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PROCESS ANALYTICAL工序解析

樁基應用優劣對比

 1.振動沉管灌注樁

 

概述

通過振動力將暫時堵住下端開口的樁管沉入到地基預定深度,然后向樁管內吊放鋼筋籠并灌注混凝土,再用動力將樁管拔出發面,混凝土和鋼筋留在地下形成的樁稱為振動沉管灌注樁。

振動沉管灌注樁適用于一般粘性土、淤泥或淤泥質土、砂土及人工填土等土。成樁長度可達 25m,樁徑可達 60mm。振動沉管灌注樁已大量用于一般的工業與民用建筑,與的傳統打入式鋼筋混凝土預制樁相比,可以節約 50%的鋼筋,在相同承載力的情況下,造價一般可降低 30%左右。

優缺點:

優點:與預制樁相比,可節約鋼材,降低成本,減少噪音污染,與鉆孔樁相比,施工工藝簡單,速度快,無排污困擾。

缺點:只能用于軟土地基,樁徑小,單樁承載力低。

 2.引孔沉管灌注樁

 概述

在振動沉管灌注樁施工過程中,遇到硬地層時,沉管的阻力突然增加,使得樁管無法沉入,造成樁長和樁的承載力難以滿足設計要求。如何改進工藝,使振動沉管灌注樁不受復雜地層的影響,同時又不影響成樁質量和施工速度,在相當長的時間內,曾是困擾巖土工程技術人員的課題。

工藝簡介

即在難以直接沉管的地層中用長螺旋鉆機預引小于設計樁徑的孔,而后,通過錘擊力或振動力將鋼管及預制樁尖沉入到預定設計深度、再向鋼管內下入鋼筋籠并灌注混凝土,最后用動力拔出鋼管成樁。該工藝的沉管、灌注混凝土、拔管工序與振動沉管灌注樁相同,只是鋼管與樁尖聯結處的密封程度對成樁質量的影響更為明顯。

 3.螺旋鉆孔壓漿成樁

 

概述

螺旋鉆孔壓漿樁是用長螺旋鉆孔機,一次鉆孔至設計的樁端深度,在提鉆的同時向孔內注入按設計要求制備的水泥漿,注漿提鉆后,向孔內安放鋼筋籠并加入碎石,再經多次補漿面形成的無砂混凝土樁體。

機理及適用范圍

加固機理

螺旋鉆孔壓漿樁成孔過程中,當鉆至設計深度時,隨著高壓水泥漿的注入,在樁底的土層形成一個擴滲的端部,提高了樁端阻力;隨著鉆具的提升,孔內被連續注入的高壓水泥漿所充填上,高壓水泥漿向孔壁的擴滲作用,既防止了孔壁坍塌、樁體縮徑,又很好的改善了樁間土的物理力學性質,使樁的側壁摩阻力大大的增強,從而提高了樁體的承載能力。其數值相當于同規格其他樁的的 1.5-2.0 倍。

適用范圍

該技術適用于填土、粘性土、粉土、砂土以及碎石類等地層的樁基工程。

優缺點

優點:

· 1.承載力比同尺寸的鉆也樁或預制樁高。

· 2.施工速度快成樁效率高,比普通樁可提高 50%。

·3.無振動、低噪音、無污染適合城市基建及改、擴建工程。

·4.在地下水位以下砂、卵石等易塌孔的地層成樁時不需采取專門護壁措施。

缺點:

·1.施工不當往往會引起漿液外溢。

· 2.如水灰比掌握不好可影響樁體質量。

 4.鉆孔灌注樁

 

 概述

凡以機械回轉鉆進成孔,然后向孔中灌筑混凝土或鋼筋混凝土所成的樁,都叫做鉆孔灌注樁。按照成孔工藝特點,可分為正循環回轉鉆進、反循環回轉鉆進、無循環螺旋鉆進三大類,各大類均有其自身的適用范圍及優缺點。

正循環回轉鉆進成孔工藝:

適用于粘性土、粉土、砂土、碎石類土、強風化巖及軟巖等,成樁直徑 5002200mm。針對不同地層可采取不同鉆頭鉆進,實現不取芯或取芯鉆進,鉆進效率高。缺點是在卵漂石層中鉆進困難;鉆孔直徑大時,坍塌地層護壁困難,泥漿放量大。

反循環回轉鉆進成孔工藝:

適用于粘性土、粉土、砂土、碎石類土、強風化巖及軟巖等,成樁 500-2200mm。鉆進粉細砂、卵礫石、粘性土、粉土效率高、進尺快;可使用清水鉆進,靠水柱壓力保持孔壁穩定,排渣徹底、孔底干凈、鉆進效率高,鉆頭消耗少,對大口徑較深的孔鉆進有利;缺點是對含水層有抽吸作用,水量消耗大,特別是漏水情況容易引起坍孔。

