一种基于膨胀单元膨胀的桩基水平变形补偿控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于单元体膨胀的桩基水平变形补偿控制方法，在桩基靠近外部干扰源侧、在干扰影响范围内设置一列或间隔设置的多列联合膨胀体，联合膨胀体，沿干扰范围的整个深度延伸，包括多个相互独立的膨胀单元，膨胀单元串连在一根竖直设置的套管上；采用桩基测斜设备实时监测桩基的变形和倾斜，桩基测斜设备传输监测数据给计算机中控系统，计算机中控系统控制膨胀引发设备。本发明专利技术可以实现桩基整体深度范围内的纠偏回位，且具备大变形桩基水平变形控制能力，可以有效解决工程建设和使用中桩基偏位问题。适用于基坑开挖、盾构隧道等地下工程建设对临近桩基的影响，保护临近桩基结构的整体稳定与安全。结构的整体稳定与安全。结构的整体稳定与安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于膨胀单元膨胀的桩基水平变形补偿控制方法


[0001]本专利技术涉及一种地下结构物变形主动控制方法，尤其涉及一种基于膨胀单元膨胀的桩基水平变形补偿控制方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济发展，城市地区大规模的地下空间开发，如桩基、隧道、管道等，不可避免的会造成对临近结构物的影响。由于城市地下空间范围结构物(桩、隧道等)繁多，如果贸然开展地下工程建设施工(基坑开挖、盾构隧道等)，容易对临近桩基产生过大水平变形位移等不良影响，影响桩基承载力，甚至是危及临近结构整体稳定和安全。因此，为降低地下工程建设对周围桩基结构的影响，保护临近结构物安全，有必要在地下工程施工全过程及投入使用后长期对临近桩基采取有效的保护措施。
[0003]目前桩基变形控制方法主要有：
[0004]1)目前基坑工程中对临近桩基变形控制常采用设置加强支护体系刚度、隔离桩、隔离墙等方法，而盾构隧道常采用的是注浆加固土体、隔离桩、隔离墙等方法，这些方法都是作用于影响源本身或影响传递介质，而不是直接作用于被保护桩基，只能减小工程建设对桩基的影响，而对已发生的桩基变形无法逆转恢复。
[0005]2)针对于桩基保护方法包括桩基托换、顶推纠偏等方法，但这些方法往往施工较复杂，周期较长，费用较高，并且无法很好地对桩基深部进行纠偏，不能有效对桩基水平变形进行控制；
[0006]3)传统袖阀管注浆可在桩基不同深度进行注浆纠偏，但由于地下岩土环境复杂，影响因素繁多，浆液在土体中易发生劈裂窜浆，无法在桩基上形成较好的应力集中而不能有效控制桩基水平变形。

