一种预应力管桩加固方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种预应力管桩加固方法。


背景技术：

2.现阶段基坑支护大部采用灌注桩(排桩形式)+止水帷幕或地下连续墙，其预应力管桩支护形式较少，灌注桩、地下连续墙现场施工时间较长、对环境影响较大、施工机械较多等，为使基坑支护桩工厂化，减少施工现场环境影响，采用预应力管桩进行支护，为保证预应力管桩连接处在土方作用下受到剪力能满足要求，采用与预应力管桩相同材质的钢板进行焊接加固。
3.中国专利公开号：cn113356183a公开了一种预应力管桩二端加固施工方法，第一步，先进行钻孔，钻孔直径800mm；第二步，在预应力管桩桩顶标高2-3米处支模注入水泥浆制作成水泥凝固体；第三步，在第二步注浆完成三个小时以后把带有注浆器的预应力管桩压入或者打入土体桩井内；第四步，对预应力管桩下部端采取阻力增强措施，利用注浆器注浆技术，把桩端土层通过高压注浆提高土体承载力，使桩端下部形成一个扩大头；第五步，增强桩侧壁摩阻力，桩端注水泥浆达到一定的压力值后，继续注入水泥浆，水泥浆在压力增大的作用下，沿桩周土体向上涌，增强桩身侧面与土体的摩阻力，提高桩体侧向摩阻力的充分发挥，直至水泥浆液到达水泥凝固体；由此可见，所述预应力管桩二端加固施工方法存在以下问题：
4.1、需对预应力管桩进行静压施工，且需在静压施工完成时进行混凝土浇筑、脱模处理，导致现场施工时间较长且施工机械较多；
5.2、通过混凝土现场浇筑，由于混凝土强度受诸多因素的影响，现场施工时混凝土强度控制难度较高，导致对施工过程的控制精度较低，且施工完成的预应力管桩的稳定性不能保证，施工效率低。


技术实现要素：

6.为此，本发明提供一种预应力管桩加固方法，用以克服现有技术中现场施工时混凝土强度控制难度较高，导致对施工过程的控制精度较低，且施工完成的预应力管桩的稳定性不能保证，施工效率低的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供一种预应力管桩加固方法，包括：
8.步骤s1、当对预应力管桩进行静压施工时对相邻两个预应力管桩进行对接；
9.步骤s2、将对接完成的相邻两个预应力管桩在连接段通过弧形钢板进行加固；
10.步骤s3、根据地层的剪力值确定是否对相邻两个预应力管桩连接处进行补强；
11.步骤s4、根据所述剪力值确定进行补强时的补强方式；
12.步骤s5、根据所述补强方式完成对所述预应力管桩的加固施工；
13.在所述步骤s4中，当根据所述剪力值确定进行补强时的补强方式时，根据剪力值和剪力值标准的比对结果确定所述补强方式，其中补强方式包括第一补强方式和第二补强
方式，且第一补强方式为通过矩形钢板对相邻两个预应力管桩连接处进行补强，第二补强方式为通过矩形钢板和三角形钢板对相邻两个预应力管桩连接处进行补强；
14.进一步地，在所述步骤s3中，当根据地层剪力值确定是否对相邻两个预应力管桩连接处进行补强时，将所述剪力值与剪力值标准进行比对，若剪力值大于剪力值标准，则判定需对相邻两个预应力管桩连接处进行补强；若剪力值不大于剪力值标准，则判定无需对相邻两个预应力管桩连接处进行补强；
15.进一步地，当判定需对相邻两个预应力管桩连接处进行补强时，计算所述剪力值和所述剪力值标准的剪力差值，根据该剪力差值与预设剪力差值的比对结果确定进行补强时的补强方式，若剪力差值小于等于预设剪力差值，则确定所述补强方式为第一补强方式；若剪力差值大于预设剪力差值，则确定所述补强方式为第二补强方式；
16.进一步地，当确定所述补强方式时，计算所述剪力差值与预设剪力差值的比值，并根据该比值确定矩形钢板的宽度；
17.进一步地，当确定所述补强方式时，根据所述比值确定单个三角形钢板的面积；
18.进一步地，当确定补强方式完成时，根据垂直度检测装置检测垂直度确定对预应力管桩垂直度的调节方式；
19.进一步地，当确定所述垂直度的调节方式完成时，根据对所述垂直度的调节方式对预应力管桩垂直度进行调整；
