静压倾斜prc管桩支护施工工法
技术领域
1.本发明涉及领域，具体为静压倾斜prc管桩支护施工工法。
背景技术：
2.随着城市化进程的快速发展，中国人口城镇化率和全民汽车保有量屡创新高，地上空间难以满足城市发展的需要，则对地下空间的使用提出更高的要求，促使基坑工程快速发展，传统支护排桩大多为混凝土灌注桩，在施工的过程中产生大量的泥浆，建筑泥浆的消纳困难，且消纳成本较高，造成建筑材料的浪费以及成本的提高，部分施工工法采用的phc管桩虽然桩身强度高，抗压能力强，但桩体为预应力钢棒，在水平荷载作用下，容易产生脆性破坏，延性差，受拉区域钢筋很快进入屈服和颈缩断裂，安全性较低，并且传统支撑结构采用大量的混凝土内支撑，随结构施工逐步破除，导致施工进度缓慢，破除后产生大量建筑垃圾，环保较差，此外，混凝土预应力管桩沉桩方法有静压法沉桩、锤击法沉桩、射水法沉桩，斜桩锤击沉桩可将导架倾斜一定角度，采用重锤垂入，可实现斜桩施工，但锤击过程中产生大量的噪音，而射水法沉桩需要大量用水，依靠水压冲击沉桩，不适用于城市房建项目，使用范围受到限制。
技术实现要素：
3.本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供静压倾斜prc管桩支护施工工法，采用直斜桩可提高安全可靠性，并且采用预制管桩可节约混凝土，减少建筑垃圾，具有较好的环保效果和经济性，同时采用静压沉桩可有效减小噪音，可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：静压倾斜prc管桩支护施工工法，包括如下步骤：
5.1)测量放线定位：采用全站仪建立平面控制网和高程控制网，编制桩号并提取桩位坐标，采用rtk配合水准仪测量桩点地坪标高，计算实际放线坐标或采用cad偏移提取实际放线坐标，施放桩位，桩位用钢签定位；
6.2)设备就位：桩机组装好就位，并进行调试，校定桩机压力表，检查变幅油缸、伸缩油缸和校定角度显示器，桩机长船应与排桩轴线平行，保证桩位y方向偏差在1°以内，根据桩长、倾斜角度计算确定斜桩静压机的工作面；
7.3)吊装喂桩：将管桩起吊并固定在桩机上，吊索与桩之间应加衬垫；
8.4)调整角度：利用变幅油缸和伸缩油缸将斜桩机夹持器调整到设计角度，电子测斜仪表盘上的两个方向上的角度，调整y方向角度至0°，调整x方向角度至设计角度，完成调桩后，复核倾斜角度，并使用线坠复合顺着排桩轴线方向的角度，使用电子测斜尺复合垂直于排桩轴线方向的倾角；
9.5)沉桩施工：在沉桩之前，在有代表性的部位试沉桩，确定沉桩的桩长、终压力、持荷时间、最大压桩力等参数，压桩通过主机的压桩油缸伸程之力将桩压入土中，压桩油缸的
最大行程为1.5－2.0米，即每次下压，桩入土深度约为1.5－2.0米，然后依次松夹、上升、再夹、再压，如此反复进行，即可将一节桩压下去，当一节桩压到离地面80－100cm时，进行接桩或放入送桩器将桩压至设计标高，接桩时先将油压缸行程升至顶端，将夹持器调整到90°
，即垂直，喂桩，调整角度与上一节桩对准，利用二保焊焊接冷却后继续沉桩，沉桩过程中，记录管桩就位、角度、入土深度、每节桩长度或最终的桩顶标高及相应的压力值等，送桩采用钢板制作的专用送桩器，将桩送至设计标高，送桩时，连续满载复压不少于3次，并保证终压力值满足设计要求，且由专人记录终压力值，prc支护桩以标高为主，贯入度为辅，参考同一地质条件下直桩终压值，按照角度对倾斜桩终压值进行修正，确保同一地质条件倾斜桩终压值明显大于直桩终压值，如下式：f
斜
＝f
直
/cosа，上式表明，倾斜角度越大，终压值越大，桩基沉桩越困难，需要桩基配重越大，f
水平
＝f
斜
×
sinα，上式表明，倾斜角度越大，终压值越大，给桩机的水平推力越大，桩机越容易侧滑。
10.6)验收。
11.进一步的，确定最大压桩力后，根据最大压桩力选择桩机型号和配重，确保桩机机身自重和配重之和的0.8倍大于最大压桩力，在浮机状态下禁止工作，同时考虑桩机的侧滑，侧滑和桩机对地压力、接触面粗糙度有关，如下式：f摩擦＝μn＝μ(f
总-f
最大压桩力
)＞f
最大压桩力
