CN113062312A - 一种抗浮桩爆桩用加固方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种抗浮桩爆桩用加固方法，包括对管桩进行检测，确定是否有爆桩的缺陷，测定缺陷的位置；对需要加固的管桩进行孔内掏土，掏土至缺陷下方设定深度；向管桩内腔下放钢筋笼，钢筋笼下端通过管桩内腔底端土层支撑，上端延伸至管桩顶部；向管桩内浇筑直至桩顶的混凝土；其中，钢筋笼包括沿管桩轴线方向的纵筋，纵筋从缺陷位置向上至设定高度处均不与混凝土黏结，以形成自由段。

Description

一种抗浮桩爆桩用加固方法
技术领域
本公开属于建筑工程技术领域，具体涉及一种抗浮桩爆桩用加固方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
随着社会经济的不断发展，土地资源日益紧张，各类建筑对于土地资源的使用正在逐步由地上转为地下，因此地下空间的开发和利用成为当前工程设计的重要内容。但是在我国的沿海沿江地区，由于地下水位普遍偏高，地下建筑在施工和使用阶段常需承受较大的浮力作用，因此抗浮设计成为地下工程中不得不重视的一个问题。其中抗浮桩由于其自身具有稳定性高、易施工、适用范围广的优点在地下空间的抗浮设计中被广泛使用。抗浮桩的施工工艺主要包括以下几种：打入桩、静压桩以及挖孔桩。但是在挖孔桩施工中，由于人力挖土会使得土体中的应力得到一定的释放，不利于抗浮桩的抗浮力增加。相对来讲在排水条件良好时，静力压桩与打入桩对于抗浮桩的抗浮力增长有较好的条件。但是对于采用静压桩与打入桩施工工艺的抗浮桩来讲，在施工过程中容易产生局部爆桩(即桩身产生破坏)现象。
发明人了解到，对于产生爆桩现象的管桩，常用的加固方法是采用灌(填)芯法对于抗浮桩进行加固处理。类似的施工方法有公开的如在公开号为CN101220593A的发明专利中所提到的处理预应力管桩在施工后断裂的加固方法，以及在公开号为CN108442426B中阐述的一种利用可以自由变换尺寸的管桩加固装置的加固方法。然而这两种方法对于抗裂要求等级较高的抗浮桩，不能很好的解决提高混凝土抗裂等级的要求。该发明创新性的通过在钢筋上设置自由段的方法，有效的解决了此问题。
发明内容
本公开的目的是提供一种抗浮桩爆桩用加固方法、建筑物及方法，解能够解决上述技术问题之一。
为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供一种抗浮桩爆桩用加固方法，包括以下步骤：
步骤1，对管桩进行检测，确定是否有爆桩的缺陷，测定缺陷的位置；
步骤2，对需要加固的管桩进行孔内掏土，掏土至缺陷下方设定深度；
步骤3，向管桩内腔下放钢筋笼，钢筋笼上端延伸至管桩顶部；
步骤4，向管桩内浇筑直至桩顶的混凝土；其中，钢筋笼包括沿管桩轴线方向的纵筋，纵筋从缺陷位置向上至设定高度处均不与混凝土黏结，以形成自由段。
作为进一步的改进，所述混凝土为微膨胀混凝土。
作为进一步的改进，所述自由段的外部套设有波纹管，波纹管的两端分别与纵筋密封连接，以使得波纹管内壁与自由段外壁之间形成密闭空间。
作为进一步的改进，所述钢筋笼包括多根相互平行的纵筋，纵筋通过环形箍筋连接，以形成钢筋笼。
作为进一步的改进，所述钢筋笼的下端固定有支撑件，支撑件用于隔绝管桩内土层与混凝土，支撑件的尺寸与管桩内腔的尺寸相同。
作为进一步的改进，所述支撑件采用金属材质，圆形金属板与纵筋通过焊接固定。
作为进一步的改进，钢筋笼中的纵筋沿管桩内腔的圆周方向均布设置。
作为进一步的改进，所述混凝土凝固后，对管桩的混凝土先进行低应变检测，然后进行抗拔试验，抗拔试验完成后再进行低应变检测。
作为进一步的改进，在加固前，通过高应变动测法或低应变动测法确定缺陷位置。
