CN108729478A - 一种模拟三维面确定cfg桩桩长的施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，涉及路基CFG桩加固施工技术领域，包括以下步骤：确认放样施工区域边界，对原地面测绘形成原始面；结合原地面形状平整工作场地形成工作平台，并测绘形成基准面；划分选定布桩位置；选取试桩位置；施工至试桩符合要求，测定桩长；通过各试桩桩长及各试桩的对应工作平台在基准面内的坐标位置建立连续的桩底承载面；将桩底承载面模拟为三维面，即控制施工区域所有CFG桩长度及桩底标高的指标；通过基准面和三维面在同一水平坐标上的竖直坐标差值得出每一CFG桩的桩长，并在相应位置施工进行成桩工艺。本发明具有有效确保CFG桩施工质量，减少混合料浪费，避免返工风险，降低了成本，安全性强，质量有保证等优点。
Description
技术领域
本发明涉及路基CFG桩加固施工技术领域，尤其涉及一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法。
背景技术
在路基加固施工中，坡面、山体上等具有不规则厚度的软土地基施工CFG桩加固时，设计者一般只给出CFG桩成桩后复合地基承载力和单桩承载力的要求，而实地施工区域软土地层在不同位置上厚度不一致，不同位置所要施工的CFG桩桩长不一样，若如传统方式一样只根据承载力很难提前确定不同位置的桩长和材料的量化，存在CFG桩施打完成后不满足设计承载力要求的风险，当承载力不满足要求时会造成返工或增加加固措施成本。常规施工工艺通过试桩和钻机电流大小控制，桩长不能施工前确定，施工中所需混凝土混合料难以规划，过程中易造成材料的浪费或断桩现象，以至CFG桩施工质量难以控制，确保路基CFG桩成桩质量成为难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，通过该方法，可以解决现有技术中存在的缺陷，有效确保CFG桩施工质量，减少混合料浪费，避免返工风险，降低了成本，安全性强，质量有保证。
为实现发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，包括以下步骤：
步骤S1：确认放样施工区域边界，对施工区域边界内原地面形状测绘并记录形成原始面；
步骤S2：结合施工区域原地面形状走势规划平整工作场地形成工作平台，若施工区域原地面形状为坡地，则分隔平整为多个水平的工作平台，并将工作平台表面测绘形成基准面；
步骤S3：对工作平台划分选定布桩位置，确定每根CFG桩的水平坐标位置；
步骤S4：在选定的布桩位置中选取试桩位置；
步骤S5：在试桩位置施工成桩工艺至施工完成的试桩符合要求，测定收集试桩施工完成后的力学参数及桩长；
步骤S6：通过各试桩桩长及各试桩的对应工作平台在所述基准面内的坐标位置建立连续的桩底承载面；
步骤S7：通过施工区域土壤性质消除误差，将所述桩底承载面模拟为三维面，所述三维面即控制施工区域所有CFG桩长度及桩底标高的指标；
步骤S8：通过所述基准面和三维面在同一水平坐标上的竖直坐标差值得出每一CFG桩的桩长，并在相应位置施工进行成桩工艺。
作为本发明的优选，所述步骤S3中，各CFG桩位置在水平面上为矩形阵列布置。
进一步的，各CFG桩中心距为桩径的2-3倍。
进一步的，在所述步骤S3中，若施工区域为所述步骤S2中所述的多个工作平台，则靠近两平台交界处的CFG桩中心至坡脚线的距离不大于1倍的桩径。
作为本发明的优选，所述步骤S4中选取试桩位置时，在所述基准面中选取施工区域原地面原始面形状中的坡地、凹谷为特征区域，在所述特征区域中的高点、低点以及高点与低点间的中间位置选取3-5个CFG桩位置作为试桩位置。
作为本发明的优选，所述成桩工艺包括以下分步：
分步1：于选定的CFG桩位置放样，安装设置长螺旋钻机，钻进成孔；
分步2：插入钢护筒，向所述钢护筒内灌注混合料；
分步3：分段抽出所述钢护筒；
分步4：保护施工位置至CFG桩成型。
进一步的，所述长螺孔钻机上设有钻机电流仪。
进一步的，在所述分步1中，钻进成孔时，通过所述钻机电流仪测定所述长螺旋钻机是否钻至承载CFG桩底的持力面，进而测得试桩桩长。
作为本发明的优选，还包括步骤S9：随机选取任意根CFG桩，测试单桩承载力和复合地基承载力。
进一步的，所述步骤S9中，采用承重法进行单桩承载力和复合地基承载力的测定，小应变检测仪进行桩的完整性测定。
本发明的有益效果在于：