×
sinα，桩机在侧滑的状态下禁止工作，发生桩机侧滑时，增加配重，增大物体接触面粗糙度(如铺碎石等)，变湿摩擦为干摩擦(如进场场地晾晒)。
12.进一步的，施工前先清除地上和地下的障碍物，使场地平整，保障排水良好，地面符合沉桩时的承载能力要求，地面较松软时，采取铺道渣或较好的砂石土压实，确保地面承载力不小于桩机总重量的对地压强，如下式：f
ak
＞g
总
×
a，f
ak
为地面承载力，g
总
为桩机自身和配重总重，a为两个大船对地面接触面积总和。
13.进一步的，沉桩时按“先密集桩后稀疏桩、先长桩后短桩、先大直径桩后小直径桩、先斜桩后直桩”的原则进行沉桩，在直斜交替双排排桩支护施工前，先画出倾斜桩的水平投影面，检查其是否与工程桩体、周边管线冲突，如发生冲突，按照支护桩避让工程桩、周边管线可迁移的避让支护桩、不可迁移的支护桩避让管线的原则进行调整，，在施工前分析倾斜桩是否侵入承台，设计桩顶位置到承台边投影距离为d，倾斜桩在承台底部位置以上部分在承台底处投影为s，斜桩中心线距桩边的距离为r，倾斜桩距承台边距离为d,则d＝d-s-r，当d＜0时，倾斜桩侵入承台，当d＞0时，倾斜桩不侵入承台。
14.进一步的，采用压力蒸汽养护的管桩进行沉桩时，养护期不少于1d、强度不低于设计值，桩身混凝土的表面温度不高于气温的20℃，复合配筋管桩(prc管桩)其抱压施工压桩力rb≤0.95fca，其中rb为桩身允许抱压压桩力，fc为桩身混凝土轴心抗压强度设计值，a为管桩桩身横截面面积
15.进一步的，桩机移动就位后，将桩机调整平稳并垂直于地面后，再起吊就位管桩，采用抱压式桩机沉桩时，应避开桩身两侧的合缝位置，同时应防止抱压力过大造成桩身横向压坏。
16.进一步的，支护桩的桩间距较小时，桩位容易被挤偏位，通过增加放线次数，降低施工时的挤土效应，防止桩位被挤偏位，每次放出的桩位不宜过多，且在施工过程中要加大对桩位的复核频率。
17.直斜prc管桩支护体系中，支护桩为挤土桩。本工法应用于深基坑工程，涉及到不
同类型的桩，如止水帷幕的水泥搅拌桩，工程桩中的灌注桩。施工顺序为支护桩先于水泥搅拌桩，支护桩先于灌注桩，或灌注桩28天后施工支护桩，确保止水效果和工程桩的质量。
18.开挖基坑时，先对基坑进行监测，包括水平、竖向位移的测量、测斜、围护结构内力监测、地下水位的观测及降水井每日出水量检测、周边道路的观测、周边既有建筑物、构筑物监测以及周边既有管线监测。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：直斜排桩较传统的直立排桩，倾斜一定角度，降低土体主动压力和被动压力，利用倾斜桩的角度特性对土体水平荷载有一定的支撑，可更好的承担基坑开挖过程中的水平荷载、减少桩顶水平位移和桩身变形，本工法采用预制管桩，工厂化生产，在施工过程中基本不产生泥浆，本工法可减少混凝土内支撑，节约混凝土，不产生破除建筑垃圾，符合国家环保要求，有效降低建筑施工对环境的污染，采用斜桩静压沉桩可将夹具倾斜一定的角度，斜向静压沉桩，噪音小，从根本上解决噪声大的问题，本工法采用直斜prc复合配筋管桩支护，减少内支撑或不设置内支撑，采用直斜悬臂排桩，直斜桩工厂化预制不产生泥浆排和混凝土内支撑破除，桩可沉入预定标高，不需要截桩头，工期缩短，节约大量内支撑混凝土和破除机械台班，在抗水平弯矩相同条件下，造价比传统混凝土灌注桩+内支撑结构降低10％-20％，适应于施工场地狭小，不满足放坡开挖的基坑，适应于黏土、粉土、砂土等地质的基坑。
附图说明
20.图1为本发明静压倾斜prc管桩支护施工工法的流程图；
21.图2为本发明prc复合管桩双排直斜桩支护体系示意图；
22.图3为本发明静压斜桩机位置示意图；
23.图4为本发明静压斜桩机位置工作面示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1-4，静压倾斜prc管桩支护施工工法，其特征在于包括如下步骤：