作为进一步的改进，混凝土浇筑前，向缺陷位置注射环氧树脂以实现缺陷处的封堵。
以上一个或多个技术方案的有益效果：
本公开中，自由段处管桩内壁与管桩内腔中混凝土之间的桩侧摩阻力相对未设置自由段处的钢筋数值小，对桩身承受的拉力，自由段顶部的拉力与自由段底部的拉力的差值为桩侧摩阻力与自由段长度的乘积。因此，设置自由段后桩的侧摩阻力减小，混凝土所承担的拉力减小，有效的提高了混凝土桩的抗拉能力及其抗裂等级。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是本公开一个或多个实施例中抗浮桩加固时的结构剖面示意图；
图2是本公开一个或多个实施例中抗浮桩加固时的结构俯视示意图；
图3是本公开一个或多个实施例中抗浮桩加固时的结构示意图。
其中，1、纵筋；2、自由段；2A、黏结段；3、缺陷；4、内腔；5、箍筋；6、支撑件。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本实施例重点在于对于产生爆桩现象的抗浮桩，如果对于抗裂等级要求较高，普通的灌芯法达不到抗裂等级的要求时，利用此方法可以有效地提高混凝土的抗裂等级以此到达设计要求。
本公开的一种典型实施方式中，如图1-图3所示，提供一种抗浮桩爆桩用加固方法，包括以下步骤：
步骤1，对管桩进行检测，确定是否有爆桩的缺陷3，测定缺陷3的位置。
具体的，在加固前，通过高应变动测法或低应变动测法确定缺陷3位置。
可以理解的是，本实施例中的缺陷可以为因为爆桩产生的裂缝或者断裂。当爆桩情况不严重时，可以看作在一个管桩中部形成了裂缝缺陷；当爆桩情况严重时，可以看做管中从中部完全断裂开，形成两部分，缺陷为一个缺口结构。
步骤2，对需要加固的管桩进行孔内掏土，掏土至缺陷3下方设定深度。
步骤3，向管桩内腔4下放钢筋笼，钢筋笼上端延伸至管桩顶部并通过管桩定位。混凝土浇筑前，向缺陷3位置注射环氧树脂以实现缺陷3处的封堵。
步骤4，向管桩内浇筑直至桩顶的混凝土；其中，钢筋笼包括沿管桩轴线方向的纵筋1，纵筋1从缺陷3位置向上至设定高度处均不与混凝土黏结，以形成自由段2。纵筋1除自由段外的部位与混凝土黏结以形成黏结段。该钢筋笼是由桩顶位置起一直延伸至缺陷下方大于等于5m的位置。自由段的底部位于缺陷处。
在本实施例中，浇筑的混凝土为微膨胀混凝土；对于异形桩，可采用异形孔用灌浆料。
步骤5，所述混凝土凝固后，对管桩的混凝土先进行低应变检测，然后进行抗拔试验，抗拔试验完成后再进行低应变检测。
所述自由段2的外部套设有波纹管，波纹管的两端分别与纵筋1密封连接，以使得波纹管内壁与自由段2外壁之间形成密闭空间。
所述钢筋笼包括多根相互平行的纵筋1，纵筋1通过环形箍筋5连接，以形成钢筋笼。
所述钢筋笼的下端固定有支撑件6，支撑件6用于隔绝管桩内土层与混凝土，支撑件6的尺寸与管桩内腔4的尺寸相同。
在本实施例中，所述支撑件6采用圆形金属材质的板件，圆形金属板与纵筋1通过焊接固定。焊接方式选用T型焊，或者其他满足需求的焊接方式也可。可以理解的是，在能够满足分隔土层及混凝土的前提下，支撑件也可以采用圆形的塑料板。通常抗浮桩的内腔横截面为圆形，因此将本方案中的支撑件设置为圆形板，可以理解的是，在抗浮桩内腔横截面为方形等其他形状的情况下，本实施例中支撑件的形状可以进行相应的适配，能够满足分隔土层及混凝土的要求即可。
同理的，本方案中的支撑件还可以采用除平板之外的立体结构，例如支撑件为下端封堵的筒形结构，或者两端封堵的筒形结构等。具体的可以由本领域技术人员自行设置，此处不再赘述。