20.若对所述预应力管桩采用的垂直度调节方式为第一调节方式，对预应力管桩进行大幅调节并确定偏移方向；
21.若对所述预应力管桩采用的垂直度调节方式为第二调节方式，对预应力管桩进行微调节并确定偏移方向；
22.若对所述预应力管桩采用的垂直度调节方式为第三调节方式，预应力管桩垂直度合格，不对预应力管桩进行调整；
23.进一步地，当预应力管桩垂直度合格时，利用若干压力传感器对连接段进行检测，压力传感器输出连接段的压力示数，根据所述压力传感器输出的压力示数确定所述压力示数中的压力最大值和所述压力示数中的压力最小值；
24.进一步地，当确定压力示数完成时，根据压力示数最大值与压力示数的最小值的差值确定对所述矩形钢板增加的宽度、对所述三角形钢板增加的面积以及确定压力值最小处位置，设定预设差值，根据压力示数的最大值与压力示数的最小值的差值确定对弧形钢板补强的方式；
25.进一步地，当确定对所述补强方式进行调节时，根据压力示数的最大值和压力示数的最小值的差值与预设差值的比值确定对应补强方式下的调节方式。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过设定剪力值标准，根据地层的剪力值确定预应力管桩在受到地层的剪力时，保证地层的剪力不会破坏预应力管桩，且预应力管桩的强度能够保证在地层发生变化时，通过剪力值和剪力值标准的比对以确定是否对相邻两个预应力管桩连接处进行补强，提高了对预应力管桩施工作业过程的控制精度，提高了施工效率。
27.本发明通过设置不同的补强方式，从而在确定需要对相邻两个预应力管桩进行补强时，可以根据剪力值和剪力值标准的差异的大小确定对应的补强方式，进一步提高了对
于预应力管桩施工过程的控制的精度，从而提高了施工效率。
28.进一步地，本发明使用的三角形钢板为等腰直角三角形钢板且通过三角形钢板对预应力管桩连接处通过弧形钢板加固的各个连接角位置进行补强，可以使通过弧形钢板连接的两个相邻预应力管桩的强度更高，提高相邻两个预应力管桩连接处的稳定性。
29.进一步地，本发明通过垂直度检测装置检测预应力管桩的垂直度差值，根据垂直度与第一垂直度和第二垂直度的比较结果，从而确定对预应力管桩采取的垂直度调节方式，提高了施工作业的工作效率，缩短了施工时间。
30.进一步地，本发明通过两个钢板连接处的压力值的差值确定需要再次补强的位置，提高了对所述预应力管桩连接处补强位置的精准控制，通过调节矩形钢板的宽度和三角形钢板的面积对两个预应力管桩连接处的补强方式进行调节，提高了对所述预应力管桩连接处补强方式的精准控制。
附图说明
31.图1为本发明所述预应力管桩加固方法的流程图；
32.图2为本发明实施例两个预应力管桩连接段的结构框图。
具体实施方式
33.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
34.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
35.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.请参阅图1所示，其为本发明实施例预应力管桩加固方法的流程图。
38.本发明所述一种预应力管桩加固方法，包括：
39.步骤s1、当对预应力管桩进行静压施工时对相邻两个预应力管桩进行对接；
40.步骤s2、将对接完成的相邻两个预应力管桩在连接段通过弧形钢板进行加固；
41.步骤s3、根据地层的剪力值确定是否对相邻两个预应力管桩连接处进行补强；
42.步骤s4、根据所述剪力值确定进行补强时的补强方式；
43.步骤s5、根据所述补强方式完成对所述预应力管桩的加固施工。
44.本发明实施例中，所述剪力值为静压施工前通过钻孔机钻孔时，在钻孔机外壁的相对位置上安装一对压力传感器检测钻孔机在钻孔完成后，钻孔机外壁受到的应力。
45.本发明通过在钻孔机外壁安装压力传感器，在钻孔过程中检测应力，缩短了压桩作业的施工时间，提高了压桩作业的效率。