1.通过基准面和三维面可模拟各根CFG桩的桩长数值，并进行对应的备料调整，避免浪费、返工等问题；
2.通过配合原始面专门选取试桩位置的选定和拟合可以提高三维面的定位精度，提高模拟的精确性，从而减少施工时的误差；
3.成桩工艺时，通过模拟得出的桩长数值和钻机电流仪的电流监控，形成CFG桩桩长控制的双控指标，提高实际施工中的精确性、安全性；
4.实施检测工艺采用小应变检测仪，对完工的CFG桩伤害小，检测精度高。
附图说明
图1为本发明CFG桩施工区域的代表性截面图；
图2为本发明CFG桩施工区域的布桩位置俯视示意图；
图3为本发明实施例二中模拟形成的三维面示意图；
图中各项分别为：1-原地面坡地轮廓，2-工作平台，21-坡面线，3-CFG桩加固区；4-持力面轮廓，5-CFG桩。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细描述：
实施例一
本实施例通过采用本发明所述方法常规施工的流程对本发明进行详细描述：
一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，包括以下步骤：
步骤S1：根据施工图纸确认放样施工区域边界，对施工区域边界内原地面形状测绘并记录形成连续的三维原始面。
步骤S2：结合施工区域原地面形状走势规划平整工作场地形成工作平台2，若施工区域原地面形状为坡地，则分隔平整为多个水平的工作平台2，并将工作平台2表面测绘形成基准面。
此时，请参照图1，在施工区域的某一处截面上，原地面坡地轮廓1为不平整的表面，一方面不利于后续CFG桩长的测算，另一方面也不利于长螺旋钻机等施工设备的就位。平整后得到的工作平台2为各顶面水平的阶梯形面，此时在这一工作平台2上测绘建立基准面，既方便CFG桩长的测算，也便于施工设备的就位工作。
步骤S3：对工作平台2划分选定布桩位置，确定每根CFG桩的水平坐标位置；
此时，请参考图2，在俯视视角下，在工作平台2上的CFG桩5呈各向间距相同的正方形矩阵排列。且在本实施例中，CFG桩5的桩径为0.5m，其间距为1.5m。在相邻两个工作平台2的连接坡面线处的CFG桩5其中心距离为桩径的0.5倍，即0.25m。
步骤S4：在选定的布桩位置中随机选取试桩位置。
步骤S5：在试桩位置施工成桩工艺至施工完成的试桩符合要求，测定收集试桩施工完成后的力学参数及桩长。
步骤S6：通过各试桩桩长及各试桩的对应工作平台在基准面内的坐标位置建立连续的桩底承载面。
步骤S7：通过施工区域土壤性质消除误差，将桩底承载面模拟为三维面，三维面即控制施工区域所有CFG桩长度及桩底标高的指标。
此时，请参照图1，在理论上，该三维面应与CFG桩加固区3的下方轮廓线拟合，即也为CFG桩加固区3下方具有一定承载能力的持力面轮廓4，CFG桩5的桩底位于持力面轮廓4上即完成了正常桩长的施工，其长度合适、承力效果好。
步骤S8：通过基准面和三维面在同一水平坐标上的竖直坐标差值得出每一CFG桩的理论桩长，并在相应位置施工进行成桩工艺。
本实施例中，还包括步骤S9：随机选取任意根CFG桩，采用小应变检测仪进行单桩承载力和复合地基承载力的测定。
本实施例中，成桩工艺包括以下分步：
分步1：于选定的CFG桩位置放样，安装设置具有钻机电流仪的长螺旋钻机，钻进成孔；
分步2：插入钢护筒，向钢护筒内灌注混合料；
分步3：分段抽出钢护筒；
分步4：保护施工位置至CFG桩成型。
本实施例中，在步骤S5中试桩施工的成桩工艺分步1中，钻进成孔时通过钻机电流仪测定长螺旋钻机是否钻至承载CFG桩底的持力面4，其原理为在长螺旋钻机工作成孔时，根据其钻进的土质不同，其工作电流也不同，在需施工CFG桩5的软土层上其工作电流较小，在钻进至接触持力面轮廓4如岩层表面时，其工作电流增大，进而通过这一条件改变可测得长螺旋钻机在该位置软土层的钻深，该钻深可等效为CFG桩5的桩长。在步骤S8中施工的成桩工艺分步1过程中，需要结合步骤S7和S8中得出的对应的CFG桩5的桩长作为长螺旋钻机的钻孔预设深度，同时配合长螺孔钻机的钻机电流仪的电流值变化来进行质量控制，避免计算及模拟误差导致钻进过深或过浅造成CFG桩5的质量问题、返工等。
实施例二
本实施例的具体实施方式与实施例一近似，其不同之处在于，对于施工区域原地面较为复杂的情况，具有以下特定的试桩位置取点方法：
