预制混凝土支护管桩在深基坑工程中的应用 涂波涛

发表时间:2021/9/10   来源:《时代建筑》4月上   作者:涂波涛
[导读] 作为一种新型的基坑支护桩,预应力混凝土支护管桩有着十分突出的优势,例如桩身质量水平较好,强度比较高与成桩较为可靠等,因此十分值得将其广泛推广开来。

广东鸿业管桩有限公司  429004198108****51  涂波涛  佛山  528000

摘要:作为一种新型的基坑支护桩,预应力混凝土支护管桩有着十分突出的优势,例如桩身质量水平较好,强度比较高与成桩较为可靠等,因此十分值得将其广泛推广开来。本文重点分析了将预制混凝土支护管桩使用到深基坑工程的具体措施。
关键词:预制混凝土支护管桩;深基坑工程;应用
        引言:
        所谓预制混凝土支护管桩,具体指的是先张法预应力混凝土支护桩,这是一种十分新型的支护结构,并且有着相对广泛的应用与发展。这一支护桩可利用常规预制桩的施工方式,将其打入到土中,或者插入三轴水泥土搅拌桩等形成连续性的预应力高强度支护管桩水泥复合支护墙支护结构。
        一、预制混凝土管桩优点概述
        所谓预制混凝土管桩,主要指的是一种综合利用预应力技术、蒸汽养护技术与离心成型技术制成的钢筋混凝土预制管桩,其主要的形状是空心圆柱型,其主要代表的是混凝土预制成品领域的新技术、工艺与成果。预制混凝土管桩由于其质量良好、工期短、成本低与抗震性高等优势,被十分广泛的应用到了建筑工程行业中。
        预制混凝土管桩可根据混凝土强度等级分之为先张法预应力混凝土管桩与先张法预应力高强混凝土管桩。种类不同的混凝土管桩,制造过程中所受到的养护程度与周期存在差异,因此在具体施工中所发挥的作用与应用位置也存在差异。基于此,开展具体施工工作之时,需灵活依照管桩的实际类型特征和实地状况开展区分与选择使用,对工程的质量水平进行合理控制。
        二、预制混凝土管桩技术的应用设计要点
        (一)管桩设计环节
        进行管桩设计之时,需充分考虑施工实地建筑物的具体受力状况、抗震要求和地基处地质松软状况等,同时还需系统综合的考量管桩自身的抗浮抗拔性能与土层挤压可能会对管桩带来的影响等,依照上述实际施工工作中需充分考虑到的诸多影响因素,对混凝土管桩的实际型号、桩径、桩长与施工设施等相关参数做出准确地决定。
        在一般的具体施工状况中,一般都会遇到诸多地质条件较为复杂,相邻区域地质状况存在极大差异等问题,这些问题都会在某种程度上对施工工艺以及质量管理工作造成很大困难。因此,需及时向混凝土的管桩预制设计人员或相关部门给予地质报告的相关信息,方便相关人员和部门,依据具体状况朝着混凝土管桩预制设计人员和部门提交相关的地质报告信息,这对于帮助相关人员和部门依据实际状况考量各项指标参数十分有利,可逐渐制作出相对最佳与最适宜的地区施工的混凝土管桩。
        (二)桩尖选用环节
        桩尖可令管桩有效穿透一些比较硬的土层,同时有效保护桩身入土部位的直线性,这十分便于状体的定位。桩尖具体包含的是圆锥型、开口型与十字型几种。开口型的桩尖可以轻易穿透厚砂的土层,同时对周边土层造成的挤压也较小。十字桩尖在具体施工工作中相对较为常见,一般极易穿透一些非常硬的土层。在选择桩尖的时候,需注意尽可能依照地质的具体条件选择,需坚持如下几方面原则:
        如果桩尖在一定范围内出现了比较硬的土层,需使用穿透力比较强的桩尖;持力层的土层一旦出现了较大的起伏波动之时,需尽可能选择拥有良好稳定性的桩尖;而在土层比较稳定的状态,并且不存在硬面层的情况下,可不用桩尖,以此节省施工的整体成本。
