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摘 要： 摘要：用于增大地基承載力鋼管壓縮樁，采用兩端貫通鋼管樁，利用免共振錘將鋼管樁打入地下，通過壓縮管內(nèi)土體，使樁下端土體緊密結(jié)合，加固樁基底部區(qū)域;另外，鋼管樁內(nèi)部土體的壓縮，使土體與鋼管樁內(nèi)壁之間的摩擦力大幅增加，承載和抗拔效果更佳明顯。后期
摘要：用于增大地基承載力鋼管壓縮樁，采用兩端貫通鋼管樁，利用免共振錘將鋼管樁打入地下，通過壓縮管內(nèi)土體，使樁下端土體緊密結(jié)合，加固樁基底部區(qū)域;另外，鋼管樁內(nèi)部土體的壓縮，使土體與鋼管樁內(nèi)壁之間的摩擦力大幅增加，承載和抗拔效果更佳明顯。后期運(yùn)用灌注樁技術(shù)，進(jìn)行混凝土灌注，在混凝土尚未凝固時(shí)，向鋼管樁內(nèi)插入鋼釬，鋼釬的長(zhǎng)度大于鋼管樁內(nèi)混凝土的深度，將混凝土和下放壓縮土體連接，鋼管樁的一體化程度更高，形成錨桿樁的結(jié)構(gòu)形式。
關(guān)鍵詞：土建工程 地基工程 鋼管壓縮樁
1.工程概況
在大型土建工程項(xiàng)目中，往往需要預(yù)先在地下打樁，以加固地上建筑的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的樁基包括灌注樁和預(yù)制樁等，這兩類樁基應(yīng)用廣泛，也是最為常見的。灌注樁系是指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。這類樁基施工技術(shù)成熟，施工簡(jiǎn)單，但是現(xiàn)場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生大量泥漿垃圾，處理難度大，環(huán)保性差，樁底會(huì)有沉渣影響承載力。預(yù)制樁是在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制成的各種材料、各種形式的樁(如木樁、混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、鋼樁等)，用沉樁設(shè)備將樁打入、壓入或振入土中。這類樁基施工技術(shù)難度低，成樁快速，但是預(yù)制樁的擠土效應(yīng)在飽和粘性土中是負(fù)面的，擠土效應(yīng)會(huì)造成周邊房屋、市政設(shè)施受損，不適合在建筑密集的城區(qū)或土質(zhì)松軟的地質(zhì)環(huán)境中作業(yè)。已有的 “鋼管混凝土組合樁及其制造方法、以及用于鋼管混凝土組合樁的鋼管”，在鋼管內(nèi)側(cè)內(nèi)襯或填充有混凝土的鋼管混凝土組合樁，當(dāng)將鋼管的設(shè)計(jì)屈服強(qiáng)度設(shè)為σyd(N/mm2)、將混凝土的壓縮強(qiáng)度設(shè)為σc(N/mm2)時(shí)，滿足325N/mm2<σyd≤5.15σc的關(guān)系。并且，鋼管混凝土組合樁，進(jìn)一步在鋼管徑D(mm)、鋼管板厚t(mm)、混凝土厚R(mm)的關(guān)系中，滿足D/t≤80+80×(2·R/D)1/4的關(guān)系。從而得到使用了屈服強(qiáng)度高的材料時(shí)的最優(yōu)構(gòu)造的鋼管混凝土組合樁。該技術(shù)方案中重點(diǎn)研究了鋼管和混凝土配合使用時(shí)鋼管的理化特性及優(yōu)選參數(shù)，并沒有給出解決前述技術(shù)問題的方案。
2、設(shè)計(jì)方案
鋼管壓縮樁的施工工藝，可在城市中心或土質(zhì)松軟地區(qū)施工，而不會(huì)對(duì)周邊建筑造成影響，還能提高樁基的強(qiáng)度。
2.1鋼管壓縮樁設(shè)計(jì)方案
