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1、    螺桿灌注樁在軟弱地基處理中的應(yīng)用    阮夢(mèng)姣+薛璟摘 要:目前我國(guó)的鐵路和高速公路正朝著高時(shí)速和重荷載方向發(fā)展,建設(shè)中軟弱地基問(wèn)題十分突出。新型螺桿樁由于其環(huán)保節(jié)、地基承載性能良好、沉降量小等優(yōu)勢(shì),逐漸替代了傳統(tǒng)的預(yù)制管樁和灌注樁。螺桿樁施工工藝特殊,其單樁承載力的計(jì)算方法是在普通鉆孔灌注樁和長(zhǎng)螺紋樁單樁承載力計(jì)算的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,本文主要從這兩個(gè)方面分析了螺桿灌注樁的優(yōu)勢(shì),并通過(guò)試樁試驗(yàn)的實(shí)例來(lái)證明了螺桿樁在控制沉降方面的顯著成效。關(guān)鍵詞:螺桿灌注樁;單樁承載力;低應(yīng)變檢測(cè);靜載試驗(yàn)doi:10.16640/ki.37-1222/t.201

2、7.09.0951 引言螺桿樁,也被稱為半螺旋擠孔管內(nèi)泵壓混凝土灌注樁,是螺紋灌注樁的變型體,為部分?jǐn)D土樁。近年來(lái),在鐵路、公路以及高層建筑中應(yīng)用廣泛。螺桿樁的上半部分和一般的灌注樁相同,圓柱形,主要靠樁體側(cè)阻力產(chǎn)生作用。下半部分與螺紋灌注樁一樣,是帶螺紋狀的樁體,樁周的受力通過(guò)螺紋段的葉片從摩擦力變?yōu)榧羟辛?,由樁孔?cè)壁土體的抗剪強(qiáng)度來(lái)體現(xiàn),一旦螺紋段到達(dá)極限狀態(tài),就會(huì)順著螺紋段的外圍產(chǎn)生圓柱狀的剪切滑移面1。螺桿樁在地下水位上下均可進(jìn)行施工,分為素混凝土和鋼筋混凝土螺桿樁,一般可應(yīng)用于抗拔樁基、建筑物抗壓樁基、基坑支護(hù)樁,及橋梁樁等工程領(lǐng)域2 3。2 螺桿樁的優(yōu)勢(shì)2.1 施工工藝(1)樁機(jī)就

3、位,且樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑。(2)對(duì)中調(diào)平,調(diào)平并穩(wěn)固樁基使垂直度偏差小于1%。(3)鉆孔至設(shè)計(jì)深度。下鉆時(shí),樁機(jī)的自控系統(tǒng)會(huì)控制桿件的旋轉(zhuǎn)和下降速度使兩者匹配。速度由慢變快,直至直線段設(shè)計(jì)深度,形成螺紋樁樁段。(4)泵送混凝土。泵送混凝土。當(dāng)鉆頭鉆到了設(shè)計(jì)標(biāo)高以后,樁機(jī)將反向旋轉(zhuǎn)著來(lái)提升鉆桿,同時(shí)泵送混凝土快速填滿螺紋狀空間,提升到螺紋部分頂部的設(shè)計(jì)深度時(shí),在柱狀空間內(nèi)泵壓灌注混凝土。(5)停泵?;炷恋某嗔繎?yīng)該控制在在二十到四十厘米。(6)提出鉆頭。待至鉆孔中心泵壓的混凝土柱狀體成型后,慢慢提出鉆頭。2.2 單樁承載力圖1為沉管灌注樁,螺紋灌注樁,螺桿灌注樁。對(duì)比三者承載性能:a

