一種基于BIM的預應力管樁的施工方法和預應力管樁技術

本發明專利技術提供了一種基于BIM的預應力管樁的施工方法，包括以下步驟：a、根據鉆孔柱狀圖，在BIM中輸入管樁周圍的各類土層的層厚和力學性能，并建立管樁的3D模型；b、利用BIM技術導出每條管樁在不同開挖工況的內力分析圖，對每條管樁在不同開挖工況下的受力進行分析，計算出管樁的各個區段在不同開挖工況下的最大剪力值Vmax，并繪制剪力包絡圖；c、根據受力分析，在管樁的剪力值Vmax大于V的危險區段設置工字鋼，其中，V為管樁的抗剪強度。本發明專利技術提供的一種基于BIM的預應力管樁的施工方法，其通過BIM對管樁進行預應力分析，并對管樁進行加固處理，增大管樁的抗剪能力。

【技術實現步驟摘要】
一種基于BIM的預應力管樁的施工方法和預應力管樁
本專利技術涉及一種基于BIM的預應力管樁的施工方法和預應力管樁，屬于建筑

技術介紹
在逆作法施工中，往往需要工程樁作為臨時結構柱和工程支護樁，所以，對工程樁的受力要求很高。普通工程樁是靠摩阻力和端阻力來承擔樁頂荷載的，將樁上部的荷載傳遞到地基土中；樁主要承受軸向壓力，用來支承上部結構并將荷載傳至基礎的豎向直桿；普通支護樁是依靠自身的抗剪能力，承受側向土壓力。但是這種支護樁施工時有很多不足之處：(1)普通混凝土基坑支護樁施工流程長，工藝復雜繁多，鉆樁時出現的情況多樣，導致施工作業時間難以估算，造成工期延誤；(2)因普通混凝土基坑支護樁需要在施工現場成樁，機械不同，人員不同，施工方法不同，導致各類樁出現，成樁質量參差不齊；3)普通混凝土基坑支護樁比預應力混凝土管樁的造價高；4)因軟土地基地質復雜多樣，且部分地區會出現溶洞等復雜地形，較難成樁，不適用于軟土地基；5)普通混凝土基坑支護樁成樁時，造成大量噪音，影響周邊居住環境，并且排放的污泥需要外運，導致周邊道路環境污染。
技術實現思路
基于以上不足，本專利技術要解決的技術問題是提供一種基于BIM的預應力管樁的施工方法，其通過BIM對管樁進行預應力分析，并對管樁進行加固處理，增大管樁的抗剪能力。為了解決以上技術問題，本專利技術采用了以下技術方案：一種基于BIM的預應力管樁的施工方法，包括以下步驟：a、根據鉆孔柱狀圖，在BIM中輸入管樁周圍的各類土層的層厚和力學性能，并建立管樁的3D模型；b、利用BIM技術導出每條管樁在不同開挖工況的內力分析圖，對每條管樁在不同開挖工況下的受力進行分析，計算出管樁的各個區段在不同開挖工況下的最大剪力值Vmax，并繪制剪力包絡圖；c、根據受力分析，在管樁的剪力值Vmax大于V的危險區段設置工字鋼，其中，V為管樁的抗剪強度。所述步驟a包括以下步驟：a1：起吊管樁；a2：穩樁和壓樁，利用夾持油缸將樁從側面夾緊，先將樁壓入土中0.8-1.2m后停止，調正樁相對于水平面的垂直度后，利用壓樁油缸把樁壓入預定深度土層中；a3：繼續壓樁，如果樁頂接近地面，而樁端未達到持力層，樁的壓力值尚未達到設計值，則送樁；如果樁頂高出地面一段距離，而樁的壓力值已達到設計值時則截樁。在所述步驟a3的壓樁過程中還包括接樁的步驟。所述步驟c包括以下步驟：c1：制作鋼筋籠，在鋼筋籠底部用鋼板封底；c2：在鋼筋籠與所述管樁的危險區段相對應的位置設置工字鋼，并將工字鋼與鋼筋籠焊接在一起；c3：將焊接好的鋼筋籠和工字鋼放置在管樁內，并在管樁口部設置支撐架，將所述支撐架穿過所述鋼筋籠。所述工字鋼的抗剪強度≥Vmax－V。