        (三)选用实地管桩施工方法
        地基处理设计之时,需在了解掌握各类预制混凝土管桩施工方式的基础上,选择最佳的适用方式。预制混凝土管桩的具体实施方法包含诸多种类,例如锤击法、振动法、预钻孔法等方式,其中使用相对较为常见的方式指的就是锤击法与静压法。
        1.锤击法
        此方式是一种十分原始的方法,其应用的时间整体而言比较长,但是容易导致桩身疲劳受损,现在已经开始走下坡路。之所以会出现此种现象,主要由于其存在着诸多不可避免的缺陷,例如噪音大、对周边环境造成严重污染、震动幅度较大等方面的问题,都是导致锤击法施工在我国诸多城市施工中被禁用的因素,甚至逐渐被静压法所替代,在不久的将来就会逐渐消失。
        2.静压法
        所谓静压法,具体最好是发挥静力沉桩作用,将预制的混凝土管桩逐渐压入到地基的施工方式方法,并且也是一种相对环保以及新型的施工方式方法,其优势条件十分显著,具体表现为无噪音、无振动、速度快以及质量高等。现如今,这一方式已经逐渐在城市建设中获得了十分广泛的应用与普及,并且其未来的发展前景也非常的光明。
        三 、预制混凝土支护管桩在深基坑工程的应用
        (一)基坑防护工作相关研究
        现如今,有关预制桩使用到基坑支护的相关研究,其分析的主要是自身的抗弯与抗剪性能的相关变化规律。理论性分析预应力混凝土支护管桩沿斜截面破坏之时的受理机理,并且分析出预制混凝土支护管桩的有关抗剪承载力的相关计算公式。学者黄光龙等,通过24根预应力高强混凝土互助管桩的抗弯承载力的试验,对弯矩作用之下的破坏机理展开研究分析,同时逐渐提出使用到支护管桩的抗弯承载力计算公式。学者上官精灵推导出U型预应力混凝土支护桩的水平承载力的相关计算方法,同时使用试验结果对其正确与否进行了客观验证。在抗弯试验的基础上,深入的研究与分析了管桩的实际抗弯性能,获得了管桩拥有良好的抗弯性能。



        基坑工程中,预制桩的使用十分广泛,支护管桩承受水平土压力,位于受弯与受剪复合的状态中,其控制基坑变形稳定发挥出了工程成功的关键,因此对设计计算方法进行客观研究具备十分现实性的意义。但是现如今,对支护管桩在基坑变形计算上的分析与研究很少会有相关报道。基于此,本文主要使用的是增量法与弹性支点法的计算方式,深入与详细的分析了工程实际设计中预制支护管桩的设计计算相关要点,对理论计算与实测基坑位移进行客观对比,充分证实预应力预制支护管桩可靠性、有效性,十分值得在同类工程的施工设计中进行参考。
        (二)支护桩界面施工工艺
        支护桩截面形状与材料的实际强度,将会对支护结构的变形稳定性产生严重影响,通过专业化的调查研究文献可知,控制基坑变形的重点因素在于支护桩截面惯性矩与材料弹性模量。增加截面惯性矩,必须要增加相关材料的使用量。增大弹性模量必定会提升混凝土的等级。基于此,需尽可能在控制建筑能耗与建筑材料使用状况的前提下,逐步满足基坑变形稳定,这甚至逐渐成为了急需解决的重点问题。有专门的调查研究结果显示,要解决上述问题,需使用高强度预制桩。依据支护桩界面形状,可以分之为预制高强度管桩、预制高强度U形板、预制高强度矩形桩。其中的预制高强度支护管桩有着突出的优点,具体表现为工程造价较低、桩身检测比较方便工厂化生产等特征,因此也逐渐被广泛应用到了基坑中。
        现如今,国内有诸多专业的技术人员对水平混凝土支护管桩施工工作进行了相对深度的研究与分析。但是由于岩体的结构自身十分复杂,因此在开展支护管桩基坑支护工作之时,需尽可能依照预制管桩的实际大小进行填充。面对支护管桩施工工艺的变化,需依照混凝土等级的强度开展深入的研究分析,对支护界面大小进行合理的控制分析,以此促使施工工艺操作保持高强度水平。对预制混凝土施工建设工作来说,这也十分重要。
