5）连接；外钢筋笼（31）和内钢筋笼（32）间通过连接件（4）连接；所述外钢筋笼（31）底部为网格状。
2.如权利要求1所述的一种灌注桩接桩连接结构，其特征在于，所述护筒（2）直径大于原灌注桩（1）直径和待接桩设计直径，护筒（2）底部标高低于待接桩设计底部标高以下至少200mm处。
3.如权利要求1所述的一种灌注桩接桩连接结构，其特征在于，所述外钢筋笼（31）水平截面为圆形且直径大于原灌注桩（1）直径，外钢筋笼（31）包含外箍筋（311）和连接于外箍筋（311）内部的外竖筋（312）；外箍筋（311）在竖向上间隔设置且在底部端头至少设置有一根。
4.如权利要求3所述的一种灌注桩接桩连接结构，其特征在于，所述外竖筋（312）呈u形，包含竖向的两根平行的外竖直筋（3121）和连接于两根平行的外竖直筋（3121）底部的外竖横筋（3122）；外竖筋（312）底部的外竖横筋（3122）呈网状。
5.如权利要求1所述的一种灌注桩接桩连接结构，其特征在于，所述内钢筋笼（32）包含直线形的内竖筋（322）和连接于内竖筋（322）外侧的内箍筋（321），内箍筋（321）对应外箍筋（311）在竖向上间隔设置且在底部端头至少设置有一根。
6.如权利要求5所述的一种灌注桩接桩连接结构，其特征在于，所述内箍筋（321）和外箍筋（311）间连接有连接件（4），连接件（4）在外箍筋（311）环向上间隔设置；连接件（4）包含横杆（41）和连接于横杆（41）两端的勾头（42），勾头（42）分别位于横杆（41）的两侧。
7.如权利要求1所述的一种灌注桩接桩连接结构，其特征在于，还包括引导管（6），所述引导管（6）预连接于对接留头（5）上，引导管（6）的长度不低于护筒（2）的高度。
8.一种如权利要求1至7任意一项所述灌注桩接桩连接结构的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一、制作护筒（2），并吊装护筒（2）至待接桩位置处；护筒（2）就位后，施压至待接桩桩顶标高以下200mm处，过程中控制钢护筒（2）垂直度，人工取出护筒（2）内土至护筒（2）底部，并清孔完毕，终凝后的原灌注桩（1）外露对接留头（5）长度至少为1m；
步骤二、场外制作外钢筋笼（31）和内钢筋笼（32），通过连接件（4）将外钢筋笼（31）和内钢筋笼（32）焊接成整体式双钢筋笼，吊运至护筒（2）附近安置妥当；
步骤三、将引导管（6）插入原灌注桩（1）外露对接留头（5）之中，随后在引导管（6）的作用下下放双钢筋笼，施工时内钢筋笼（32）的钢筋顺应引导管（6）下放，内钢筋笼（32）底部搭接区域钢筋与原灌注桩（1）外露对接留头（5）不错位，并且绑扎长度达到设计要求；
步骤四、双钢筋笼就位后，拔出引导管（6），人工进入孔内施行绑扎搭接，内钢筋笼（32）与对接留头（5）搭接长度为对接留头（5）的长度；使用线锤法调整钢筋笼的垂直度并最终固定；
步骤五、按照灌注桩浇筑混凝土的办法浇筑接桩区域混凝土，浇筑的混凝土等级较原灌注桩（1）高一个级别，浇筑过程中振捣密实，混凝土浇筑完成后拔出护筒（2）。
9.如权利要求8所述灌注桩接桩连接结构的施工方法，其特征在于，对于步骤二中，外钢筋笼（31）制作时，外竖筋（312）的数量为内钢筋笼（32）中内竖筋（322）数量的一半，外竖筋（312）的直径比内竖筋（322）的直径大一个规格。
10.如权利要求8所述灌注桩接桩连接结构的施工方法，其特征在于，对于步骤三中双钢筋笼下放完成后，复测垂直度和顶部预留钢筋的长度符合设计要求；其中检测外钢筋笼（31）至护筒（2）筒壁的水平长度适应混凝土保护层厚度。
技术总结
本发明公开了一种灌注桩接桩连接结构及其施工方法，连接结构包含终凝后的原灌注桩、连接于原灌注桩顶部的对接留头、连接于对接留头上方的对接钢筋笼以及连接于对接钢筋笼外侧的护筒；对接钢筋笼包含外钢筋笼和连接于外钢筋笼内部的内钢筋笼，内钢筋笼与对接留头连接；外钢筋笼和内钢筋笼间通过连接件连接；所述外钢筋笼底部为网格状。本发明通过护筒的设置，可利于保证浇筑质量且安全性较高；通过双钢筋笼的设置，既保证了灌注桩的强度，又利于在接桩时通过外钢筋笼对接桩部位的进一步加固；通过对接桩区域的扩大连接，使得连接处的传力持续且有更好的整体稳定性；通过引导管进行引导施工，保证了吊装精度和节省施工时间。
技术研发人员：刘跃;张胜圣;张宏;孙大奎;罗斌;李清;刘冲尧;骆琳元;董贤彬;王茜;路景顺
受保护的技术使用者：中建一局集团第三建筑有限公司;中国建筑一局(集团)有限公司
技术研发日：2021.01.13
技术公布日：2021.06.01
声明：
“灌注桩接桩连接结构及其施工方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中建一局集团第三建筑有限公司;中国建筑一局(集团)有限公司
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2024年08月01日 ~ 03日 
