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鋼筋混凝土擠擴(kuò)支盤樁就技術(shù)及實(shí)例分析鋼筋混凝土擠擴(kuò)多分支承力盤灌注樁(以下簡稱支盤樁)由主樁、底盤、中盤、頂盤及數(shù)個分支所組成。根據(jù)地質(zhì)情況在硬土層中設(shè)備分支及承力盤。支盤樁通過液壓擠擴(kuò),對各分支和承力盤周圍土體施以三維靜壓擠擴(kuò)支盤樁空腔,經(jīng)擠密的周圍土體與空腔內(nèi)灌注的砼樁身、支盤緊密地結(jié)合為一體,發(fā)揮了樁土共同承力的作用。支盤樁承力盤盤勁較大,600mm-1000mm的主樁,盤徑可達(dá)標(biāo)500mm-2000mm。其面積為主樁截面的3.556倍,若加上各盤環(huán)和各分支的面積和可多達(dá)20倍。對鉆孔樁而言,支盤樁的樁身結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本改變,其成樁工藝和設(shè)備也為之一新,變革結(jié)果是樁基“家族產(chǎn)生了新成員擠擴(kuò)支盤樁。一、支盤樁的特點(diǎn)和優(yōu)勢(1)能充分利用樁身上下各部位的硬土層,從而改變了普通等直徑鉆孔灌注樁(以下簡稱直孔樁)的受力機(jī)理。變摩擦端承裝,這樣的樁基基礎(chǔ)會使建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐震,沉降變形更小。一般來說,直孔樁的破壞形式為剪切刺入型,而擠擴(kuò)多支盤樁則為漸進(jìn)壓縮型;(2)多支盤樁是一種較好的樁型,與直孔樁相比,有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。其單方混凝土承載力為相應(yīng)的直孔樁的2倍以上;(3)成樁工藝適用范圍廣,即適用與泥漿護(hù)壁成孔工藝、干作業(yè)成孔工藝、水泥注漿壁成孔工藝和重錘搗擴(kuò)成孔工藝等;(4)適應(yīng)性強(qiáng),可在多種土層中成樁,不受地下水位高低限制,可根據(jù)承載力的需要,充分利用硬土層,采用增設(shè)分支和承力盤數(shù)量以提高單樁承載力(豎向抗壓承載力、水平承載力、抗拔承載力),樁身穩(wěn)定性以及抗震性能;擴(kuò)擠支盤樁在內(nèi)陸沖積、洪積平原及沿海河口部位的海陸交替積三角洲平原下的硬塑粘性土、密實(shí)土粉、粉細(xì)砂層均適合作支盤樁基的持力層,如天津、上海、蘇州軟土下的上述地層。支、盤位置恰當(dāng),支盤樁能充分利用各持力層使單樁承載力得以充分發(fā)揮。1530層高層層建筑最適合使用支盤樁基。大型工業(yè)廠房、水塔、煙囪、電廠冷卻塔、水廠清水池、市政立交橋、復(fù)合地基、基坑支護(hù)等均可采用支盤樁基。(5)具有顯著的低公害性能,與打入式預(yù)制柱相比,施工低噪音、低震動;與普通泥漿護(hù)壁直孔樁完成的等值承載力相比,成孔后排泥(土)即泥漿排放量顯著減少;(6)生產(chǎn)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。擠擴(kuò)支盤樁單方承載力是普通灌裝樁的2倍以上。且由于單樁承載力大,在荷載相同的情況下,可比普通灌裝樁縮短柱長、減小樁徑或者減少樁柱,乃至減小承臺尺寸,因此能節(jié)省投資、縮短工期。通??梢怨?jié)約基礎(chǔ)費(fèi)用約20%,縮短工期25%左右。二、支盤樁工程實(shí)例分析中國人民銀行191工程場地坐落在河西區(qū)梅江道北側(cè)原紅旗運(yùn)輸場內(nèi),是由中國人民銀行總行投資的重點(diǎn)庫。根據(jù)工程使用特點(diǎn),采用無漆樓蓋框一剪結(jié)構(gòu)體系,柱網(wǎng)8x8m,層高5m共5層。本工程結(jié)構(gòu)自重較大,活荷載每層5035KN/m。計算柱下荷載設(shè)計值均在20000KN以上。根據(jù)勘察報告提供,本工程場地為近10年填墊的水坑,大部分深7m左右,雜填工業(yè)廢料、鋼渣、生活垃圾等,土性極差。其下各層土為粉質(zhì)粘土、粉土等,各種物理、力學(xué)性能還在依次漸好。