所述內力分析圖包括剪力圖、彎矩圖以及變形圖。采用以上技術方案，本專利技術取得了以下技術效果：(1)本專利技術提供了一種基于BIM的預應力管樁的施工方法，其通過BIM對管樁進行受力分析，并對管樁受剪力較大的區域進行加固，增大了管樁的抗剪能力，使之能應用于逆作法施工作為臨時結構柱和基坑支護樁；(2)通過BIM軟件可以對管樁的特定位置進行分段加固，在保證結構牢固的同時，節省材料；(3)預應力管樁由專業管樁廠預制生產、鋼筋籠和工字鋼是專業人員先焊接組裝好以后再運送到施工地進行安裝，質量有保證，并且可以避免直接在現場施工帶來的噪音，實現了工業化和綠色施工；(4)預先對管樁進行受力分析，并對管樁受力大的區域進行結構加固，縮短施工流程，將施工過程中的不確定性降到最小，保證施工的順利進行，保證施工工期。本專利技術另一方面要解決的技術問題是提供一種預應力管樁，其結構牢固，并且節省材料。為解決以上技術問題，本專利技術采用了以下技術方案：一種預應力管樁，包括管樁和設置在所述管樁內的鋼筋籠，在所述鋼筋籠底部設置有鋼板，在所述鋼筋籠內設置有至少一個工字鋼，所述工字鋼焊接在所述鋼筋籠與所述管樁的危險區段相對應的位置。在所述管樁口部還設置有支撐架，所述支撐架穿過鋼筋籠。所述管樁內灌注不收縮混凝土。采用以上技術方案，取得了以下技術效果：本專利技術提供的預應力管樁，其根據管樁的受力，在管樁的特定位置分段設置鋼筋籠和工字鋼進行結構加固，在保證結構牢固的同時，節省了材料，實現了綠色施工；地下室結構完成后，基坑支護結構不需要參與工作，可將工字鋼回收，實現綠色施工。附圖說明圖1為本專利技術預應力管樁的結構圖。具體實施方式本專利技術提供了一種基于BIM的預應力管樁的施工方法，在實施本專利技術前，先要通過超前鉆鉆孔勘探的方法來對施工的地質狀況進行分析，通過對各個基樁孔進行勘探，得出各個基樁孔的鉆孔柱狀圖，所述鉆孔柱狀圖包括鉆孔坐標、鉆孔深度、孔口高程、對地層土質的描述、層底深度、分層厚度、層底標高等內容。然后通過本專利技術進行預應力管樁的施工，具體包括以下步驟：a、進行管樁的施工作業，將管樁壓入土層中；b、根據鉆孔柱狀圖，在BIM中輸入管樁周圍的各類土層的層厚和力學性能，并建立管樁的3D模型，土層的力學性能包括土壓力；c、利用BIM出具每條管樁在不同開挖工況的內力分析圖，所述內力分析圖包括剪力圖、彎矩圖以及變形圖，對每條管樁在不同開挖工況下的受力進行分析，計算出管樁的各個區段在不同開挖工況下的最大剪力值Vmax，并繪制剪力包絡圖；d、根據受力分析，在管樁的剪力值Vmax大于V的危險區段，設置工字鋼，其中，V為管樁的抗剪強度。其中，所述步驟a包括以下步驟：a1：起吊管樁；a2：穩樁和壓樁，利用夾持油缸將樁從側面夾緊，先將樁壓入土中0.8-1.2m停止，調正樁相對于水平面的垂直度后，壓樁油缸把樁壓入土中，然后，夾持油缸回程松夾，壓樁油缸回程，重復上述動作可實現連續壓樁操作，直至把樁壓入預定深度土層中；a3：繼續壓樁，如需接樁，可壓至樁頂離地面0.8～1.0m用硫磺砂漿錨接，一般在管樁的下部設置錨孔，上部伸出錨筋，將一根樁的錨孔與另一根樁的錨筋對接可以將樁連接，接樁采用硫磺膠泥，間歇不宜過長，正常氣溫下為10～18min；接樁面應保持干凈，澆筑時間不超過2min；上下樁中心線應對齊，節點矢不得大于1‰樁長；a4：當壓力表讀數達到預先規定值，便可停止壓樁。