带有分支和/或盘的混凝土桩施工用的支盘腔的稳定性的检测方法
阅读说明：本技术 带有分支和/或盘的混凝土桩施工用的支盘腔的稳定性的检测方法 (Method for detecting stability of support disc cavity for concrete pile construction with branches and/or discs ) 是由 张国梁 徐永洁 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：提供低成本地确保桩的分支和/或盘的质量的混凝土桩施工用的支盘腔的稳定性的检测方法。该方法包括：1)对各种土体进行挤压试验,得到各种土体稳定性经验值；2)形成桩身孔；3)将支盘挤扩设备放入桩身孔中；4)在规定标高处,采用该设备,进行支盘腔挤扩作业；5)在进行步骤4)的同时,检测支盘腔土体挤扩压力值；6)判断支盘腔是否符合合格标准,该步骤6)包括6a)对检测到的挤扩压力值与土体稳定性经验值比较；6b)判断该值是否达到土体稳定性经验值；6ba)在达到的场合,判定支盘腔具有稳定性而达到合格标准；6bb)在未达到的场合,采取支盘腔稳定性增强用的措施,之后重复步骤5)～步骤6b),直至满足步骤6ba)的条件。(Provided is a method for detecting the stability of a support plate cavity for concrete pile construction, which can ensure the quality of branches and/or plates of a pile at low cost. The method comprises the following steps: 1) carrying out extrusion tests on various soil bodies to obtain various soil body stability empirical values; 2) forming a pile body hole; 3) placing the support disc extruding and expanding equipment into the pile body hole; 4) at a specified elevation, the equipment is adopted to carry out the extruding and expanding operation of the branch disc cavity; 5) detecting the squeezing and expanding pressure value of the soil body of the branch disc cavity while the step 4) is carried out; 6) judging whether the tray cavity meets the qualified standard, wherein the step 6) comprises 6a) comparing the detected extrusion and expansion pressure value with the soil body stability empirical value; 6b) judging whether the value reaches the soil stability empirical value; 6ba) when the standard reaches the standard, judging that the cavity of the support disc has stability and reaches the qualified standard; 6bb) if the condition is not met, taking a measure for enhancing the stability of the tray supporting cavity, and then repeating the steps 5) to 6b) until the condition of the step 6ba) is met.)