46.本发明通过预制的预应力管桩进行静压施工，仅仅只需要静压施工相关的机械，施工时间可以大大缩短，并且施工机械的使用较少，且预应力管桩在预制场提前进行预制，可以对预应力管桩的强度进行检测，保证预应力管桩的强度的控制，且各节预应力管桩的强度可以保证一致性，从而提高预应力管桩的施工后的整体的稳定性。
47.具体而言，在所述步骤s3中，当根据所述剪力值确定是否对相邻两个预应力管桩连接处进行补强时，将所述剪力值与剪力值标准进行比对，若剪力值大于剪力值标准，则判定需对相邻两个预应力管桩连接处进行补强；若剪力值不大于剪力值标准，则判定无需对相邻两个预应力管桩连接处进行补强。
48.本发明实施例中，所述剪力值标准为所述预应力管桩可承受的最大剪力值的百分比标准，该百分比标准为60％。
49.本发明通过设定剪力值标准，根据地层的剪力值确定预应力管桩在受到地层的剪力时，保证地层的剪力不会破坏预应力预应力管桩，且预应力管桩的强度能够保证在地层发生变化时，通过剪力值和剪力值标准的比对以确定是否对相邻两个预应力管桩连接处进行补强，提高了对预应力管桩施工作业的精准控制，提高了施工效率。
50.具体而言，当判定需对相邻两个预应力管桩连接处进行补强时，则计算所述剪力值和所述剪力值标准的剪力差值c，根据该剪力差值c与预设剪力差值c0的比对结果确定进行补强时的补强方式；
51.若c≤c0，则确定所述补强方式为第一补强方式；
52.若c＞c0，则确定所述补强方式为第二补强方式；
53.其中，第一补强方式为通过矩形钢板对相邻两个预应力管桩连接处进行补强，第二补强方式为通过矩形钢板和三角形钢板对相邻两个预应力管桩连接处进行补强，预设剪力差值c0为0.2kn。
54.本发明进行加固和补强使用的弧形钢板，矩形钢板和三角形钢板可以工厂化预制，减少了施工现场环境的影响，缩短了施工时间。
55.本发明通过设置不同的补强方式，从而在确定需要对相邻两个预应力管桩进行补强时，可以根据剪力值和剪力值标准的差异的大小确定对应的补强方式，进一步提高了对于预应力管桩施工过程的控制的精度，从而提高了施工效率。
56.具体而言，当确定所述补强方式时，计算所述剪力差值与预设剪力差值的比值b，并根据该比值b和剪力差值对应的比值标准的比对结果确定矩形钢板的宽度，其中所述比值标准包括第一比值标准b1和第二比值标准b2；
57.若b≤b1，确定所述矩形钢板的宽度为第一宽度d1；
58.若b2≥b＞b1，确定所述矩形钢板的宽度为第二宽度d2；
59.若b＞b2，确定所述矩形钢板的宽度为第三宽度d3。
60.本发明实施例中，第一比值标准的取值0.2，第二比值标准的取值0.5，第一宽度为5cm，第二宽度为6cm，第三宽度为7cm，通过设置比值标准，可以更精准的根据地层剪力的情况控制预应力管桩可承载的应力。
61.具体而言，当确定所述补强方式时，根据所述比值b和剪力差值对应的比值标准的
比对结果确定单个三角形钢板的面积；
62.若b≤b1，确定所述三角形钢板的面积为第一面积s1；
63.若b2≥b＞b1，确定所述三角形钢板的面积为第二面积s2；
64.若b＞b2，确定所述三角形钢板的面积为第三面积s3；
65.本发明实施例中，第一面积s1为6cm2，第二面积s2为8cm2，第三面积s3为10cm2。
66.本发明实施例中，使用的三角形钢板为等腰直角三角形钢板且通过三角形钢板对预应力管桩连接处通过弧形钢板加固的各个连接角位置进行补强，可以使通过弧形钢板连接的两个相邻预应力管桩的强度更高，提高相邻两个预应力管桩连接处的稳定性。
67.具体而言，当确定补强方式完成时，根据垂直度检测装置检测所述预应力管桩的垂直度w以确定对所述预应力管桩垂直度的调节方式，设定w1为第一垂直度，w2为第二垂直度；
68.若w＞w1，确定对所述预应力管桩采用的垂直度调节方式为第一调节方式；
69.若w1≥w≥w2，确定对所述预应力管桩采用的垂直度调节方式为第二调节方式；
70.若w2≥d3，确定对所述预应力管桩采用的垂直度调节方式为第三调节方式；
71.本发明实施例中，所述垂直度检测装置采用桩基垂直度检测仪。
