来源:桥梁施工技术
1. 振动 沉管灌注桩 概述 通过振动力将暂时堵住下端开口的桩管沉入到地基预定深度, 然后向桩管内吊放钢筋笼并灌注混凝土,再用动力将桩管拔出发面,混凝土和钢筋留在地下形成的桩称为振动沉管灌注桩。
1. 振动 沉管灌注桩
概述
通过振动力将暂时堵住下端开口的桩管沉入到地基预定深度, 然后向桩管内吊放钢筋笼并灌注混凝土,再用动力将桩管拔出发面,混凝土和钢筋留在地下形成的桩称为振动沉管灌注桩。
振动沉管灌注桩适用于一般粘性土、淤泥或淤泥质土、砂土及人工填土等土。成桩长度可达 25m,桩径可达 60mm。振动沉管灌注桩已大量用于一般的工业与民用建筑,与的传统打入式钢筋混凝土预制桩相比,可以节约 50%的钢筋,在相同 承载力的情况下,造价一般可降低 30%左右。
优缺点:
优点: 与预制桩相比,可节约钢材,降低成本,减少噪音污染,与钻孔桩相比,施工工艺简单,速度快,无排污困扰。
缺点: 只能用于软土地基,桩径小, 单桩承载力 低。
2. 螺旋钻孔压浆成桩
概述
螺旋钻孔压浆桩是用长螺旋钻孔机,一次钻孔至设计的桩端深度,在提钻的同时 向孔内注入按设计要求制备的水泥浆,注浆提钻后,向孔内安放钢筋笼并加入碎石,再经多次补浆面形成的无砂混凝土桩体。
机理及适用范围
加固机理
螺旋钻孔压浆桩成孔过程中,当钻至设计深度时,随着高压水泥浆的注入,在桩 底的土层形成一个扩渗的端部,提高了桩端阻力;随着钻具的提升,孔内被连续注入的高压水泥浆所充填上, 高压水泥浆向孔壁的扩渗作用, 既防止了孔壁坍塌、桩体缩径,又很好的改善了桩间土的物理力学性质,使桩的侧壁摩阻力大大的增强,从而提高了桩体的承载能力。其数值相当于同规格其他桩的的 1.5-2.0 倍。
适用范围
该技术适用于填土、粘性土、粉土、砂土以及碎石类等地层的桩基工程。
优缺点
优点:
1.承载力比同尺寸的钻也桩或预制桩高。
2.施工速度快成桩效率高,比普通桩可提高 50%。
3.无振动、低噪音、无污染适合城市基建及改、扩建工程。
4.在地下水位以下砂、卵石等易塌孔的地层成桩时不需采取专门护壁措施。
缺点:
1.施工不当往往会引起浆液外溢。
2.如水灰比掌握不好可影响桩体质量。
3. 钻孔灌注桩
概述
凡以机械回转钻进成孔,然后向孔中灌筑混凝土或钢筋混凝土所成的桩,都叫做 钻孔灌注桩。按照成孔工艺特点,可分为正循环回转钻进、反循环回转钻进、无 循环螺旋钻进三大类,各大类均有其自身的适用范围及优缺点。
正循环回转钻进成孔工艺:
适用于粘性土、粉土、砂土、碎石类土、强风化岩及软岩等,成桩直径 500- 2200mm。针对不同地层可采取不同钻头钻进,实现不取芯或取芯钻进,钻进效 率高。缺点是在卵漂石层中钻进困难;钻孔直径大时,坍塌地层护壁困难,泥浆 放量大。
反循环回转钻进成孔工艺:
适用于粘性土、粉土、砂土、碎石类土、强风化岩及软岩等,成桩 500-2200mm。 钻进粉细砂、卵砾石、粘性土、粉土效率高、进尺快;可使用清水钻进,靠水柱 压力保持 孔壁稳定 ,排渣彻底、孔底干净、钻进效率高,钻头消耗少,对大口径 较深的孔钻进有利;缺点是对含水层有抽吸作用,水量消耗大,特别是漏水情况 容易引起坍孔。
无循环螺旋钻进成孔工艺