技术领域
本发明涉及土木工程领域，特别是地基基础的技术领域。
背景技术
在地基基础的技术领域，带有混凝土的盘和混凝土的分支的混凝土桩已成为已有的技术，但是，在带有混凝土的盘和混凝土的分支的混凝土桩的施工的实践中，支盘腔的稳定性几何完整性等方面的质量的确保是比较困难的，支盘腔往往出现土体塌落或回弹(即，缩径)，面对这样的情况，为了确保支盘腔符合设计要求，即，符合设计形状和设计尺寸，在实践中出现有称为“热异常”的热量传感器的检测方式，但是，该检测方式成本太高，对于多数施工企业，无法接受其高成本，而且该检测方式是事后检测，即，桩施工完毕后进行检测，这样无法在支盘腔出现质量问题时于施工的中途即时发现而补救。
本发明的目的在于提供带有分支和/或盘的混凝土桩施工用的支盘腔的稳定性的检测方法，其低成本地确保桩的支和/或盘的质量。
发明内容
本发明的第1方案涉及一种带有分支和/或盘的混凝土桩施工用的支盘腔的稳定性的检测方法，该带有分支和/或盘的混凝土桩施工用的支盘腔的稳定性的检测方法包括下述步骤：
1)预先对各种土体进行支盘腔挤压试验，得到支盘腔用的各种土体稳定性经验值，该各种土体稳定性经验值表示在受到挤压时支盘腔的相应的土体塌落或回弹而失去稳定性之前的压实度；
2)在地基中，形成桩身孔；
3)将支盘挤扩设备放入已形成的桩身孔中；
4)在根据勘察而设定的桩的规定标高处，采用该支盘挤扩设备，对上述桩身孔的侧壁的土体进行挤压，进行支盘腔挤扩作业；
5)在进行支盘腔挤扩作业步骤的同时，检测该支盘腔的土体挤扩压力值；
6)判断通过步骤4)的挤扩作业而形成的支盘腔是否符合支盘腔稳定性合格标准，该步骤具体包括；
6a)将已检测的支盘腔的土体挤扩压力值与上述根据勘察而设定的桩的规定标高处的在步骤1)中预先获得的对应土层的支盘腔用的各种土体稳定性经验值进行比较；
6b)判断已检测的支盘腔的土体挤扩压力值是否达到上述根据勘察而设定的桩的规定标高处的在步骤1)中预先获得的对应土层的支盘腔用的各种土体稳定性经验值；
6ba)在判定已检测的支盘腔的土体挤扩压力值达到上述根据勘察而设定的桩的规定标高处的在步骤1)中预先获得的对应土层的支盘腔用的各种土体稳定性经验值的场合，判定支盘腔的土体的稳定性是合格的；
6bb)在已检测的支盘腔土体的挤扩压力值没有到达上述根据勘察而设定的桩的规定标高处的在步骤1)中预先获得的对应土层的支盘腔用的各种土体稳定性经验值的场合，采取土体稳定性增强用的措施，之后，重复步骤5)～步骤6)中的步骤6a)，直至满足步骤6ba)的条件。
另外，在这里所说的“支盘腔”指“盘腔或分支腔”。此外，在这里所说的“支盘挤扩设备”指“分支和/或盘腔的挤扩设备”，其具有弓压机构。
按照上述本发明的第1方案，由于针对经常遇到的多种地基土质，通过试验而获得支盘腔稳定性的土体压实度经验值，并且在挤压作业的同时进行检测，比较和与该经验值的判断，故其不采用已有技术那样的“热异常”的高成本的检测设备而低成本地确保桩的支盘腔的稳定性的质量，使支盘腔满足符合设计要求的形状和尺寸，另外可在支盘腔的过程中动态了解支盘腔的稳定性质量，可在施工时及时补救或消除勘察不准确或其它的因素造成的质量问题，而不是象已有技术那样，事后监测。
本发明的第2方案涉及第1方案所述的带有分支和/或盘的混凝土桩的支盘腔的稳定性的检测方法，其特征在于上述步骤6bb)中的土体稳定性增强用的措施指对桩孔内注入其比重在1.2～1.35的范围内的泥浆。
按照上述本发明的第2方案，由于上述步骤6bb)中的土体稳定性增强用的措施指对桩孔内注入其含砂率小于2％，粘度为18～22秒，泥浆胶体率大于98％，泥浆比重为1.05～1.2的泥浆，故泥浆质量优良，护壁质量提高，支盘腔的稳定性提高。