技术实现思路

[0007]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于膨胀单元膨胀的桩基水平变形补偿控制方法，能够实时对桩基全深度范围内进行水平变形补偿控制和线型调整，从而保护桩基结构安全。
[0008]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于单元体膨胀的桩基水平变形补偿控制方法，在桩基靠近外部干扰源侧、在干扰影响范围内设置一列或间隔设置的多列联合膨胀体，所述联合膨胀体，沿干扰范围的整个深度延伸，包括多个相互独立的膨胀单元，所述膨胀单元串连在一根竖直设置的套管上；采用桩基测斜设备实时监测桩基的变形和倾斜，桩基测斜设备传输监测数据给计算机中控系统，计算机中控系统根据监测数据通过控制膨胀引发设备来实时控制相应膨胀单体的膨胀量以靶向纠偏桩基水平变形。
[0009]所述膨胀单元采用充填膨胀介质的方法实现膨胀，所述膨胀介质应具备缓凝或是非凝固特性，满足多次加注、多次控制桩基变形要求；在所述套管上设有与多个膨胀单元一
一对应的膨胀介质进口，在膨胀介质进口上设置单向阀，所述膨胀引发设备为加注设备，所述加注设备设有与所述膨胀介质进口适配的加注枪。
[0010]充填膨胀介质的加注速率不大于30L/min。
[0011]所述膨胀单元完全膨胀后的直径为0.2
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1m，长度为0.5
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5m，所述联合膨胀体的长度为2
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40m。
[0012]所述联合膨胀体距桩基的距离为1
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5m，当干扰影响范围的深度/桩基深度小于等于30％时，所述联合膨胀体距桩基的距离为1
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2m，干扰影响范围的深度/桩基深度大于等于50％时，所述联合膨胀体距桩基的距离为2
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5m。
[0013]多列所述联合膨胀体，间距为0.5
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2m，膨胀顺序为距离桩基由远及近。
[0014]所述膨胀单元是采用高强易折叠伸缩且不漏气不泌水的土工布制成的。
[0015]本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0016]1)实时监控桩基水平变形，并通过计算机中控系统动态控制膨胀单元的膨胀量以实现桩基变形的实时动态控制，避免了桩基先变形再纠偏而对桩基造成的不利影响；
[0017]2)可实现桩基桩身全深度范围的水平变形控制，避免桩基在外部影响下产生较大的应力而影响桩基结构安全，保护结构物整体安全。
[0018]3)施工方便、周期短、造价低，具有良好的水平变形控制与补偿效果。
[0019]综上所述，本专利技术可以实现桩基整体深度范围内的纠偏回位，且具备大变形桩基水平变形控制能力，可以有效解决工程建设和使用中桩基偏位问题。适用于基坑开挖、盾构隧道等地下工程建设对临近桩基的影响，保护临近桩基结构的整体稳定与安全。
附图说明
[0020]图1为本专利技术应用的结构示意图之一，采用一列联合膨胀体；
[0021]图2为本专利技术应用的结构示意图之二；采用二列联合膨胀体；
[0022]图3为本专利技术采用充填膨胀介质的方法实现膨胀的结构示意图。
[0023]图中：1、桩基；2、土体；3、膨胀单元；4、膨胀介质；5、套管；6、膨胀引发设备；7、计算机中控系统；8、加注枪；9、桩基测斜设备。
具体实施方式
[0024]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0025]请参阅图1～图3，一种基于膨胀单元膨胀的桩基水平变形补偿控制方法，在桩基1靠近外部干扰源侧、在干扰影响范围内设置一列或间隔设置的多列联合膨胀体。
[0026]所述联合膨胀体，沿干扰范围的整个深度延伸，包括多个相互独立的膨胀单元3，所述膨胀单元3串连在一根竖直设置的套管5上。
[0027]采用桩基测斜设备9实时监测桩基1的变形和倾斜，桩基测斜设备9传输监测数据给计算机中控系统7，计算机中控系统7根据监测数据通过控制膨胀引发设备6来实时控制相应膨胀单体的膨胀量以靶向纠偏桩基水平变形。
[0028]上述外部干扰源包括基坑开挖、盾构隧道等。
[0029]应用时，上述膨胀单元3可以采用充填膨胀介质4的方法实现膨胀，所述膨胀介质4
应具备缓凝或是非凝固特性，满足多次加注、多次控制桩基变形要求；这种情况下，应该在所述套管5上设有与多个膨胀单元一一对应的膨胀介质进口，在膨胀介质进口上设置单向阀，所述膨胀引发设备6为加注设备，所述加注设备设有加注枪8。更加具体地，在实际工程中，可以采用水泥浆作为膨胀介质，加注设备采用注浆设备，加注枪为注浆枪，加注枪可以根据计算机中控系统7的指令给设定膨胀单元注浆，加注速率不大于30L/min，应使膨胀单元逐步缓慢膨胀。
[0030]但膨胀介质并不限于采用水泥浆，也可以采用气体。膨胀单元的膨胀还可以采用机械扩张的方法实现，具体方法为，在膨胀单元内设置机械结构，利用机械结构将膨胀单元撑开，实现机械扩张膨胀。
[0031]试验数据表明，上述方法的优选方案为：所述膨胀单元3完全膨胀后的直径为0.2
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1m，长度为0.5
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5m，所述联合膨胀体的长度为2
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40m。所述联合膨胀体距桩基的距离为1
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5m，当干扰影响范围的深度/桩基深度小于等于30％时，所述联合膨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单元体膨胀的桩基水平变形补偿控制方法，其特征在于，在桩基靠近外部干扰源侧、在干扰影响范围内设置一列或间隔设置的多列联合膨胀体，所述联合膨胀体，沿干扰范围的整个深度延伸，包括多个相互独立的膨胀单元，所述膨胀单元串连在一根竖直设置的套管上；采用桩基测斜设备实时监测桩基的变形和倾斜，桩基测斜设备传输监测数据给计算机中控系统，计算机中控系统根据监测数据通过控制膨胀引发设备来实时控制相应膨胀单体的膨胀量以靶向纠偏桩基水平变形。2.根据权利要求1所述的基于单元体膨胀的桩基水平变形补偿控制方法，其特征在于，所述膨胀单元采用充填膨胀介质的方法实现膨胀，所述膨胀介质应具备缓凝或是非凝固特性，满足多次加注、多次控制桩基变形要求；在所述套管上设有与多个膨胀单元一一对应的膨胀介质进口，在膨胀介质进口上设置单向阀，所述膨胀引发设备为加注设备，所述加注设备设有与所述膨胀介质进口适配的加注枪。3.根据权利要求2所述的基于单元体膨胀的桩基水平变形补偿控制方法，其特征在于，充填膨胀介质的加注速率不大于30L/min。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑刚，黄建友，刁钰，李朋锦，苏奕铭，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：