        (三)检查与验收工作
        施工工程开展过程中,所有工期都需开展施工质量检查以及验收的相关工序,并且完善记录相关分段数据,推动完工之后的总复查验收相关工作。施工中遇到了任何的问题,都需及时停止相关作业,分析出现问题的主要因素,采取合理针对性的解决措施。例如,压力读表数所显示出来的土层性质与数据报告中的土层性质出现了严重的不符问题;桩体不能或者很难穿透一些较硬的土层;实际桩长与设计过程中参考的桩长之间存在着较大差距,一般认为差额需达到10%左右的长度;压桩施工机械出现了任何不正常的声音,工作状态失衡;桩身垂直的方向上发生了裂缝问题,或者是混凝土的部位发生剥落状况等问题。
        四、深基坑开挖中需注意的预制混凝土支护管桩技术问题
        (一)依照施工组织方案要求方法施工
        选取最佳挖掘设备,进行混凝土开挖的过程中,尽可能依照施工工艺的要求开展合理操作,开挖工作的特征极易导致支护结构因为不稳定而导致的破坏。但从整体角度看来,支护结构的整体结构需严谨依照主要特征开展均匀化的开挖工作。在支护结构平均受力之时,需灵活依照均匀挖土的特征来逐渐实现机械的相关开挖操作。设计地下室的坑道之时,需尽可能依照开挖孔道的基础结构,逐步实行均匀大小的变化,优先使用科学合理的基础施工设计开展具体部位的施工工作。
        (二)监控支护结构与降水效果
        基坑支护结构整体与基坑开挖之间存在着十分直接的关联,并且支护结构的相关强度变形控制和降水效果需依照基坑土方开挖阶段开展合理检验。在基坑的开挖时期阶段,逐渐增强对于支护机构与周边道路、地面与建筑物的观察与监测力度,一旦发现了任何的异常问题,都需即刻停止开挖操作,在明确分析异常状况出现因素的基础上,对其进行合理针对性的处理,在解决问题的基础上才可继续开挖。与此同时,还需重点关注是否存在任何的渗水或者是流砂等问题,一旦出现了任何的渗水量较大,或者是流砂问题严重等相关问题之时,都需采取科学合理的应对措施,减少意外事故与安全事故的发生频率。
        (三)施工阶段季气候需注意的问题
        基坑土方开挖施工阶段,由于受到了施工季节等因素的限制,气候条件的变化较为频。但是周边的基坑施工往往会严重增加防护施工工作的难度系数,基坑底表的防护同样会对基坑外部的水灌入造成很大程度的不良影响,基于此,在此过程中尽可能使用基坑防护压力的孔道施工方式,对周围结构稳定性发挥一定的维持作用。基坑周围修复施工需尽可能依照地表水的变化完成沉淀作业,合理控制排水管道的变化状况,提升基坑开挖的整体深度,对集水井沉淀变化进行合理控制,提升排水整体效率。处于基础作业施工基础上的施工建设工作,需尽量避免基坑长时间处于暴露状态,控制意外事故状况的发生频次。
        结语:
        综上所述,结合现场的预支混凝土支护管桩施工,该项工程建设主要采用两项坑道共同作业的支护施工,而在长期的实验中这种防护施工技术具有良好的支护施工特效。利用结构化的施工设计,在合理的范围内实现搅拌施工,同时利用搅拌内置的支护管桩来进行处理,这对于预制混凝土施工建设来讲非常重要。本文结合预应力管桩的高强度施工设计,来推进深基坑的计算参数变化,对于支护管桩内部的水泥强度以及增加其他设备来进行有效的改进。
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