26.1)测量放线定位：采用全站仪建立平面控制网和高程控制网，编制桩号并提取桩位坐标，采用rtk配合水准仪测量桩点地坪标高，计算实际放线坐标或采用cad偏移提取实际放线坐标，施放桩位，桩位用钢签定位，施工前先清除地上和地下的障碍物，使场地平整，保障排水良好，地面符合沉桩时的承载能力要求，地面较松软时，采取铺道渣或较好的砂石土压实，确保地面承载力不小于桩机总重量的对地压强；
27.2)设备就位：桩机组装好就位，并进行调试，校定桩机压力表，检查变幅油缸、伸缩油缸和校定角度显示器，桩机长船应与排桩轴线平行，保证桩位y方向偏差在1
°
以内，根据桩长、倾斜角度计算确定斜桩静压机的工作面，桩机移动就位后，将桩机调整平稳并垂直于地面后，再起吊就位管桩，采用抱压式桩机沉桩时，应避开桩身两侧的合缝位置，同时应防止抱压力过大造成桩身横向压坏；
28.3)吊装喂桩：将管桩起吊并固定在桩机上，吊索与桩之间加衬垫；
29.4)调整角度：利用变幅油缸和伸缩油缸将斜桩机夹持器调整到设计角度，电子测斜仪表盘上的两个方向上的角度，调整y方向角度至0
°
，调整x方向角度至设计角度，完成调桩后，复核倾斜角度，并使用线坠复合顺着排桩轴线方向的角度，使用电子测斜尺复合垂直于排桩轴线方向的倾角；
30.5)沉桩施工：在沉桩之前，在有代表性的部位试沉桩，确定沉桩的桩长、终压力、持荷时间、最大压桩力等参数，再由倾斜角度小的桩至倾斜角大的桩逐一进行试沉桩，压桩通过主机的压桩油缸伸程之力将桩压入土中，压桩油缸的最大行程为1.5－2.0米，即每次下压，桩入土深度约为1.5－2.0米，然后依次松夹、上升、再夹、再压，如此反复进行，即可将一节桩压下去，当一节桩压到离地面80－100cm时，进行接桩或放入送桩器将桩压至设计标高，接桩时先将油压缸行程升至顶端，将夹持器调整到90
°
，即垂直，喂桩，调整角度与上一节桩对准，利用二保焊焊接冷却后继续沉桩，沉桩过程中，记录管桩就位、角度、入土深度、每节桩长度或最终的桩顶标高及相应的压力值等，送桩采用钢板制作的专用送桩器，将桩送至设计标高，送桩时，连续满载复压不少于3次，并保证终压力值满足设计要求，且由专人记录终压力值，prc支护桩以标高为主，贯入度为辅，参考同一地质条件下直桩终压值，按照角度对倾斜桩终压值进行修正，确保同一地质条件倾斜桩终压值明显大于直桩终压值，确定最大压桩力后，根据最大压桩力选择桩机型号和配重，确保桩机机身自重和配重之和的0.8倍大于最大压桩力，沉桩时按“先密集桩后稀疏桩、先长桩后短桩、先大直径桩后小直径桩、先斜桩后直桩”的原则进行沉桩，在直斜交替双排排桩支护施工前，先画出倾斜桩的水平投影面，检查其是否与工程桩体、周边管线冲突，如发生冲突，按照支护桩避让工程桩、周边管线可迁移的避让支护桩、不可迁移的支护桩避让管线的原则进行调整，采用压力蒸汽养护的管桩进行沉桩时，养护期不少于1d、强度不低于设计值，桩身混凝土的表面温度不高于气温的20℃，支护桩的桩间距较小时，桩位容易被挤偏位，通过增加放线次数，降低施工时的挤土效应，防止桩位被挤偏位；
31.6)验收。
32.桩位的允许偏差应小于30mm，直桩的垂直度偏差应小于1/200，倾斜桩x、y方向倾斜角度偏差小于1
°
，进入工地前必须对施工现场进行踏勘,弄清场内高压线、地下管线、通讯电缆等走向及地下构筑物，施工机械与台面安装要平衡、周正、牢固,零部件要整齐，平台板铺设要稳固、防滑，搭梯、工作台、栏杆安装要牢固、可靠，施工设备现场构造物距离符合安全规定或满足安全要求，在压桩时，任何人不得在f型配铁穿过或停留，手脚不得伸入任何活动构件间隙内，压桩前桩机上必须有足够的配重，工作时压桩力不得超过相应的额定压力，否则会造成压桩时桩机浮机，压桩时任何人不得在桩机可能产生侧滑一侧停留，否则会造成碰伤、挤伤，当桩基出现侧滑时必须马上停止压桩，压桩前必须确认起重机的吊钩已脱离吊桩工具,否则会发生损坏压桩机和起重机的重大事故，压桩孔及时回填或覆盖。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。技术特征：
