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【摘 要】通过挤扩支盘桩在种分槽项目的应用,对挤扩支盘桩的特征及质量控制要点进行阐述,同普通灌注桩作了分析对比。挤扩支盘桩是通过专用液压挤扩设备改变桩的截面,有效发挥桩土共同承载作用的一种新型灌注桩,能提高桩的承载力,较大幅度降低工程造价,缩短工期,必将得到广泛的应用与发展。
【关键词】挤扩支盘桩;应用;机理;质量控制
Application of Squeezed branch pile set
Liu Xi-wu
(Shandong Aluminum company Zibo Shandong 255052)
【Abstract】The squeezed branch pile in the trough of the project sub-species of the application of squeezed branch pile of features and elements of quality control, with an analysis of the general contrast pile. Squeezed branch pile is squeezed through a dedicated hydraulic equipment to change the cross-section piles, pile-soil play an effective role in carrying a new type of pile, can improve the bearing capacity of piles, representing a significant reduction in project cost and shorten the construction period will will be a wide range of applications and development.
【Key words】Squeezed branch pile; Application; Mechanism; Quality control
1. 工程概况
某氧化铝扩建工程种分槽项目,由八台种分槽相连组成,最高槽高度41.6米,槽子直径16米,每台种分槽基础混凝土承台直径17.6米,原设计方案基础采用普通钻孔灌注桩,桩长23米,入岩深度1.5米,桩径600mm,桩数392根。根据岩土工程地质报告,场地地层主要由第四系人工填土、粘性土、石碳系砂及页岩等组成,建筑场地类别为Ⅱ级,为中软场地土,场地地下水埋深0.4～3.53米,水位标高57.62～59.11米,对混凝土有腐蚀性。
2. 挤扩支盘桩方案的选择
种分槽荷载较大,设计要求单桩竖向承载力特征值不低于2800KN,拟建场地地基土工程性质较差,而且是在拆除原有建筑物上,场地异常狭小且地下情况较为复杂。若用普通钻孔灌注桩,施工难度很大,而且工期将会大大增加。综合考虑挤扩支盘桩能够提高单桩承载力,缩短工期,经设计单位计算,该项目选用了桩径为600mm,桩长16.6m,二个承力盘,一组十字分支的挤扩支盘桩方案。
3. 挤扩支盘桩概述
挤扩支盘桩是在原有等截面钻孔灌注桩的基础上发展而来的一种新技术。在普通钻孔灌注桩桩身的基础上通过采用仿生原理,增设了挤扩支盘的多级扩头,桩的竖向荷载传递路线就产生了变化,它既具有钻孔灌注桩特征,但其桩身形态又不同于钻孔灌注桩,它的成桩工艺和设备有其独到之处,是一种科学的、具有独特特色的新桩型,这种由于改变桩体的形状而产生的一种新型桩称为多节挤扩支盘灌注桩,简称挤扩支盘桩。挤扩支盘桩由主桩、底盘、中盘、顶盘及数个分支所组成。根据地质情况,在硬土层中设置分支或承力盘,用专用设备通过液压挤扩,对各分支和承力盘周围土体施以三维静压,在支盘挤成空腔同时也把周围的土挤密,这样就与钢筋混凝土桩身、支盘紧密的结合为一体,发挥了桩土共同承载的作用。
4. 挤扩支盘桩的机理特征
挤扩支盘桩是用特制的挤扩设备在原来普通灌注桩的基础上增加底部扩大头和中间的挤盘来提高承载力的。扩底支盘成型设备用液压传动原理及自动控制技术研制而成,能够在水下按设计要求完成扩底及支盘的挤扩成型施工。挤扩支盘灌注桩和普通灌注桩相比具有明显的优越性,由于挤扩支盘的作用,能有效地提高桩基承载力、减少沉降、增加桩基安全、降低工程造价。具体有如下特征:
(1)挤扩支盘桩可利用沿桩身不同部位的硬土层来设置承力盘及分支,将磨擦桩改为变截面的多支点磨擦端承桩,桩基会更稳定,抗震性好,沉降变形更小。
(2)挤扩支盘桩对分支或承力盘周围土体进行了挤密加固,提高了地基的承载力和桩侧摩阻力,所以大大提高了单桩承载力。
(3)挤扩支盘桩由于单桩承载力提高,在负荷相同的情况下,可比普通钻孔灌注桩缩短桩长,减少桩径或减少桩数,施工方便。从而大大减少工程材料用量,使得工期缩短,造价减少,所以有着显著的经济效益。