以下7b(Q3eal)為粉細(xì)砂,坑深25.827.5m,厚度68m,屬低壓縮土分布穩(wěn)定。其下為粘土粉土層。其中9b(Q3eal)粉土層,坑深40.241.3m,厚度1.73.3m,屬低壓縮土??辈靾蟾娼ㄗh以此二層土做樁尖持力層。設(shè)計采用9b粉土層為普通鉆孔灌注樁持力層,樁徑1000,有效樁長41m,計算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為6510KN。根據(jù)上部荷載柱下采用5根樁承載力偏低,而采用6根樁布樁不理想,且承臺需要面積較大、較厚。計算需要布樁約220多根??傮w分析此種基礎(chǔ)設(shè)計比較浪費(fèi),且受力狀態(tài)不好,樁端持力層部分較薄不理想。經(jīng)過認(rèn)真研究,多方案比較及深入調(diào)研決定采用支盤樁做為本工程樁基。支盤樁是近年來在第一代、第二代支盤樁基礎(chǔ)上發(fā)展的多支節(jié)擠擴(kuò)灌注樁。其擠擴(kuò)裝置主要由三岔弓壓臂,液壓定位裝置,電腦液壓控制站組成。三維成型的承力腔盤,各方位的改進(jìn),明顯改善了擠擴(kuò)成型效果,增加土的密度性。本工程選支盤樁是在天津首次應(yīng)用。設(shè)計充分利用上部較好的粉土層及7b粉細(xì)砂層作支盤持力層,縮短樁長,提高單樁承載力。設(shè)計樁徑為700。有樁長L=30m,在6(Q4al)粉土層,7a(Q3eal)粉土,粉砂層及7b粉砂層依次做三個支盤,支盤外徑1400,計算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為6900KN,設(shè)計值為4100KN。柱下布置五樁,樁距2.1米,承臺截面4.3*4.3*1.5立方米。設(shè)計布莊203根,減少了布莊量大大降低了樁身的混凝土及鋼材用量。充分利用地基的有力作用,滿足設(shè)計要求。因工程工期要求很緊及應(yīng)甲方要求,本工程三組靜力試樁僅采用一根為存破壞試樁,其它二組及加樁均為工程樁。試樁結(jié)果破壞試樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到8200KN以上(因錨鋼筋拉斷而來繼續(xù)進(jìn)行),其它二組部分試樁設(shè)計要求加壓至7600KN,其降值為17mm,靜力試樁結(jié)果較大的超出樁承載力設(shè)計值。本工程還進(jìn)行了10個20根高應(yīng)變力檢測及40%80根低應(yīng)變動力樁測。高應(yīng)變測試報告提供極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為78206330KN,平均7149KN(極差為21%),高出設(shè)計要求,根據(jù)研究及實(shí)驗(yàn)檢測,多次擠擴(kuò)柱的受力特點(diǎn)是自上而下個承力盤發(fā)揮作用,高應(yīng)變動檢測在多個支盤作用下,最底盤的承載力不能充分顯示,故提供極限承載力標(biāo)準(zhǔn)一般偏低。通過試樁展示支盤樁質(zhì)量可靠,提高承載力性能效果顯著。根據(jù)本工程的應(yīng)用及檢測結(jié)果,驗(yàn)證了支盤樁具有較突出的以下優(yōu)點(diǎn):1、單樁承載力高。其可以充分利用發(fā)揮樁身上下各部位的硬土層的作用,并可利用支盤調(diào)整設(shè)計所需的承載力達(dá)到優(yōu)化設(shè)計。2、節(jié)省成本,縮短工期??倶稊?shù)減少,在工程中減少20多根。每根支盤樁的混凝土、鋼材用量大幅降低。采用上述普通鉆孔灌注樁砼用量每根樁近35.4立方米(充盈系數(shù)1.1),鋼筋1620,支盤柱每根砼用量約為16.65立方米(充盈系數(shù)1.1),鋼筋1018,材料節(jié)省近50%,考慮擠擴(kuò)技術(shù)因素,僅樁基本一項(xiàng)可節(jié)省造價30%以上。3、擠擴(kuò)腔穩(wěn)定不塌,孔底土可用油壓加以壓實(shí),以便更好地保證成樁質(zhì)量及承載力。4、施工過程可以由各種傳感器測試數(shù)據(jù)加以控制,擠擴(kuò)效率高。在本工程樁基的選型
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