本发明的第3方案涉及第1方案所述的带有分支和/或盘的混凝土桩的支盘腔的稳定性的检测方法，其特征在于上述步骤6bb)中的土体稳定性增强用的措施指通过增加支和/或盘的挤扩半径，增强土体的密实度。
按照上述本发明的第3方案，由于上述步骤6bb)中的土体稳定性增强用的措施指通过增加支和/或盘的挤扩半径，增强土体的密实度，故可减少挤扩作业的次数，来实现支盘腔的稳定性的增强。
本发明的第4方案涉及第3方案所述的带有分支和/或盘的混凝土桩的支盘腔的稳定性的检测方法，其特征在于增加支和/或盘的挤扩半径这一点是通过调整支盘挤扩设备的弓压臂的挤扩半径的方式来实现的。
按照上述本发明的第4方案，由于增加支和/或盘的挤扩半径这一点是通过调整支盘挤扩设备的弓压臂的挤扩半径的方式来实现的，故可减少挤扩作业的次数，来实现支盘腔的稳定性的增强。
本发明的第5方案涉及第1方案1所述的带有分支和/或盘的混凝土桩的支盘腔的稳定性的检测方法，其特征在于上述步骤6bb)中的土体稳定性增强用的措施指在原位对支盘腔的土体进行重复挤压，或增加对原位的对支盘腔的土体的挤压次数。
按照上述本发明的第5方案，由于上述步骤6bb)中的土体稳定性增强用的措施指增加对支盘腔的土体的挤压次数，故不用改动设备，不依赖泥浆的改变而增加土体的压实度，作业简化。
本发明的第6方案涉及第1方案1所述的带有分支和/或盘的混凝土桩的支盘腔的稳定性的检测方法，其特征在于在上述步骤6)之后，从上述桩身孔中提出支盘挤扩设备，通过井径仪和/或超声波检测方式而对支盘腔进行几何完整性的检测，进行支盘腔稳定性的合格的二次校验。
按照上述本发明的第6方案，由于通过井径仪而对支盘腔进行几何完整性的检测
本发明的第7方案涉及第1方案1所述的带有分支和/或盘的混凝土桩的支盘腔的稳定性的检测方法，其特征在于在上述步骤5)中所检测的支盘腔的土体挤扩压力值指支盘挤扩设备中的液压缸的工作压力值。
按照上述本发明的第7方案，由于采用液压缸的工作压力值而对支盘腔的土体进行动态检测，故在支盘腔的挤扩作业的同时进行支盘腔的动态监测，一个步骤或一个设备，完成2个功能，即在施工的挤压动作的同时，完成了质量的动态的监测，简单方便可靠，不必分成挤扩与质量监测的两个单独的步骤。简化了设备和方法的步骤，施工上也容易操作。
本发明的第8方案涉及第1方案所述的带有分支和/或盘的混凝土桩的支盘腔的稳定性的检测方法，其特征在于在上述步骤5)中所检测的支盘腔的土体挤扩压力值指压力传感器检测值。
按照上述本发明的第8方案，由于采用压力盒检测值，故检测精度更加精确。
本发明的第9方案涉及第1方案所述的带有分支和/或盘的混凝土桩的支盘腔的稳定性的检测方法，其特征在于支盘腔为分支腔，在一个桩身标高处，沿水平方向形成一组分支腔，该组分支腔包括6或8个分支腔。在制作分支腔的场合，位于1组分支腔内的相邻分支腔之间不贯通，土体更加密实，更加有利于调动土体的摩阻力和端面承载力。特别是在1组分支腔包括8个分支腔的场合，不过分扰动土体，分支腔之间不连通，有利于最大限度地提高土体的摩阻力和端面承载力。
本发明的第10方案涉及第1方案所述的带有分支和/或盘的混凝土桩的支盘腔的稳定性的检测方法，其特征在于支盘腔为盘腔。在此场合，在一些适合的地质场合，有利于制作盘而调动端面承载力。
附图说明
图1为本发明的实施方式的带有分支和/或盘的混凝土桩施工用的支盘腔的稳定性的检测方法的流程图；
图2为带有盘的混凝土桩的示意图；
图3为带有分支的混凝土桩的示意图。
具体实施方式
本发明的带有分支和/或盘的混凝土桩施工用的支盘腔的稳定性的检测方法的检测对象为带有盘的混凝土桩或带有分支的混凝土桩。
如图2所示，混凝土桩1包括桩身4，在该桩身4上形成有3个混凝土制成的盘a。
如图3所示，混凝土桩1包括桩身4，在该桩身4上形成有4组分支b，每组分支b包括6个或8个分支。
带有盘的混凝土桩1中的盘或带有分支的混凝土桩1中的分支在施工时是通过带弓压臂的挤扩设备，对在预先形成的桩身孔的规定标高处的土体挤压而形成的。