72.具体而言，当确定所述垂直度的调节方式完成时，根据对所述垂直度的调节方式对预应力管桩垂直度进行调整；
73.若对所述预应力管桩采用的垂直度调节方式为第一调节方式，则确定对预应力管桩进行大幅调节并确定偏移方向；
74.若对所述预应力管桩采用的垂直度调节方式为第二调节方式，则确定对预应力管桩进行微调节并确定偏移方向；
75.若对所述预应力管桩采用的垂直度调节方式为第三调节方式，则确定所述预应力管桩垂直度合格，不对预应力管桩进行调整；
76.本发明实施例中，w1为1％，w2为0.5％，大幅调节为将所述预应力管桩取出并重新静压入所述孔洞中，微调节为采用机械对预应力管桩进行扶正，偏移方向根据压力传感器检测的压力值确定，对应压力传感器检测的压力值较大的一边为偏移方向，调节时往反方向调节。
77.本发明通过垂直度检测装置检测预应力管桩的垂直度差值，根据垂直度与第一垂直度和第二垂直度进行比较，从而确定对预应力管桩采取的垂直度调节方式，提高了施工作业的工作效率，缩短了施工时间。
78.具体而言，当所述预应力管桩垂直度合格时，利用压力传感器对连接段进行检测，所述压力传感器输出连接段的压力示数，根据所述压力传感器输出的压力示数确定所述压力示数中的压力最大值f1和所述压力示数中的压力最小值f2。
79.本发明实施例中，所述压力传感器为8个，所述压力传感器以圆形放置在两个预应力管桩连接处的端面上。
80.具体而言，根据f3确定对所述矩形钢板增加的宽度和对所述三角形钢板增加的面积并确定压力值最小处位置，其中n为预设差值，将调节后的所述矩形钢板的宽度设置为d4，将调节后的所述三角形钢板的面积设置为s4，根据压力最大值与压力最小值的差值f3与预设差值的比值确定对弧形钢板补强的方式，设定f3＝|f1-f2|；
81.若f3＞n，则确定对应补强方式需进行调节；
82.若f3≤n，则确定对应补强方式不需要进行调节；
83.具体而言，当确定对应补强方式需进行调节时，根据f3与n的比值确定对应补强方式下的调节方式；
84.若f3/n≤m，确定对所述补强方式的调节方式为第一调节方式；
85.若f3/n＞m，则确定对所述补强方式的调节方式为第二调节方式；
86.当确定对所述补强方式的调节方式为第一调节方式时，将调节后的所述矩形钢板的宽度设置为d4，d4＝di
×
(1+f3/n)，将调节后的所述三角形钢板的面积设置为s4，s4＝si
×
(1+f3/n)；
87.当确定对所述补强方式的调节方式为第二调节方式时，将调节后的所述矩形钢板的宽度设置为d4，d4＝di
×
(1.1+f3/n)，将调节后的所述三角形钢板的面积设置为s4，s4＝si
×
(1.1+f3/n)。
88.本发明实施例中，预设差值n为75n，设定m为0.6。
89.本发明通过两个钢板连接处的压力值的差值确定需要再次补强的位置，提高了对所述预应力管桩连接处补强位置的精准控制，通过调节矩形钢板的宽度和三角形钢板的面积对两个预应力管桩连接处的补强方式进行调节，提高了对所述预应力管桩连接处补强方式的精准控制。
90.请参阅图2所示，其为本发明实施例预应力管桩的结构示意图。
91.本发明实施例中，预应力管桩下部为下节段预制预应力管桩1，上部为上节段预制预应力管桩2，上下节段预制预应力管桩之间为由四块弧形钢板3加固的连接段4，在弧形钢板垂直方向的中间位置用矩形钢板5进行补强，弧形钢板各个连接角处用三角形钢板6进行补强。
92.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