适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,成桩 300-800mm。对均质的粘性土、粉土、砂土钻进效率高,不使用冲洗液,无泥浆 污染、噪音小、振动小,可在狭窄场地施工,成本低,消耗材料少,缺点是不适 宜大粒径卵砾石、漂石、岩石施工。一般桩径较小,单桩承载力低。
机理
尽管灌注桩的构造形式、施工方法与预制桩有大差异,但就其桩的工作基本原理 而言,又有许多共同点,其计算理论和设计方法也是以打入式预制桩的理论为基 础的。
当天然地基上的浅基础沉降量过大或 地基稳定性 不能满足建筑物的要求时, 常采 用桩基础。桩基通常由若干根桩组成,顶部由承台联成一体,构成桩基础,再在 承台上修筑上部建筑。建筑物的荷载通过桩传递到地基土中,以满足建筑物的变 形和稳定性要求。
桩按受力性质可分为端承力和摩擦桩两大类:
端承桩: 建筑物的荷载通过桩传递到坚硬土层或岩层上,桩上的载荷大部分靠桩 端的支承力来承担,桩周土的摩擦力所起作用较小或略而不计。
摩擦桩: 建筑物的荷载通过桩传递到桩周土中及桩端下土中去,桩上的荷载大部 分靠桩表面与土的摩擦力来支承,桩端的支承力较小可略而不计。
优缺点:
优点:
适应性广,适合在各种地层中施工,桩长、桩径选择范围大,单桩承载力高,与 预制桩相比, 可节约钢材, 降低成本, 施工噪音小, 适合在建筑密集的市区施工。
缺点:
施工工艺比较复杂,影响质量的因素较多,施工质量难以控制,排污量大有时难 以处置。
4. 人工挖孔灌注桩
概述
大直径人工挖孔灌注桩,以人工挖掘成孔,配以相应的提升运土工具,达到设计 深度后,下入钢筋笼并灌注混凝土形成的桩。
机理及适用范围
(-)人工挖孔桩是用人力造孔 ,向孔中浇筑混凝土或钢筋混凝土形成的桩,用 以承担上部结构传来的垂直及水平荷载。它同其他灌注桩一样分为端承桩、摩擦桩、摩擦端承桩,上部传来的荷载由桩周土及桩端土来承担。
(二)适用范围
挖孔桩最小直径为 800mm,单桩承载力可达几千 KN,甚至上万 KN,从工程角 度考虑,对于承受较大荷载的一些大型工业建筑和城市高层建(构)筑物,采用 这类桩型能充分发挥大直径灌注桩承载力高的优势。
该桩主要适用于无水或渗水量较小的填土、粘性土、粉土、砂土、风化岩地层。 当穿越流砂、淤泥、松散砂土等易坍塌地层必须采取井壁护圈支护措施。对于地 下水位以下,涌水量大的以及水头压力大和地下有瓦斯、沼气等有害气体的地层 不宜采用这类桩型。
从区域方面来看,由于北方地下水位较低,采用这种桩比南方要多。
优缺点:
(一)优点
近年来,在各类建(构)筑物基础中,应用人工挖孔桩越来越多,这是由于它具 有一系列优点:
1.单桩承载力高,充分发挥桩端土的端承力。单桩可以承受几千 KN 乃至几万 KN 荷载,能满足高层建筑及重型设备基础的需要。嵌入地层一定深度,抗震性 能好。
2.挖孔桩成孔直径,施工时下放钢筋笼方便,桩底虚土厚度清理较彻底,为提高 单桩承载力打下了基础。
3.人工开挖,质量易于保证。在机械成孔困难狭窄地区亦能顺利成孔。
4 当土质复杂时,可以边挖掘边用肉眼验证土质情况。
5.无噪音,无振动,无废泥浆排出等公害。
6.可利用多人同时进行若干根桩施工,桩底部易于扩大。
(二)缺点:
与一般灌注桩相比,挖孔桩存在以下问题:
(1)挖孔桩直径大,每m 3 混凝土所提供的承载力比小直径灌注桩小,因而混凝 土用量较大。
(2)人工消耗较大,人工开挖效率低。
(3)在扩底时往往因支护方案不当,造成扩底部位土层坍方。