本發(fā)明屬于管樁施工，具體涉及一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁及其施工方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代建筑工程中，樁基作為承受上部結(jié)構(gòu)荷載并將其傳遞至地層的基礎(chǔ)部分，其設(shè)計和施工質(zhì)量直接影響建筑物的安全性與穩(wěn)定性。地質(zhì)條件是樁基施工中的主要難點之一，不同地質(zhì)條件下的土層性質(zhì)、巖石分布、地下水位等因素都會對樁基的施工造成影響，增加施工難度。

2、復(fù)雜地質(zhì)通常指那些具有獨特物理力學(xué)性質(zhì)、成巖條件和施工難度較大的地質(zhì)條件，以及土層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這種地質(zhì)條件通常結(jié)構(gòu)強度大、密度大、孔隙率低、壓實系數(shù)高，給樁基施工帶來極大困難，例如密實的砂土或密實的粉土層、穿過超固結(jié)粘性土。

3、樁的貫入度是指在地基土中，通過重力擊打貫入體，該貫入體進入土中的深度。貫入度實質(zhì)上反映了樁在特定錘擊條件下對地基的穿透能力，是衡量地基土對樁身抵抗程度的一項指標(biāo)。

4、管樁在突遇全巖石以及超固結(jié)粘性土等結(jié)構(gòu)強度大、密度大、孔隙率低和壓實度高的巖層時如果不及時發(fā)現(xiàn)，一旦管樁植入堅硬巖石層，特別是從軟土層過渡到巖石層，由于沉降速度、力度等沒有做出改變，管樁從軟土層打入堅硬巖石層時，容易發(fā)生偏移以及管樁破裂，導(dǎo)致管樁垂直度發(fā)生變化，而管樁植入巖石層后偏移，糾正和整改的施工成本會增加，特別是管樁植入巖石層，意味著已經(jīng)植入受力層，管樁得到固定，很難依靠外部的措施去糾偏垂直度。

5、因此，本發(fā)明提出了一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁及其施工方法，旨在解決復(fù)雜地質(zhì)條件下樁基施工出現(xiàn)偏差以及破裂的情況，提高施工效率與工程質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁及其施工方法，解決現(xiàn)有復(fù)雜地質(zhì)條件下管樁樁尖遇到孤石容易偏移導(dǎo)致垂直度不滿足施工要求的問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁，包括管樁、監(jiān)測機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、樁尖、液壓系統(tǒng)和主控單元；所述管樁由設(shè)置有固定裝置的送樁器進行沉樁，所述監(jiān)測機構(gòu)設(shè)置在所述樁尖，所述液壓系統(tǒng)安裝在所述管樁與所述樁尖之間；所述監(jiān)測機構(gòu)、送樁器和所述液壓系統(tǒng)均與所述主控單元電連接；

4、所述監(jiān)測機構(gòu)用于監(jiān)測所述管樁的貫入度并將貫入度數(shù)據(jù)上傳主控單元，所述主控單元根據(jù)貫入度數(shù)據(jù)分析下一沉樁層地質(zhì)情況并發(fā)送啟動固定裝置指令給所述送樁器固定所述管樁，發(fā)送驅(qū)動樁尖下壓的指令給所述液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)驅(qū)動所述樁尖下鉆堅硬層。

5、優(yōu)選的，所述監(jiān)測機構(gòu)包括振動傳感器和樁阻傳感器，所述振動傳感器用于檢測所述樁尖受到的振動力，所述樁阻傳感器用于檢測所述樁尖下沉過程的樁測阻力，并上傳主控單元，所述主控單元判斷出每錘擊一次樁尖的樁測阻力。

6、優(yōu)選的，所述樁阻傳感器包括阻力件和形變件；所述阻力件與所述樁尖的表面嵌合且在所述樁尖表面移動，所述形變件與所述阻力件連接，用于將所述形變件的移動量傳遞給阻力件；所述阻力件安裝在所述樁尖內(nèi)部，與所述主控單元連接，將所述形變件的移動量上傳至所述主控單元。

7、優(yōu)選的，所述振動傳感器的檢測力范圍在1000-8300kn。

8、優(yōu)選的，所述液壓系統(tǒng)通過焊接或者螺栓連接到管樁的底部，以同樣的方式將樁尖與液壓系統(tǒng)連接。

9、優(yōu)選的，所述液壓系統(tǒng)包括液壓缸、油管和液壓泵；所述液壓缸安裝在所述管樁的底部，所述液壓泵安裝在地面，所述液壓缸和所述液壓泵通過油管連接。

10、優(yōu)選的，所述管樁為phc管樁。

11、一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁施工方法，s1，測量放樣：確定管樁中心位置；

12、s2，管樁沉樁：安裝液壓系統(tǒng)和樁尖，進行吊裝管樁并進行垂直度矯正，利用送樁器的樁錘打入管樁；

13、s3，監(jiān)測管樁垂直度：主控單元監(jiān)測到管樁貫入度異常時，樁錘停止錘擊管樁，送樁器切換固定裝置固定管樁在當(dāng)前位置；

14、s4，樁尖導(dǎo)向管樁：主控單元啟動液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)驅(qū)動樁尖繼續(xù)向下鉆孔，樁尖完全進入堅硬層后液壓系統(tǒng)停止運行；