1.静压倾斜prc管桩支护施工工法，其特征在于包括如下步骤：1)测量放线定位：采用全站仪建立平面控制网和高程控制网，编制桩号并提取桩位坐标，采用rtk配合水准仪测量桩点地坪标高，计算实际放线坐标或采用cad偏移提取实际放线坐标，施放桩位，桩位用钢签定位；2)设备就位：桩机组装好就位，并进行调试，校定桩机压力表，检查变幅油缸、伸缩油缸和校定角度显示器，桩机长船应与排桩轴线平行，保证桩位y方向偏差在1
°
以内，根据桩长、倾斜角度计算确定斜桩静压机的工作面；3)吊装喂桩：将管桩起吊并固定在桩机上，吊索与桩之间加衬垫；4)调整角度：利用变幅油缸和伸缩油缸将斜桩机夹持器调整到设计角度，电子测斜仪表盘上的两个方向上的角度，调整y方向角度至0
°
，调整x方向角度至设计角度，完成调桩后，复核倾斜角度，并使用线坠复合顺着排桩轴线方向的角度，使用电子测斜尺复合垂直于排桩轴线方向的倾角；5)沉桩施工：在沉桩之前，在有代表性的部位试沉桩，确定沉桩的桩长、终压力、持荷时间、最大压桩力等参数，再由倾斜角度小的桩至倾斜角大的桩逐一进行试沉桩，压桩通过主机的压桩油缸伸程之力将桩压入土中，压桩油缸的最大行程为1.5－2.0米，即每次下压，桩入土深度约为1.5－2.0米，然后依次松夹、上升、再夹、再压，如此反复进行，即可将一节桩压下去，当一节桩压到离地面80－100cm时，进行接桩或放入送桩器将桩压至设计标高，接桩时先将油压缸行程升至顶端，将夹持器调整到90
°
，即垂直，喂桩，调整角度与上一节桩对准，利用二保焊焊接冷却后继续沉桩，沉桩过程中，记录管桩就位、角度、入土深度、每节桩长度或最终的桩顶标高及相应的压力值等，送桩采用钢板制作的专用送桩器，将桩送至设计标高，送桩时，连续满载复压不少于3次，并保证终压力值满足设计要求，且由专人记录终压力值，prc支护桩以标高为主，贯入度为辅，参考同一地质条件下直桩终压值，按照角度对倾斜桩终压值进行修正，确保同一地质条件倾斜桩终压值明显大于直桩终压值。6)验收。2.根据权利要求1所述的静压倾斜prc管桩支护施工工法，其特征在于：确定最大压桩力后，根据最大压桩力选择桩机型号和配重，确保桩机机身自重和配重之和的0.8倍大于最大压桩力。3.根据权利要求1所述的静压倾斜prc管桩支护施工工法，其特征在于：施工前先清除地上和地下的障碍物，铺道渣或较好的砂石土压实。4.根据权利要求1所述的静压倾斜prc管桩支护施工工法，其特征在于：沉桩时“先密集桩后稀疏桩、先长桩后短桩、先大直径桩后小直径桩、先斜桩后直桩”，在直斜交替双排排桩支护施工前，先画出倾斜桩的水平投影面，依次调整使支护桩避让工程桩、周边管线可迁移的避让支护桩、不可迁移的支护桩避让管线。5.根据权利要求1所述的静压倾斜prc管桩支护施工工法，其特征在于：采用压力蒸汽养护的管桩进行沉桩时，养护期不少于1d、强度不低于设计值，桩身混凝土的表面温度不高于气温的20℃。6.根据权利要求1所述的静压倾斜prc管桩支护施工工法，其特征在于：桩机移动就位后，将桩机调整平稳并垂直于地面后，再起吊就位管桩，采用抱压式桩机沉桩时，避开桩身两侧的合缝位置。
7.根据权利要求1所述的静压倾斜prc管桩支护施工工法，其特征在于：支护桩的桩间距较小时，增加放线次数。
技术总结
本发明公开了静压倾斜PRC管桩支护施工工法，包括如下步骤：测量放线定位：采用全站仪建立平面控制网和高程控制网，编制桩号并提取桩位坐标，采用RTK配合水准仪测量桩点地坪标高，计算实际放线坐标或采用CAD偏移提取实际放线坐标，施放桩位，桩位用钢签定位，设备就位：桩机组装好就位，并进行调试，校定桩机压力表，检查变幅油缸、伸缩油缸和校定角度显示器，桩机长船应与排桩轴线平行，保证桩位Y方向偏差在1
技术研发人员：刘龙 徐勇 冯雷 张瑞 李俊峰 李贺才 于洪达 孙玉栋 孙权
受保护的技术使用者：中铁城建集团有限公司
技术研发日：2022.04.19
技术公布日：2022/7/8
声明：
“静压倾斜PRC管桩支护施工工法的制作方法” 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：中铁城建集团有限公司
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2024年08月01日 ~ 03日 