4、)沉管灌注樁單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值:(1)其中, (2)b)螺紋單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值:(3)c)螺桿樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值:(4)對(duì)比三種樁型單樁豎向極限承載力:將三種樁的剛度進(jìn)行比較,相同條件,利用分層荷載傳遞法計(jì)算得到的樁的剛度與樁的直徑成正比。因此剛度比較:且側(cè)阻力為主的樁,樁身附加應(yīng)力深度方向上減小明顯,而螺桿樁上大下小,符合了附加應(yīng)力的分布規(guī)律。因此通過(guò)比選,既要滿足單樁承載力強(qiáng)度,又要保證樁自身的剛度使其不至于破壞,最合適的樁型是螺桿灌注樁。3 工程應(yīng)用某新建鐵路客運(yùn)專線站前工程,設(shè)計(jì)時(shí)速250km/h,基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)留進(jìn)一步提速條件。鐵路等級(jí)為客運(yùn)專線,正線數(shù)目為雙線,工后沉降

5、控制標(biāo)準(zhǔn)高。路基工程須嚴(yán)格控制地基和路堤的地基加固與填筑施工。本標(biāo)段所在地區(qū)主要為人工填土層,第四系全新統(tǒng)沖洪積層及第四系殘坡積層。標(biāo)段土質(zhì)從上往下依次為淤泥質(zhì)黏土,粉質(zhì)粘土,泥質(zhì)砂巖,下伏基巖巖性主要為褐紅色的強(qiáng)風(fēng)化巖和弱風(fēng)化巖層。且未見(jiàn)明顯地質(zhì)構(gòu)造。試數(shù)量3根,間距按設(shè)計(jì)間距1.7m正方形布樁,試驗(yàn)樁長(zhǎng)10到12.5m,直桿段的長(zhǎng)度不小于總長(zhǎng)1/3。 現(xiàn)場(chǎng)試樁檢測(cè)試驗(yàn)主要包括靜載試驗(yàn)和低應(yīng)變檢測(cè)。螺桿樁設(shè)計(jì)為上部直桿段直徑0.5m,下部螺紋段樁芯直徑0.38m。檢測(cè)結(jié)果如圖2,以1、2號(hào)樁為例,實(shí)測(cè)曲線波形反射很規(guī)則,波列清晰,樁底的反射波明顯,易讀取反射波列到達(dá)時(shí)間,樁身混凝土平均波速較

6、高,輕微縮徑現(xiàn)象可以判斷是由直桿段和螺紋段截面變化所致。施工28天后,對(duì)試樁取芯檢測(cè),樁身砼芯柱狀且完整,膠結(jié)好,表面光滑,斷口吻合,骨料分布均勻,樁底無(wú)沉渣現(xiàn)象,對(duì)砼抽檢抗壓強(qiáng)度在1925之間,屬于完整樁。鉆芯檢測(cè)與反射波檢測(cè)結(jié)果一致。螺桿樁試樁施工28天后,進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)檢測(cè)。用慢速維持荷載法,樁的每級(jí)荷載增量為最大試驗(yàn)荷載的1/10。3號(hào)樁為例,設(shè)計(jì)單樁承載力為1860kn,試驗(yàn)最大荷載是3720kn,按照9級(jí)加壓檢測(cè),初級(jí)荷載20%(747kn),然后按每級(jí)加載10%(372kn)。由圖3可知,q-s曲線,平緩,無(wú)顯著陡降,s-lgt曲線平緩規(guī)則。本次荷載試驗(yàn)最大沉降量14.58 mm,最大回彈量2.93 mm,回彈率20.1% 試樁在最大試驗(yàn)荷載條件下未出現(xiàn)異常情況及明顯沉降,樁基滿足了設(shè)計(jì)承載力的要求。4 結(jié)語(yǔ)螺桿灌注樁相比于普通沉管灌注樁和螺紋灌注樁,在施工工藝方面略有差異。與沉管灌注樁相比,單樁承載力明顯增大,混凝土用量顯著減少,極大地提高了經(jīng)濟(jì)效益。與螺紋灌注樁相比,加大了受壓面積,提高了樁身剛度。螺桿灌注樁是新型樁中性價(jià)比相對(duì)較高的一種樁型。但是目前有關(guān)螺桿樁的研究還不全面,比如在螺桿樁的沉降量計(jì)算和參數(shù)敏感性分析等方面,還需進(jìn)一步的研究探討。參考文獻(xiàn):1彭桂皎,虞鋒,石慶華等.螺桿樁新技術(shù)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用j.地基處理,2006(02)

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