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多节挤扩灌注桩的设计与经济探讨

时间:2011-04-22  作者:秩名
(5)当孔挖较大(超过十五米),下部施工人员的生命安全难以保障,孔口一个石头的落下都有可能造成下部人员的伤亡。发表论文。

通过以上几点分析,我们不难看出,在一些土质情况下,人工挖孔桩并不可行,并且在许多情况下,人工挖孔桩具有一定的风险性。而多节挤扩桩作为一种近年来新开发的桩型,其承载力因多个承力盘岔的设置而大幅提高,其施工安全及施工工艺可以得到可靠保证,同时,其经济指标工程造价还优于人工挖孔桩。

下面就一具体工程实例阐明多节挤扩桩与人工挖孔桩的技术经济比较:

南京市江宁某一高层商住楼框架一剪力墙结构,地上十五层,地下一层,总建筑面积1.68万m2,原设计采用人工挖孔桩,以中风化砾泥质砂岩为持力层,桩型大体有四类,见表二:

桩号 桩长 (估算) 桩径 d 桩端扩头 桩身纵筋 桩顶箍筋加密区长度 单桩承载力设计值(KN) 根数
D 扩头高度
ZH1 (主楼中柱下) 25 1400 2700 2000 ??φ?? 4200 14000 9
ZH2 (主楼边柱下) 25 1200 2400 1800 ??φ?? 3600 11000 13
ZH3 (主楼井筒体) 23 1200 2400 1800 ??φ?? 3600 11000 12
ZH4 (裙楼下) 25 1000 1000 / ??φ?? 3000 2000 20

钢筋笼通长设置,桩身箍筋φ8@200(桩顶加密区φ8@100),加劲箍φ14@2000。

后来设计改为多节挤扩桩,在桩所穿越的土层—粉质粘土和强风化岩上层面设置承力盘,桩根进入持力层强风化岩2m。

ZH1~ZH4桩型调整见表三,计算从略。

 

桩号 形式 承力盘所处土层 桩长(估) 桩径d 扩盘D 桩身纵筋 桩顶箍筋 加密区长度 单桩承载力设计值(KN) 根数
ZH1 3盘 分别落于粘土层,强风化岩上层面 20 900 2000 12φ18 2700 7000 18
ZH2 ZH3 2盘 分别落于粘土层,强风化岩上层面 20 850 2000 12φ18 2600 5800 50
ZH4 1盘 落于强风化岩上层面 20 650 1400 8φ18 2000 3200 20

 

以ZH1为例,多节挤扩桩所经各土层性状及桩设计见下图二:

两种桩型经济比较见下表四

 

人挖桩方案造价 多节挤扩桩造价
项 目 工程量(㎡) 项 目 工程量(㎡)
人工挖井(土孔) 1947 钻土孔 935
人工井下凿岩孔 727 钻岩孔 110
钢筋砼井护壁 945 桩身砼 C30 920
桩身砼 1659 桩身钢材 41
桩身钢材 70.3 泥浆外运 1045
土方外运 2674 桩机(钻孔) 2台
总造价(万元) 160.26 总造价 94.2
降 低 造 价 41%

6.多节挤扩桩的检测

多节挤扩桩竖向极限承载力标准值须通过现场静载试桩确定,其要求同JGJ94-2008第5.3.1条说明。除此之外,应对成桩后是否按设计要求在桩身不同的位置形成扩径体,以及桩身是否存在缩径、断裂、离析等质量问题进行桩身完整性的普查,以确保基桩质量及承载力的发挥。

多节挤扩桩因其带有多个扩径体,用反射法检测其完整性,难度较大,这是由于经过多次扩径后应力波反射信号相互送加,同时桩顶入射信息经过桩身多处扩径体后,反射信号强于透射信号,传到桩底信号十分微弱,对于桩身下部的扩径体及桩底的识别变得十分困难。因此,目前国内外关于多节扩径体桩的测试曲线报道中具有三处变径的实测已属少见。北京市建筑工程研究院运用自行研制开发的PTA动测系统对多节挤扩桩的完整性检测在济南的部分工程中已经进行,其中对3个承力盘甚至更多承力盘的桩进行检测,并获得成功。