如果樁頂接近地面，而樁端未達到持力層，樁的壓力值尚未達到設計值，則送樁，靜力壓樁情況下，只需用一節長度超過要求送樁深度的樁，放在被送的樁頂上便可以送樁，不必采用專用的鋼送樁；如果樁頂高出地面一段距離，而樁的壓力值已達到設計值時則截樁，將樁高出地面的部分截去，以便壓樁機移位。其中，所述步驟c包括以下步驟：c1：制作鋼筋籠，在鋼筋籠底部用鋼板封底；c2：在鋼筋籠與所述管樁的危險區段相對應的位置設置工字鋼，并將工字鋼與鋼筋籠焊接在一起，工字鋼的抗剪強度≥Vmax－V；c3：將焊接好的鋼筋籠和工字鋼放置在管樁內，并在管樁口部設置支撐架，將所述支撐架穿過所述鋼筋籠。本專利技術還提供了一種預應力管樁，包括管樁1和設置在管樁1內的鋼筋籠2，在鋼筋籠2底部設置有鋼板3，在鋼筋籠2內設置有至少一個工字鋼4，工字鋼4與鋼筋籠2焊接在一起。在管樁1口部還設置有支撐架5，支撐架5穿過鋼筋籠2，并且兩端擱置在管樁1口部，防止鋼筋籠2下沉，管樁1內灌注不收縮混凝土。最后應說明的是：以上僅為本專利技術的優選實施例而已，并不用于限制本專利技術，盡管參照實施例對本專利技術進行了詳細的說明本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于BIM的預應力管樁的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：a、根據鉆孔柱狀圖，在BIM中輸入管樁周圍的各類土層的層厚和力學性能，并建立管樁的3D模型；b、利用BIM技術導出每條管樁在不同開挖工況的內力分析圖，對每條管樁在不同開挖工況下的受力進行分析，計算出管樁的各個區段在不同開挖工況下的最大剪力值Vmax，并繪制剪力包絡圖；c、根據受力分析，在管樁的剪力值Vmax大于V的危險區段設置工字鋼，其中，V為管樁的抗剪強度。

【技術特征摘要】
1.一種基于BIM的預應力管樁的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：a、進行管樁的施工作業，將管樁壓入土層中；包括：起吊管樁；穩樁和壓樁，利用夾持油缸將樁從側面夾緊，先將樁壓入土中0.8-1.2m后停止，調正樁相對于水平面的垂直度后，利用壓樁油缸把樁壓入預定深度土層中；繼續壓樁，如果樁頂接近地面，而樁端未達到持力層，樁的壓力值尚未達到設計值，則送樁；如果樁頂高出地面一段距離，而樁的壓力值已達到設計值時則截樁；根據鉆孔柱狀圖，在BIM中輸入管樁周圍的各類土層的層厚和力學性能，并建立管樁的3D模型；b、利用BIM技術導出每條管樁在不同開挖工況的內力分析圖，對每條管樁在不同開挖工況下的受力進行分析，計算出管樁的各個區段在不同開挖工況下的最大剪力值Vmax，并繪制剪力包絡圖；c、根據受力分析，在管樁的剪力值Vmax大于V的危險區段設置工字鋼，其中，V為管樁的抗剪強度；包括c1：制作鋼筋籠，在鋼筋籠底部用鋼板封底；c2：在鋼筋籠與所述管樁的危險區段相對應的位置設置工字鋼，并將工字鋼...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳臻穎，嚴兆滔，湯少斌，余偉健，胡景文，陳煜文，李建勇，陳裕鈞，林凡，劉健偉，
申請(專利權)人：廣州市第二建筑工程有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44