因为持力面4的表面形状对于沉积在其上方的CFG桩加固区3的形状具有一定的影响，在本实施例中，在步骤S4中选取试桩位置时，在基准面中选取施工区域原地面原始面形状中较为明显的坡地、凹谷为特征区域，在特征区域中的高点、低点以及高点与低点间的中间位置选取3-5个CFG桩位置作为试桩位置。则其根据上述施工方法得出的三维面模拟形状即呈如图3中显示，在原地面为凹谷时在三维面上也呈现如图3中左侧的凹陷，在原地面为斜坡时在三维面上也呈现如图3中右侧的凸起。在此类取点时，可选取沿特征区域表面变化较大的部分成列连续取点或以高、低点为中心并取其周围的数个点，从而提高对该处对应的三维面的拟合精确性。
同时在本实施例中，CFG桩5的桩径为0.5m，其间距为1m。在相邻两个工作平台2的连接坡面线处的CFG桩5其中心距离为桩径的1倍，即0. 5m。
以上实施例只是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：确认放样施工区域边界，对施工区域边界内原地面形状测绘并记录形成原始面；
步骤S2：结合施工区域原地面形状走势规划平整工作场地形成工作平台，若施工区域原地面形状为坡地，则分隔平整为多个水平的工作平台，并将工作平台表面测绘形成基准面；
步骤S3：对工作平台划分选定布桩位置，确定每根CFG桩的水平坐标位置；
步骤S4：在选定的布桩位置中选取试桩位置；
步骤S5：在试桩位置施工成桩工艺至施工完成的试桩符合要求，测定收集试桩施工完成后的力学参数及桩长；
步骤S6：通过各试桩桩长及各试桩的对应工作平台在所述基准面内的坐标位置建立连续的桩底承载面；
步骤S7：通过施工区域土壤性质消除误差，将所述桩底承载面模拟为三维面，所述三维面即控制施工区域所有CFG桩长度及桩底标高的指标；
步骤S8：通过所述基准面和三维面在同一水平坐标上的竖直坐标差值得出每一CFG桩的桩长，并在相应位置施工进行成桩工艺。
2.根据权利要求1所述的一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，其特征在于，所述步骤S3中，各CFG桩位置在水平面上为矩形阵列布置。
3.根据权利要求2所述的一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，其特征在于，各CFG桩中心距为桩径的2-3倍。
4.根据权利要求2所述的一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，其特征在于，在所述步骤S3中，若施工区域为所述步骤S2中所述的多个工作平台，则靠近两平台交界处的CFG桩中心至坡脚线的距离不大于1倍的桩径。
5.根据权利要求1所述的一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，其特征在于，所述步骤S4中选取试桩位置时，在所述基准面中选取施工区域原地面原始面形状中的坡地、凹谷为特征区域，在所述特征区域中的高点、低点以及高点与低点间的中间位置选取3-5个CFG桩位置作为试桩位置。
6.根据权利要求1所述的一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，其特征在于，所述成桩工艺包括以下分步：
分步1：于选定的CFG桩位置放样，安装设置长螺旋钻机，钻进成孔；
分步2：插入钢护筒，向所述钢护筒内灌注混合料；
分步3：分段抽出所述钢护筒；
分步4：保护施工位置至CFG桩成型。
7.根据权利要求6所述的一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，其特征在于，所述长螺孔钻机上设有钻机电流仪。
8.根据权利要求7所述的一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，其特征在于，在所述分步1中，钻进成孔时，通过所述钻机电流仪测定所述长螺旋钻机是否钻至承载CFG桩底的持力面，进而测得试桩桩长。
9.根据权利要求1所述的一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，其特征在于，还包括步骤S9：随机选取任意根CFG桩，测试单桩承载力和复合地基承载力。
10.根据权利要求9所述的一种模拟三维面确定CFG桩桩长的施工方法，其特征在于，所述步骤S9中，采用小应变检测仪进行单桩测定。
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