7.结束语

7.1单桩承载力高

挤扩多支盘桩提高承载力的机理,从直观上看,主要是通过增加承力盘(承力盘的作用类似于桩扩大头的作用)个数,端承面积比直于L灌注桩端承面积增加数倍,大大提高了桩端承力.同时,由于变截面,增加了桩身的比表面积(侧表面积与体积之比),提高了桩侧摩阻力。发表论文。从桩身形成过程上看,桩在侧面型腔的完成中,不是靠切削排土完成的,而是通过液压工作臂对于L壁的土体进行挤压完成的,经挤压后的土体、岔、盘周围一定范围内,土体密实程度可得到提高(硬粘土及无粘性土尤为明显),承力盘周围土体被横向挤密加固,形成一个自内向外的加固挤密因,改善了桩身与桩基的应力分布,改善受力条件,达到提高单桩承载力的目的.所以,从理论上讲,多分支,多承力盘桩使直于L桩变成变径的多支点摩擦端承桩,桩土共同作用能力增强,使桩具有较高的抗压或抗技能力,其承载力提高程度是十分可观的,同时,也达到了减少沉降的目的。

7.2设计灵活,适应性强

在建筑工程中,地基土层条件是十分复杂的,对于原等截面普通混凝土灌注桩设计有许多局限性.而挤扩多支盘桩由于其桩身构造及成桩工艺特点,不受地下水位的限制,可以根据地层条件的具体情况,设计成多支、多盘或多支多盘桩,根据具体情况,设计支盘的位置及数量.并可根据挤扩中土层的变化,随时调整支盘的位置来满足不同承载力的要求,这是普通灌注桩无法实现的。

7.3操作简便,质量受控

同普通灌注桩相比,挤扩多支盘桩的施工仅增加了一道挤扩工序,主要顺序如下:定位放线一埋设护简一钻于L一检查于L深一检查泥浆比重一扩盘机工作一测于L深、滑于L一下放钢筋笼一下放导管一用导管二次滑于L、检查于L深一灌注混凝土一拔导管一拆除护身。挤扩多支盘桩施工质量控制的关键工序为液压扩盘(分支)操作,由于成桩设备中配有自动监控数据处理系统,施工时可通过地面工作站,了解地层变化及设备运行情况。在隐蔽工程工作中,通过压力表,传感器显示和记录挤扩的压力,角度数据,利用电脑存贮记录,便于存查.同时,使桩身施工质量处于受控状态。

7.4节约成本、缩短工期

由于挤扩多支盘桩单桩承裁力大幅度提高,根据实际经验数据统计,桩与普通直于L灌注桩相比,单桩承载力可提高50%,节省混凝土30%以上,降低基础造价20%一30%.同时,可以缩短校长,减小桩径,减少校数,从而使工期大大缩短。

7.5适用范围较广

挤扩多支盘桩桩适用于一般工业与民用建筑、高层建筑及高耸构筑物、道路、桥梁、码头等桩基.分支和持力盘宜在粘性土、粉土、细砂土、砾石、卵石、砂中含少量姜结石及软土等多种土层中设置.不宜在淤泥质土、中粗砂层及液化砂土层中使用。该型桩还可做为建筑物的抗拔桩,基坑及边坡支护,复合地基、锚杆,也可用于已有建筑物地基加固及改造桩基。


参考文献:
[1]沈保汉.多节挤扩灌注桩.施工技术,2001,(1).
[2]罗爱斌,沈保汉.DX桩完整性检测,建筑结构 2002,(7).
[3]山东工程建设标准.DX多节挤扩灌注桩设计施工技术规范.
[4]江苏省工程建设技术规范.多节挤扩灌注桩技术规程.苏JG/T012-2004.
 

 

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