(4)挤扩支盘桩对不同土质的适应性强,对硬塑粘土、粉细砂层或中粗砂层等,均适合作支盘桩持力层。对于淤泥质软土地区,河漫滩和黄河冲积层等采用这种桩型能起到其他类型桩无法相比的效果。
(5)成桩工艺适用范围广,可用于泥浆护壁成孔工艺、干作业成孔工艺和重锤冲击等多种成孔工艺。
5. 施工质量控制要点
该项目第一次使用挤扩支盘桩,从业主到监理单位、施工单位都非常重视质量控制。在施工前制订了质量控制点,精心施工,很好的保证了施工质量。2008年12月进行桩载试验,经三根试桩静载荷试验结果,承载力标准值>3000KN,沉降量小,完全符合质量标准和设计要求。在施工中我们总结出以下施工控制要点:
(1)控制好放线和定桩位。在钻孔机安装,钢筋笼运输及混凝土浇筑时,均应注意保护好现场的轴线桩、高程桩,并应经常予以校核。
(2)桩的承载力的60%由支盘承担,挤扩支盘的质量好坏直接影响成桩的质量,所以挤扩支盘桩的质量控制关键是支盘质量的控制。支盘必须放置在设计选用的持力层位,严禁将支盘设在软土区,同时盘体直径是保证成盘质量的一个重要指标,可使用井径仪进行检查。
(3)挤扩成支盘过程中泥浆的体积下降,一定程度上反映成支盘的质量与体积,要求泥浆面有明显下降。支盘成型机离孔后,应及时清除孔口拖带泥皮、泥块,防止回落,并立即补充泥浆,保持水头压力。
(4)支盘挤扩成型的首次压力值。支盘机最初张开需要最大压力,该压力预估值应由勘察报告的土层情况、施工人员的经验和试桩成孔的数据综合确定。
(5)支盘挤扩结束后,要立即投放钢筋笼、二次清孔、灌注混凝土,不得中途停顿,防止塌孔。
(6)浇筑混凝土时要求导管离孔底不得大于0.5m,混凝土初灌量要求混凝土面高出底盘顶1m以上。
(7)每根桩的支盘成型过程中由专业人员详细记录起止时间、挤扩压力以及一些特殊情况的发生经过和处理措施。
6. 结论
种分槽项目通过采用挤扩支盘桩,由原来的392根600mm普通灌注桩,桩长23米,改为272根600mm挤扩支盘桩,桩长16.6米。与原方案相比,挤扩支盘桩节约了大量砼及钢筋材料,桩基础造价减少34.1%,同时,由于减少了桩数及钻孔深度,从而显著地提高了施工速度,桩基施工工期缩减了16天,取得了良好的效果。
挤扩支盘桩是通过改进成桩工具,以达到改善桩受力和作用机理为目的的新型桩基,这一工法的出现弥补了普通灌注桩、预制桩等多种缺欠,能大大提高单桩竖向承载力,沉降变形小,有效缩短工期,大幅度降低工程造价,而且工程质量稳定,使桩基技术大大向前发展。总之,挤扩支盘桩,为桩基工程提供一种新手段、新方法,能适应更复杂的建筑工程要求,今后必将得到广泛的应用与发展。
[文章编号]1006-7619(2009)07-07-533
【关键词】挤扩支盘桩;应用;机理;质量控制
Application of Squeezed branch pile set
Liu Xi-wu
(Shandong Aluminum company Zibo Shandong 255052)
【Abstract】The squeezed branch pile in the trough of the project sub-species of the application of squeezed branch pile of features and elements of quality control, with an analysis of the general contrast pile. Squeezed branch pile is squeezed through a dedicated hydraulic equipment to change the cross-section piles, pile-soil play an effective role in carrying a new type of pile, can improve the bearing capacity of piles, representing a significant reduction in project cost and shorten the construction period will will be a wide range of applications and development.
【Key words】Squeezed branch pile; Application; Mechanism; Quality control
1. 工程概况
某氧化铝扩建工程种分槽项目,由八台种分槽相连组成,最高槽高度41.6米,槽子直径16米,每台种分槽基础混凝土承台直径17.6米,原设计方案基础采用普通钻孔灌注桩,桩长23米,入岩深度1.5米,桩径600mm,桩数392根。根据岩土工程地质报告,场地地层主要由第四系人工填土、粘性土、石碳系砂及页岩等组成,建筑场地类别为Ⅱ级,为中软场地土,场地地下水埋深0.4～3.53米,水位标高57.62～59.11米,对混凝土有腐蚀性。