本实施例中，为了保证加固后抗浮桩各处强度要求，钢筋笼中的纵筋1沿管桩内腔4的圆周方向均布设置。在本实施例中，纵筋1选用9根直径为28mm的HRB400级钢筋，箍筋5选用HPB300级钢筋间隔200mm布置。
可以理解的是，在另外一些实施方式中，纵筋的数量、规格及箍筋的间隔可以由本领域技术人员自行设置，例如，采用8根直径为28mm的HRB400级钢筋，箍筋5选用HPB300级钢筋间隔300mm布置；此处不再赘述。
本实施例中，自由段处桩侧摩阻力相对未设置自由段处的钢筋数值小，对桩身承受的拉力，自由段顶部的拉力与自由段底部的拉力的差值为桩侧的摩阻力与自由段长度的乘积。因此，设置自由段后桩的侧摩阻力减小，混凝土所承担的拉力减小，有效的提高了混凝土桩的抗拉能力及其抗裂等级。
具体的，在本实施例中，桩侧摩阻力指的是灌芯段混凝土与预制桩内壁的侧阻力其计算公式为
Figure BDA0003001530440000061
其中Raf是指桩顶荷载，d为灌芯直径。
自由段处的钢筋通过减小和混凝土粘结时的摩擦力(即上述的侧摩阻力)
自由段顶部的灌芯部的受力：Raf＝Ns1+Nc0+qsaz1
其中Ns1为自由段顶部灌芯钢筋所受拉力；Nc0为自由段顶部灌芯混凝土所受拉力；Z1为自由段以上桩长；
自由段底部的灌芯部的受力：Raf＝Ns1+Nc1+qsaπd(z1+z2)
当设置通长自由段时：Raf＝Ns1+Nc1+qsaπdz2
其中Ns1为自由段底部灌芯钢筋所受拉力(与自由段顶部灌芯钢筋所受拉力相等，当设置通长自由段时，其值等于Raf)，Nc1为自由段底部灌芯混凝土所受拉力，Z2为自由段长度；
可得到：Nc0-Nc1＝qsaz2
故当qsa减小时，混凝土承受的拉力数值减小。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种抗浮桩爆桩用加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
对管桩进行检测，确定是否有爆桩的缺陷，测定缺陷的位置；
对需要加固的管桩进行孔内掏土，掏土至缺陷下方设定深度；
向管桩内腔下放钢筋笼，钢筋笼上端延伸至管桩顶部；
向管桩内浇筑直至桩顶的混凝土；
其中，钢筋笼包括沿管桩轴线方向的纵筋，纵筋从缺陷位置向上至设定高度处均不与混凝土黏结，以形成自由段。
2.根据权利要求1所述的抗浮桩爆桩用加固方法，其特征在于，所述混凝土为微膨胀混凝土。
3.根据权利要求1所述的抗浮桩爆桩用加固方法，其特征在于，所述自由段的外部套设有波纹管，波纹管的两端分别与纵筋密封连接，以使得波纹管内壁与自由段外壁之间形成密闭空间。
4.根据权利要求1所述的抗浮桩爆桩用加固方法，其特征在于，所述钢筋笼包括多根相互平行的纵筋，纵筋通过环形箍筋连接，以形成钢筋笼。
5.根据权利要求1所述的抗浮桩爆桩用加固方法，其特征在于，所述钢筋笼的下端固定有支撑件，支撑件用于隔绝管桩内土层与混凝土，支撑件的尺寸与管桩内腔的尺寸相同。
6.根据权利要求5所述的抗浮桩爆桩用加固方法，其特征在于，所述支撑件采用金属材质，圆形金属板与纵筋通过焊接固定。
7.根据权利要求1所述的抗浮桩爆桩用加固方法，其特征在于，钢筋笼中的纵筋沿管桩内腔的圆周方向均布设置。
8.根据权利要求1所述的抗浮桩爆桩用加固方法，其特征在，所述混凝土凝固后，对管桩的混凝土先进行低应变检测，然后进行抗拔试验，抗拔试验完成后再进行低应变检测。
9.根据权利要求1所述的抗浮桩爆桩用加固方法，其特征在于，在加固前，通过高应变动测法或低应变动测法确定缺陷位置。
10.根据权利要求1所述的抗浮桩爆桩用加固方法，其特征在于，混凝土浇筑前，向缺陷位置注射环氧树脂以实现缺陷处的封堵。
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