基于三维成孔模型的桩基混凝土灌注导管控制方法研究.pdf
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1、云南水力发电YUNNAN WATER POWER132第 39 卷第 8 期0 引言混凝土灌注作为钻孔灌注桩施工中的关键工序,成功与否直接决定成桩质量。导管法灌注作为目前的主流方法,在灌注过程中的导管控制方法是否合理决定着整桩的质量。现有的桩基合格检测技术都必须在桩基形成强度后进行,如不合格,只能整桩重打,既浪费材料,也拖延工期1。随着超声波成孔检测技术的普及,检测人员可以在超声波探测结果的基础上通过 BIM 技术得到准确的三维成孔模型,从而使混凝土浇筑手在浇筑工序开始前就对成孔内壁形貌有准确认知。在相应的规范和施工方案指导下,用更精确的导管控制方法改良现有的混凝土灌注过程成为了可能。1 现有
2、导管法灌注标准和不足结合铁路桥涵施工技术规范的规定和铁路桥涵工程施工技术的指导,灌注过程中导管埋深应满足以下基本要求2:首批混凝土,导管在混凝土内埋深并小于 1 m;导管口距离桩孔底部应控制在 0.3 0.5 m 范围内;在导管提升过程中,导管口埋深应控制在 2 6m;保证混凝土浇筑面高出设计标高 0.5 1 m。在现有的导管灌注法施工中,1 根基桩的完整浇筑需要多次提升导管。每次提升的高度是导管节长的整数倍,但是,施工人员却无法准确把握“每次何时提升”,其原因是施工人员无法做到时刻测量桩孔内的混凝土上表面高度,也无法确切了基于三维成孔模型的桩基混凝土灌注导管控制方法研究高敏,李创红,黄礼身,
3、马金昊,张佳,刘博(兰州交大工程咨询有限责任公司,甘肃 兰州 730070)摘要:基于超声波成孔检测的三维模型成果,首先分析了目前混凝土施工规范和实际施工中导管控制的不足。继而提出了基于三维模型成果的导管提升控制方法,并利用 Dynamo 实现变截面圆柱体高度提取。最后将控制方法的成果方案表现为 Excel 文件,从而实现了在灌注开始前,为施工人员批量提供准确的导管控制方法指导的效果。关键词:Dynamo 可视化编程;导管控制方法;Excel 成果中图分类号:U445.15;U445.55+1文献标识码:B文章编号:1006-3951(2023)08-0132-04DOI:10.3969/j.
4、issn.1006-3951.2023.08.030Research on Control Method of Pile Foundation Concrete Pouring Pipe Based on 3D Hole Forming ModelGAO Min,LI Chuang-hong,HUANG Li-sheng,MA Jin-hao,ZHANG Jia,LIU Bo(Lanzhou Jiaotong University Engineering Consulation Co.,Ltd,Lanzhou 730070,China)Abstract:Based on the three-d
5、imensional model results of ultrasonic drilling detection,this paper analyzes the shortcomings of current concrete construction standards and conduit control in actual construction.Subsequently,a catheter lifting control method based on 3D model results was proposed,and Dynamo was used to extract th
6、e height of a variable cross-section cylinder.Finally,the outcome plan of the control method is presented as an Excel file.It achieves the effect of providing accurate guidance on conduit control methods for construction personnel in batches before grouting begins.Key words:Dynamo visual programming
7、;catheter control method;Excel result收稿日期:2022-12-08作者简介:高敏(1988-),男,辽宁丹东人,工程师,主要从事铁路工程隧道监理工作。*高敏,李创红,黄礼身,马金昊,张佳,刘博 基于三维成孔模型的桩基混凝土灌注导管控制方法研究133解桩孔内壁实际形貌。导致施工工人只能凭“经验”估测混凝土上表面高度,并用圆柱体侧面代替成孔实际内壁形貌。随着超声波成孔检测技术的普及,现场人员具备了能准确刻画成孔内壁形貌的三维模型,再根据可控的现场混凝土运输方案,为对导管控制方法的探究提供可能性。2 基于成孔模型的导管提升控制方法表 1 各个物理量含义表物理量含
8、义n满载罐车灌注批次,次m导管提升次数,次H总桩孔实际全深度,即桩柱体三维模型的总高度,mV总桩孔实际全体积,即桩柱体三维模型的总体积,m3HCn以桩孔底面为参考面的桩孔内已灌注混凝土上表面的高度,mHWn桩孔内剩余泥浆的高度,mhm导管下端口距离桩孔底面的高度,me导管埋深,即导管下端口距桩孔内已灌注混凝土上表面的高度差,mD设计桩径,m显然,在整个灌注过程中有式 1、式 2 恒成立。H总=HWn+HCn (1)e=HWn-hm (2)2.1 首批混凝土灌注在本算法中,根据高原桥梁施工现场实际情况,取每次提升导管的高度为Z提=4 m(两节导管),在同一项目中,同批次施工人员由于施工水平和现场
9、条件基本相同,所以取每次导管提升和拆卸的总时间的平均值为 T卸=3 min(某桥 2 号墩的平均时间),在不同项目中应与不同赋值。当 n=0 时,m=0,首批混凝土灌注量的计算原理见图 3。图 1 超声波成孔检测成孔模型?图 2 导管法灌注过程示意图在具备如图 1 的超声波成孔检测成孔模型的基础上3,以施工人员在灌注过程中忽略“应随时测量成孔内混凝土上表面高度”这一要求为思考背景,站在施工人员视角中,利用其所能掌握的实际数据和方法,可建立 1 套导管提升时间控制算法。图 2 为导管灌注过程示意图,图中所涉及各个物理量及其含义见表 1。?图 3 首批混凝土灌注量图V首批依赖于 h平衡,h平衡是当
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