在桩的施工结束时，要对桩的质量进行质量检测，而对于带有盘的混凝土桩1中的盘或带有分支的混凝土桩1，确保其质量的主要方面在于确保施工的中途的盘腔或分支腔的质量，也就是确保通过带弓压臂的挤扩设备而形成的盘腔或分支腔的稳定性，其尺寸没有大的变化，几何形状的完整性，没有塌孔或土体回弹，为此，采用带有分支和/或盘的混凝土桩施工用的支盘腔的稳定性的检测方法，作为本发明的实施方式的带有分支和/或盘的混凝土桩施工用的支盘腔的稳定性的检测方法包括下述步骤：
1)预先对各种土体进行支盘腔挤压试验，得到支盘腔用的各种土体稳定性经验值，该各种土体稳定性经验值表示在受到挤压时支盘腔的相应的土体塌落或回弹而失去稳定性之前的压实度。
本发明人经过大量试验，得出下述的土体与各种土体稳定性经验值的对照表格1，在该表格中，IL表示液性指数，e0表示孔隙比，即，土体密实度。从该表格1而知道，在土层为黏性土的场合，支盘腔用的多种土体稳定性经验值(挤扩设备中的油缸的工作压力值)为3～4MPa；在土层为亚砂土的场合，支盘腔用的多种土体稳定性经验值(挤扩设备中的油缸的工作压力值)因密实度而分4个等级，即，3～4MPa，4～6MPa，6～9MPa，9～18MPa；在土层为粉砂的场合，在稍密/中密时，支盘腔用的多种土体稳定性经验值(挤扩设备中的油缸的工作压力值)为6～11MPa，在密实时，支盘腔用的多种土体稳定性经验值(挤扩设备中的油缸的工作压力值)为11～36MPa；在土层为细砂/中砂/粗砂的场合，支盘腔用的多种土体稳定性经验值(挤扩设备中的油缸的工作压力值)分为2个等级，即，为13～17MPa，17～41MPa；在土层为砾砂/角砾、圆砾、卵砾/强风化软质岩的场合，支盘腔用的多种土体稳定性经验值(挤扩设备中的油缸的工作压力值)分为3个等级，即，为21～41MPa，为21～46MPa，23～46MPa。
表1
在步骤1)之后，进行：
2)在地基中，形成桩身孔；
3)将支盘挤扩设备放入已形成的桩身孔中；
4)在根据勘察而设定的桩的规定标高处，采用该支盘挤扩设备，对上述桩身孔的侧壁的土体进行挤压，进行支盘腔挤扩作业；
5)在进行支盘腔挤扩作业步骤的同时，检测该支盘腔的土体挤扩压力值；
6)判断通过步骤4)的挤扩作业而形成的支盘腔是否符合支盘腔稳定性合格标准，该步骤具体包括；
6a)将已检测的支盘腔的土体挤扩压力值与上述根据勘察而设定的桩的规定标高处的在步骤1)中预先获得的对应土层的支盘腔用的各种土体稳定性经验值进行比较；
6b)判断已检测的支盘腔的土体挤扩压力值是否达到上述根据勘察而设定的桩的规定标高处的在步骤1)中预先获得的对应土层的支盘腔用的各种土体稳定性经验值；
6ba)在判定已检测的支盘腔的土体挤扩压力值达到上述根据勘察而设定的桩的规定标高处的在步骤1)中预先获得的对应土层的支盘腔用的各种土体稳定性经验值的场合，判定支盘腔的土体的稳定性是合格的；
6bb)在已检测的支盘腔土体的挤扩压力值没有到达上述根据勘察而设定的桩的规定标高处的在步骤1)中预先获得的对应土层的支盘腔用的各种土体稳定性经验值的场合，采取土体稳定性增强用的措施，之后，重复步骤5)～步骤6)中的步骤6a)，直至满足步骤6ba)的条件。
在这里，支盘腔的稳定性的含义指在受到挤压时支盘腔的相应的土体基本不塌落或基本不回弹，支盘腔的形状基本保持完整性，支盘腔的几何尺寸没有发生质的变化。在这里，“基本不”的含义是从量化数据上没有质的变化，数值变化不大，比如，没有因塌落而导致盘径缩小1/3，没有因土体回弹而导致盘径缩小1/3等。举例来说，对于砂性土来说，支盘腔的稳定性的含义指土体的密实度达到中密程度，而不会塌落。对于粘土来说，支盘腔的稳定性的含义指土体不处于软塑或流塑的状态，而处于可塑的状态，回弹量很小。
作为选择方式，在步骤6)完成后，可以添加校验步骤，即，采用井径仪方式对所完成的支盘腔的完整性，几何尺寸进行检测。
在上述步骤6bb)中所述的“土体稳定性增强用的措施”采用优质的泥浆而进行护壁，其含砂率小于2％，粘度为18～22秒，泥浆胶体率大于98％，泥浆比重为1.05～1.2。
最后结束检测，提交检测质检报告。