2. 挤扩支盘桩方案的选择
种分槽荷载较大,设计要求单桩竖向承载力特征值不低于2800KN,拟建场地地基土工程性质较差,而且是在拆除原有建筑物上,场地异常狭小且地下情况较为复杂。若用普通钻孔灌注桩,施工难度很大,而且工期将会大大增加。综合考虑挤扩支盘桩能够提高单桩承载力,缩短工期,经设计单位计算,该项目选用了桩径为600mm,桩长16.6m,二个承力盘,一组十字分支的挤扩支盘桩方案。
3. 挤扩支盘桩概述
挤扩支盘桩是在原有等截面钻孔灌注桩的基础上发展而来的一种新技术。在普通钻孔灌注桩桩身的基础上通过采用仿生原理,增设了挤扩支盘的多级扩头,桩的竖向荷载传递路线就产生了变化,它既具有钻孔灌注桩特征,但其桩身形态又不同于钻孔灌注桩,它的成桩工艺和设备有其独到之处,是一种科学的、具有独特特色的新桩型,这种由于改变桩体的形状而产生的一种新型桩称为多节挤扩支盘灌注桩,简称挤扩支盘桩。挤扩支盘桩由主桩、底盘、中盘、顶盘及数个分支所组成。根据地质情况,在硬土层中设置分支或承力盘,用专用设备通过液压挤扩,对各分支和承力盘周围土体施以三维静压,在支盘挤成空腔同时也把周围的土挤密,这样就与钢筋混凝土桩身、支盘紧密的结合为一体,发挥了桩土共同承载的作用。
4. 挤扩支盘桩的机理特征
挤扩支盘桩是用特制的挤扩设备在原来普通灌注桩的基础上增加底部扩大头和中间的挤盘来提高承载力的。扩底支盘成型设备用液压传动原理及自动控制技术研制而成,能够在水下按设计要求完成扩底及支盘的挤扩成型施工。挤扩支盘灌注桩和普通灌注桩相比具有明显的优越性,由于挤扩支盘的作用,能有效地提高桩基承载力、减少沉降、增加桩基安全、降低工程造价。具体有如下特征:
(1)挤扩支盘桩可利用沿桩身不同部位的硬土层来设置承力盘及分支,将磨擦桩改为变截面的多支点磨擦端承桩,桩基会更稳定,抗震性好,沉降变形更小。
(2)挤扩支盘桩对分支或承力盘周围土体进行了挤密加固,提高了地基的承载力和桩侧摩阻力,所以大大提高了单桩承载力。
(3)挤扩支盘桩由于单桩承载力提高,在负荷相同的情况下,可比普通钻孔灌注桩缩短桩长,减少桩径或减少桩数,施工方便。从而大大减少工程材料用量,使得工期缩短,造价减少,所以有着显著的经济效益。
(4)挤扩支盘桩对不同土质的适应性强,对硬塑粘土、粉细砂层或中粗砂层等,均适合作支盘桩持力层。对于淤泥质软土地区,河漫滩和黄河冲积层等采用这种桩型能起到其他类型桩无法相比的效果。
(5)成桩工艺适用范围广,可用于泥浆护壁成孔工艺、干作业成孔工艺和重锤冲击等多种成孔工艺。
5. 施工质量控制要点
该项目第一次使用挤扩支盘桩,从业主到监理单位、施工单位都非常重视质量控制。在施工前制订了质量控制点,精心施工,很好的保证了施工质量。2008年12月进行桩载试验,经三根试桩静载荷试验结果,承载力标准值>3000KN,沉降量小,完全符合质量标准和设计要求。在施工中我们总结出以下施工控制要点:
(1)控制好放线和定桩位。在钻孔机安装,钢筋笼运输及混凝土浇筑时,均应注意保护好现场的轴线桩、高程桩,并应经常予以校核。
(2)桩的承载力的60%由支盘承担,挤扩支盘的质量好坏直接影响成桩的质量,所以挤扩支盘桩的质量控制关键是支盘质量的控制。支盘必须放置在设计选用的持力层位,严禁将支盘设在软土区,同时盘体直径是保证成盘质量的一个重要指标,可使用井径仪进行检查。
(3)挤扩成支盘过程中泥浆的体积下降,一定程度上反映成支盘的质量与体积,要求泥浆面有明显下降。支盘成型机离孔后,应及时清除孔口拖带泥皮、泥块,防止回落,并立即补充泥浆,保持水头压力。
(4)支盘挤扩成型的首次压力值。支盘机最初张开需要最大压力,该压力预估值应由勘察报告的土层情况、施工人员的经验和试桩成孔的数据综合确定。
(5)支盘挤扩结束后,要立即投放钢筋笼、二次清孔、灌注混凝土,不得中途停顿,防止塌孔。
(6)浇筑混凝土时要求导管离孔底不得大于0.5m,混凝土初灌量要求混凝土面高出底盘顶1m以上。
(7)每根桩的支盘成型过程中由专业人员详细记录起止时间、挤扩压力以及一些特殊情况的发生经过和处理措施。
6. 结论
种分槽项目通过采用挤扩支盘桩,由原来的392根600mm普通灌注桩,桩长23米,改为272根600mm挤扩支盘桩,桩长16.6米。与原方案相比,挤扩支盘桩节约了大量砼及钢筋材料,桩基础造价减少34.1%,同时,由于减少了桩数及钻孔深度,从而显著地提高了施工速度,桩基施工工期缩减了16天,取得了良好的效果。
挤扩支盘桩是通过改进成桩工具,以达到改善桩受力和作用机理为目的的新型桩基,这一工法的出现弥补了普通灌注桩、预制桩等多种缺欠,能大大提高单桩竖向承载力,沉降变形小,有效缩短工期,大幅度降低工程造价,而且工程质量稳定,使桩基技术大大向前发展。总之,挤扩支盘桩,为桩基工程提供一种新手段、新方法,能适应更复杂的建筑工程要求,今后必将得到广泛的应用与发展。
[文章编号]1006-7619(2009)07-07-533