15、s5，繼續(xù)管樁植入：送樁器的固定裝置切換為樁錘，樁錘繼續(xù)錘擊管樁；

16、s6管樁接樁，下節(jié)樁的樁頭高出地面1.0m～1.3m進行接樁，管樁的連接采用端板焊接法；

17、s7，重復(fù)s3-s6，直至管樁植入持力層。

18、優(yōu)選的，所述s2中首節(jié)管樁打入時，垂直度偏差為±0.5％，樁錘、固定裝置以及送樁器應(yīng)與管樁在同一中心線上。

19、優(yōu)選的，錘擊法施工時的最大打樁力小于8219.9kn。

20、本發(fā)明的有益效果為：

21、管樁能夠適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)，根據(jù)復(fù)雜地質(zhì)及時調(diào)整沉樁方案，管樁既能從樁頂由送樁器錘擊植入土層中，也能夠在遇到堅硬層時啟用液壓系統(tǒng)驅(qū)動樁尖獨自下沉，為管樁起到導(dǎo)向，避免管樁偏移和破裂的情況；管樁通過監(jiān)測機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、送樁器與固定裝置以及主控單元的協(xié)同工作，能夠顯著減少管樁在遇到孤石或堅硬層時出現(xiàn)的偏差風(fēng)險，提高施工效率和質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁，其特征在于，包括管樁、監(jiān)測機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、樁尖、液壓系統(tǒng)和主控單元；所述管樁由設(shè)置有固定裝置的送樁器進行沉樁，所述監(jiān)測機構(gòu)設(shè)置在所述樁尖，所述液壓系統(tǒng)安裝在所述管樁與所述樁尖之間；所述監(jiān)測機構(gòu)、送樁器和所述液壓系統(tǒng)均與所述主控單元電連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁，其特征在于，所述監(jiān)測機構(gòu)包括振動傳感器和樁阻傳感器，所述振動傳感器用于檢測所述樁尖受到的振動力，所述樁阻傳感器用于檢測所述樁尖下沉過程的樁測阻力，并上傳主控單元，所述主控單元判斷出每錘擊一次樁尖的樁測阻力。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁，其特征在于，所述樁阻傳感器包括阻力件和形變件；所述阻力件與所述樁尖的表面嵌合且在所述樁尖表面移動，所述形變件與所述阻力件連接，用于將所述形變件的移動量傳遞給阻力件；所述阻力件安裝在所述樁尖內(nèi)部，與所述主控單元連接，將所述形變件的移動量上傳至所述主控單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁，其特征在于，所述振動傳感器的檢測力范圍在1000-8300kn。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)通過焊接或者螺栓連接到管樁的底部，以同樣的方式將樁尖與液壓系統(tǒng)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)包括液壓缸、油管和液壓泵；所述液壓缸安裝在所述管樁的底部，所述液壓泵安裝在地面，所述液壓缸和所述液壓泵通過油管連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁，其特征在于，所述管樁為phc管樁。

8.適用于任一權(quán)利要求1-7的一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁施工方法，其特征在于，s1，測量放樣：確定管樁中心位置；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁施工方法，其特征在于，所述s2中首節(jié)管樁打入時，垂直度偏差為±0.5％，樁錘、固定裝置以及送樁器應(yīng)與管樁在同一中心線上。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁施工方法，其特征在于，錘擊法施工時的最大打樁力小于8219.9kn。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)的管樁及其施工方法，屬于管樁施工技術(shù)領(lǐng)域，包括管樁、監(jiān)測機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、樁尖和主控單元；管樁由設(shè)置有固定裝置的送樁器進行沉樁，監(jiān)測機構(gòu)設(shè)置在樁尖，液壓系統(tǒng)安裝在管樁與樁尖之間；監(jiān)測機構(gòu)、送樁器和液壓系統(tǒng)均與主控單元電連接；監(jiān)測機構(gòu)用于監(jiān)測管樁的貫入度并將貫入度數(shù)據(jù)上傳主控單元，主控單元根據(jù)貫入度數(shù)據(jù)分析下一沉樁層地質(zhì)情況并發(fā)送啟動固定裝置指令給送樁器固定管樁，發(fā)送驅(qū)動樁尖下壓的指令給液壓系統(tǒng)，管樁既能從樁頂由送樁器錘擊植入土層中，也能夠在遇到堅硬層時啟用液壓系統(tǒng)驅(qū)動樁尖獨自下沉，為管樁起到導(dǎo)向，避免管樁偏移和破裂的情況，保證管樁的垂直度和完整性。

技術(shù)研發(fā)人員：彭德民,陳明,吉陳飛,李瑞宏,劉憲海,張偉,趙俊皓,譚銘宇,張劍鋒,蔡云超,程琳,陳鵬,鐘良建,王衛(wèi)昌,彭華南
受保護的技術(shù)使用者：保利長大工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6