93.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种预应力管桩加固方法，其特征在于，包括：步骤s1、当对预应力管桩进行静压施工时对相邻两个管桩进行对接；步骤s2、将对接完成的相邻两个预应力管桩在连接段通过弧形钢板进行加固；步骤s3、根据地层的剪力值确定是否对相邻两个预应力管桩连接处进行补强；步骤s4、根据所述剪力值确定进行补强时的补强方式；步骤s5、根据所述补强方式完成对所述预应力管桩的加固施工；在所述步骤s4中，当根据所述剪力值确定进行补强的补强方式时，根据剪力值和剪力值标准的比对结果确定所述补强方式，其中补强方式包括第一补强方式和第二补强方式，且第一补强方式为通过矩形钢板对相邻两个预应力管桩连接处进行补强，第二补强方式为通过矩形钢板和三角形钢板对相邻两个预应力管桩连接处进行补强。2.根据权利要求1所述的预应力管桩加固方法，其特征在于，在所述步骤s3中，当根据所述剪力值确定是否对相邻两个预应力管桩连接处进行补强时，将所述剪力值与剪力值标准进行比对，若剪力值大于剪力值标准，则判定需对相邻两个预应力管桩连接处进行补强；若剪力值不大于剪力值标准，则判定无需对相邻两个预应力管桩连接处进行补强。3.根据权利要求2所述的预应力管桩加固方法，其特征在于，当判定需对相邻两个预应力管桩连接处进行补强时，计算所述剪力值和所述剪力值标准的剪力差值，根据该剪力差值与预设剪力差值的比对结果确定进行补强时的补强方式，若剪力差值小于等于预设剪力差值，则确定所述补强方式为第一补强方式；若剪力差值大于预设剪力差值，则确定所述补强方式为第二补强方式。4.根据权利要求3所述的预应力管桩加固方法，其特征在于，当确定所述补强方式时，计算所述剪力差值与预设剪力差值的比值，并根据该比值确定矩形钢板的宽度。5.根据权利要求4所述的预应力管桩加固方法，其特征在于，当确定所述补强方式时，根据所述比值确定单个三角形钢板的面积。6.根据权利要求5所述的预应力管桩加固方法，其特征在于，当确定补强方式完成时，根据垂直度检测装置检测所述预应力管桩的垂直度以确定对所述预应力管桩的垂直度的调节方式，所述调节方式包括第一调节方式、第二调节方式和第三调节方式。7.根据权利要求6所述的预应力管桩加固方法，其特征在于，当确定所述垂直度的调节方式完成时，根据确定的调节方式对所述预应力管桩的垂直度进行调整；若采用所述第一调节方式，则确定对预应力管桩进行大幅调节并确定偏移方向；若采用所述第二调节方式，则确定对预应力管桩进行微调节并确定偏移方向；若采用所述第三调节方式，则确定所述预应力管桩垂直度合格，不对预应力管桩进行调整。8.根据权利要求7所述的预应力管桩加固方法，其特征在于，当所述预应力管桩垂直度合格时，利用压力传感器对连接段进行检测，所述压力传感器输出连接段的压力示数，根据所述压力传感器输出的压力示数确定所述压力示数中的压力最大值和所述压力示数中的压力最小值。9.根据权利要求8所述的预应力管桩加固方法，其特征在于，当确定压力示数完成时，根据压力示数最大值与压力示数的最小值的差值确定对所述矩形钢板增加的宽度、对所述三角形钢板增加的面积以及确定压力值最小处的位置，根据压力示数的最大值与压力示数
的最小值的差值确定是否对弧形钢板补强方式进行调节。10.根据权利要求9所述的预应力管桩加固方法，其特征在于，当确定对所述补强方式进行调节时，根据压力示数的最大值和压力示数的最小值的差值与预设差值的比值确定对应补强方式下的调节方式。

技术总结
本发明涉及一种预应力管桩加固方法，涉及建筑施工技术领域，本发明的预应力管桩加固方法，包括：当对预应力管桩进行静压施工时对相邻两个预应力管桩进行对接，将对接完成的相邻两个预应力管桩在连接段通过弧形钢板进行加固，根据地层的剪力值确定是否对相邻两个预应力管桩连接处进行补强，根据所述剪力值确定进行补强时的补强方式，根据所述补强方式完成对所述预应力管桩的加固施工，较之常规施工工法不需在静压施工完成时进行混凝土浇筑、脱模处理，不需长时间现场施工，不需过多施工机械，避免现场施工时混凝土强度控制难度较高的问题，保证施工完成的预应力管桩的稳定性，避免施工效率低的问题。效率低的问题。效率低的问题。


技术研发人员：邓年生 王韶 朱海江 张力文 季骅 陈家立 林东伟 张晓明 张洛川 邓远新 张文洁 蔡升辉
受保护的技术使用者：广东省水利水电第三工程局有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/12