【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及巖土工程，具體涉及鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法。
技術介紹
1、在鉆孔灌注樁施工過程中，混凝土在灌注過程作用于鋼筋籠上的作用力(浮力、粘滯力及沖擊力)大于鋼筋籠重力時，就會出現鋼筋籠上浮現象，輕則影響成樁質量和樁體強度，重則會造成廢樁等情況。
2、現有鉆孔樁鋼筋籠抗浮的控制措施多根據現場經驗，仍存在應對措施實施成本大、工程質量控制難、施工人員經驗要求高等缺點，缺乏科學有效的鋼筋籠抗浮應對措施。為此，提出鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題在于：如何解決現有技術中存在的上述問題，提供了鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法。
2、本專利技術是通過以下技術方案解決上述技術問題的，本專利技術包括以下步驟：
3、s1：鉆孔灌注樁成孔后測量其孔徑及樁深；
4、s2：將鋼筋籠吊裝入鉆孔，確定鋼筋籠重力；
5、s3：清底換漿后澆筑混凝土，確定混凝土對鋼筋籠的作用力，混凝土對鋼筋籠的作用力包括鋼筋籠受到的浮力、粘滯力及沖擊力的總和；
6、s4：比較鋼筋籠重力與混凝土對鋼筋籠的作用力的大小；
7、s5：根據步驟s4的比較結果，制定鋼筋籠抗浮應對措施。
8、更進一步地，在所述步驟s1中，測量孔徑d及樁深h是否滿足設計要求，若不滿足，則應進行復鉆修孔。
9、更進一步地，在所述步驟s2中，將所述鋼筋籠吊裝入
10、更進一步地，在所述步驟s2中，鋼筋籠重力g的計算公式如下：
11、
12、其中，γ為鋼筋容重；n為鋼筋籠主筋根數；h為鋼筋籠主筋長度；d為鋼筋籠主筋直徑。
13、更進一步地，在所述步驟s3中，具體過程如下：
14、s31：在鋼筋籠吊裝完成后，通過注漿導管進行清底換漿，直至泥漿比重達到設定范圍，及可澆筑混凝土；
15、s32：計算獲得鋼筋籠受到的浮力：
16、
17、其中，f1為鋼筋籠受到的浮力；為γ漿為泥漿容重；γ砼為混凝土容重；h為混凝土液面高；
18、s33：計算獲得鋼筋籠受到的粘滯力：
19、f2＝πndhτ
20、其中，f2為鋼筋籠受到的粘滯力；τ為混凝土切應力；
21、s34：計算獲得鋼筋籠受到的沖擊力：
22、
23、其中，f3為鋼筋籠受到的沖擊力；t為混凝土的初凝時間；k為混凝土液面在孔內的上升速度；
24、s35：計算獲得混凝土對鋼筋籠的作用力：
25、f＝f1+f2+f3。
26、更進一步地，在所述步驟s4中，當鋼筋籠重力大于設定倍數范圍的混凝土對鋼筋籠的作用力時，鋼筋籠不會浮起，不需采取應對措施；當所述鋼筋籠重力小于設定倍數范圍的混凝土對鋼筋籠的作用力時，需制定鋼筋籠抗浮應對措施。
27、更進一步地，在所述步驟s5中，鋼筋籠抗浮應對措施包括以下三種：
28、第一種：降低混凝土澆筑速度v，以此減緩混凝土液面上升速度k，降低鋼筋籠因混凝土液面上升而受到向上的沖擊力；
29、第二種：在鋼筋籠底部預制混凝土圓環，當所述混凝土灌入時，混凝土與泥漿的壓力集中在混凝土圓環上，以此增加鋼筋籠受到向下的重力；
30、第三種：在鋼筋籠吊裝入鉆孔前，在鋼筋籠主筋上半部焊接一組倒叉，以此防止鋼筋籠上浮。
31、更進一步地，在所述第一種應對措施中，所述混凝土液面上升速度k與混凝土澆筑速度v成正比，關系式為：通過調整混凝土泵的流量、控制混凝土輸送管的傾斜角度或調整混凝土澆注口的大小進而來降低混凝土澆筑速度v，鋼筋籠受到的沖擊力f3降低，所述混凝土對鋼筋籠的作用力f亦隨之降低，以此防止所述鋼筋籠上浮；
32、更進一步地，在所述第二種應對措施中，隨著混凝土液面高h的上升，混凝土與泥漿對混凝土圓環的壓力逐漸增加，以此防止所述鋼筋籠上浮；
33、所述混凝土與泥漿對混凝土圓環的壓力通過下式獲得：
34、
35、其中，t為混凝土與泥漿對混凝土圓環的壓力；o為混凝土圓環外直徑；o為混凝土圓環內直徑，通過調整所述混凝土圓環內直徑大小，能夠控制所述混凝土與所述泥漿對所述混凝土圓環的壓力。
36、更進一步地，在所述第三種應對措施中，在鋼筋籠吊裝入鉆孔時倒叉隨鋼筋籠吊裝入鉆孔，當混凝土澆筑時，鋼筋籠有上浮趨勢，倒叉插入至所述鉆孔側壁泥土中，以此防止所述鋼筋籠上浮；
37、其中，倒叉間隔對稱焊接在所述鋼筋籠主筋上半部，所述倒叉根數為鋼筋籠主筋根數的1/2，倒叉與鋼筋籠主筋之間夾角為20°～30°，所述上半部為距離鋼筋籠頂部0.2h～0.4h。