無循環螺旋鉆進成孔工藝

適用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、中等密度以上的砂土等,成樁300-800mm。對均質的粘性土、粉土、砂土鉆進效率高,不使用沖洗液,無泥漿污染、噪音小、振動小,可在狹窄場地施工,成本低,消耗材料少,缺點是不適宜大粒徑卵礫石、漂石、巖石施工。一般樁徑較小,單樁承載力低。

機理

盡管灌注樁的構造形式、施工方法與預制樁有大差異,但就其樁的工作基本原理而言,又有許多共同點,其計算理論和設計方法也是以打入式預制樁的理論為基礎的。

當天然地基上的淺基礎沉降量過大或地基穩定性不能滿足建筑物的要求時,常采用樁基礎。樁基通常由若干根樁組成,頂部由承臺聯成一體,構成樁基礎,再在承臺上修筑上部建筑。建筑物的荷載通過樁傳遞到地基土中,以滿足建筑物的變形和穩定性要求。

樁按受力性質可分為端承力和摩擦樁兩大類:

· 端承樁:建筑物的荷載通過樁傳遞到堅硬土層或巖層上,樁上的載荷大部分靠樁端的支承力來承擔,樁周土的摩擦力所起作用較小或略而不計。

·摩擦樁:建筑物的荷載通過樁傳遞到樁周土中及樁端下土中去,樁上的荷載大部分靠樁表面與土的摩擦力來支承,樁端的支承力較小可略而不計。

優缺點:

優點:

適應性廣,適合在各種地層中施工,樁長、樁徑選擇范圍大,單樁承載力高,與預制樁相比,可節約鋼材,降低成本, 施工噪音小, 適合在建筑密集的市區施工。

缺點:

施工工藝比較復雜,影響質量的因素較多,施工質量難以控制,排污量大有時難以處置。

 5.人工挖孔灌注樁

 

概述

大直徑人工挖孔灌注樁,以人工挖掘成孔,配以相應的提升運土工具,達到設計深度后,下入鋼筋籠并灌注混凝土形成的樁。

機理及適用范圍

(-)人工挖孔樁是用人力造孔,向孔中澆筑混凝土或鋼筋混凝土形成的樁,用以承擔上部結構傳來的垂直及水平荷載。它同其他灌注樁一樣分為端承樁、摩擦樁、摩擦端承樁,上部傳來的荷載由樁周土及樁端土來承擔。

(二)適用范圍

挖孔樁最小直徑為 800mm,單樁承載力可達幾千 KN,甚至上萬 KN,從工程角度考慮,對于承受較大荷載的一些大型工業建筑和城市高層建(構)筑物,采用這類樁型能充分發揮大直徑灌注樁承載力高的優勢。

該樁主要適用于無水或滲水量較小的填土、粘性土、粉土、砂土、風化巖地層。當穿越流砂、淤泥、松散砂土等易坍塌地層必須采取井壁護圈支護措施。對于地下水位以下,涌水量大的以及水頭壓力大和地下有瓦斯、沼氣等有害氣體的地層不宜采用這類樁型。

從區域方面來看,由于北方地下水位較低,采用這種樁比南方要多。

優缺點:

(一)優點

近年來,在各類建(構)筑物基礎中,應用人工挖孔樁越來越多,這是由于它具有一系列優點:

· 1.單樁承載力高,充分發揮樁端土的端承力。單樁可以承受幾千 KN 乃至幾萬KN 荷載,能滿足高層建筑及重型設備基礎的需要。嵌入地層一定深度,抗震性能好。

· 2.挖孔樁成孔直徑,施工時下放鋼筋籠方便,樁底虛土厚度清理較徹底,為提高單樁承載力打下了基礎。

·3.人工開挖,質量易于保證。在機械成孔困難狹窄地區亦能順利成孔。

· 4 當土質復雜時,可以邊挖掘邊用肉眼驗證土質情況。

·5.無噪音,無振動,無廢泥漿排出等公害。

·6.可利用多人同時進行若干根樁施工,樁底部易于擴大。

(二)缺點:

與一般灌注樁相比,挖孔樁存在以下問題:

·1)挖孔樁直徑大,每m 3 混凝土所提供的承載力比小直徑灌注樁小,因而混凝土用量較大。

· 2)人工消耗較大,人工開挖效率低。

·3)在擴底時往往因支護方案不當,造成擴底部位土層坍方。

(本文內容摘自筑龍巖土工程網,轉載需注明出處)

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