38、本專利技術相比現有技術具有以下優點：該鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，通過對鉆孔灌注樁參數現場測量，確定了鋼筋籠的重力及混凝土對鋼筋籠的作用力，不僅考慮了浮力因素，還綜合考慮了粘滯力及沖擊力因素，根據鋼筋籠的重力與混凝土對鋼筋籠的作用力的比較結果，制定了相應的鋼筋籠抗浮應對措施；相對比于現有鉆孔樁鋼筋籠抗浮控制措施，能夠科學地確定鋼筋籠的重力及混凝土對鋼筋籠的作用力，更全面、更有效地制定鋼筋籠抗浮應對措施，對后續鉆孔灌注樁施工具有重要的理論指導意義。
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1.鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述步驟S1中，測量孔徑D及樁深H是否滿足設計要求，若不滿足，則應進行復鉆修孔。
3.根據權利要求1所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述步驟S2中，將所述鋼筋籠吊裝入鉆孔，通過吊筋吊緊所述鋼筋籠，防止所述鋼筋籠底部插入樁底淤泥中。
4.根據權利要求2所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述步驟S2中，鋼筋籠重力G的計算公式如下：
5.根據權利要求4所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述步驟S3中，具體過程如下：
6.根據權利要求5所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述步驟S4中，當鋼筋籠重力大于設定倍數范圍的混凝土對鋼筋籠的作用力時，鋼筋籠不會浮起，不需采取應對措施；當所述鋼筋籠重力小于設定倍數范圍的混凝土對鋼筋籠的作用力時，需制定鋼筋
7.根據權利要求6所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述步驟S5中，鋼筋籠抗浮應對措施包括以下三種：
8.根據權利要求7所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述第一種應對措施中，所述混凝土液面上升速度k與混凝土澆筑速度v成正比，關系式為：通過調整混凝土泵的流量、控制混凝土輸送管的傾斜角度或調整混凝土澆注口的大小進而來降低混凝土澆筑速度v，鋼筋籠受到的沖擊力F3降低，所述混凝土對鋼筋籠的作用力F亦隨之降低，以此防止所述鋼筋籠上浮。
9.根據權利要求7所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述第二種應對措施中，隨著混凝土液面高h的上升，混凝土與泥漿對混凝土圓環的壓力逐漸增加，以此防止所述鋼筋籠上浮；
10.根據權利要求7所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述第三種應對措施中，在鋼筋籠吊裝入鉆孔時倒叉隨鋼筋籠吊裝入鉆孔，當混凝土澆筑時，鋼筋籠有上浮趨勢，倒叉插入至鉆孔側壁泥土中，以此防止鋼筋籠上浮；
...【技術特征摘要】
1.鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述步驟s1中，測量孔徑d及樁深h是否滿足設計要求，若不滿足，則應進行復鉆修孔。
3.根據權利要求1所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述步驟s2中，將所述鋼筋籠吊裝入鉆孔，通過吊筋吊緊所述鋼筋籠，防止所述鋼筋籠底部插入樁底淤泥中。
4.根據權利要求2所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述步驟s2中，鋼筋籠重力g的計算公式如下：
5.根據權利要求4所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述步驟s3中，具體過程如下：
6.根據權利要求5所述的鉆孔灌注樁澆筑過程中鋼筋籠抗浮計算及控制方法，其特征在于，在所述步驟s4中，當鋼筋籠重力大于設定倍數范圍的混凝土對鋼筋籠的作用力時，鋼筋籠不會浮起，不需采取應對措施；當所述鋼筋籠重力小于設定倍數范圍的混凝土對鋼筋籠的作用力時，需制定鋼筋...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉向陽，祝磊，張好，錢建轅，程干，徐雪青，曹備，
申請(專利權)人：合肥大學，
類型：發明
國別省市：
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