鋼管壓縮樁的設(shè)計(jì)，包括如下步驟：(1)將樁機(jī)定位至指定位置;(2)用樁機(jī)將鋼管樁打入地下，直至設(shè)計(jì)深度;(3)將鋼管樁內(nèi)的泥土從上向下推擠壓縮;(4)在鋼管樁內(nèi)上部擠壓土壤后形成的空間內(nèi)吊放鋼筋籠，灌入混凝土;(5)混凝土凝固后即可。
本方案設(shè)計(jì)的鋼管壓縮樁的施工工藝，采用了兩端貫通的鋼管樁。在將鋼管樁打入地下后，再從上向下推擠壓縮鋼管樁內(nèi)部的土壤。推擠壓縮后，一方面土壤向下移動(dòng)，相當(dāng)一部分從鋼管樁下端開口逸出，與周圍的土壤緊密結(jié)合，加固了鋼管樁底部區(qū)域，另一方面留在鋼管樁內(nèi)的土壤間隙大大壓縮，土質(zhì)變實(shí)，強(qiáng)度變大，與鋼管樁內(nèi)壁之間的摩擦力大幅增加，使土壤和鋼管樁形成一體化。在此基礎(chǔ)上，再將土壤壓縮后的鋼管樁上部空間放入鋼筋籠加入混凝土，凝固后就形成了強(qiáng)度極高的樁基。由于本工藝在打樁過程中，土壤表層并不受到擠壓，因此不會(huì)對(duì)周邊土壤、建筑物形成推擠效應(yīng)，從而滿足了在建筑密集的城市中心施工的要求;同時(shí)，由于將鋼管樁內(nèi)的土壤推擠壓實(shí)，使鋼管樁底部區(qū)域的土壤都得到了壓實(shí)強(qiáng)化，因此可以在土質(zhì)松軟地區(qū)下作業(yè)。
2.2鋼管壓縮樁設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
(1)樁機(jī)使用的是ICE免共振振動(dòng)錘。使用ICE免共振振動(dòng)錘，在振動(dòng)控制、噪音等方面更加優(yōu)秀，更適合在中心城區(qū)使用;(2)使用的是液壓千斤頂擠壓鋼管樁內(nèi)土壤。液壓千斤頂壓力大，噪音小，可以更輕松的推擠壓縮土壤;(3)鋼管樁的下1/2部分的側(cè)壁上陣列排列的設(shè)有若干通孔。本方案在鋼管樁的下1/2部分的側(cè)壁上設(shè)計(jì)了若干通孔，這些通孔在推擠壓縮土壤的時(shí)候，可以將鋼管樁內(nèi)的部分土壤沿通孔溢出至鋼管樁管壁外，將內(nèi)部推擠壓縮的力量傳遞至通孔外，使通孔外的區(qū)域內(nèi)的土壤也被壓實(shí)，從而形成包圍在鋼管樁的下1/2部分外側(cè)的堅(jiān)固的外層土壤團(tuán)，對(duì)強(qiáng)化樁基非常有利;(4)在混凝土尚未凝固時(shí)，向鋼管樁內(nèi)插入鋼釬，鋼釬的長(zhǎng)度大于鋼管樁內(nèi)混凝土的深度，鋼釬的插入方向與鋼管樁的軸向重合;插入后，鋼釬的上端與鋼管樁的上端等高。本方案在鋼管樁內(nèi)插入了一根鋼釬，用來將鋼管樁內(nèi)部上方的混凝土和下方的壓縮土壤進(jìn)一步連接起來，使鋼管樁的一體化程度更高。鋼釬可以是一根，也可以是數(shù)根。如果是數(shù)根的，也可以在鋼管樁的內(nèi)徑截面范圍內(nèi)陣列式均布;(5)鋼釬的長(zhǎng)度大于鋼管樁的高度。將鋼釬的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為大于鋼管樁的高度，就使鋼釬可以插入鋼管樁底部以下的土壤中，進(jìn)一步強(qiáng)化鋼管樁和底部土壤的結(jié)合效果，提高強(qiáng)度。
附圖說明
圖1是本技術(shù)的鋼管樁的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 是本技術(shù)的打樁步驟的示意圖。
圖3是本技術(shù)的鋼管樁內(nèi)土壤推擠壓縮步驟的示意圖。
圖4是本技術(shù)的鋼管樁內(nèi)上部空間內(nèi)放鋼筋籠、灌混凝土及插鋼釬步驟的示意圖。
圖5是本技術(shù)的鋼管壓縮樁的成品狀態(tài)示意圖。
其中：1鋼管樁，2樁機(jī)，3液壓千斤頂，4混凝土，5鋼筋籠，6鋼釬，11通孔，71鋼管樁內(nèi)被壓縮的土壤，72鋼管樁外被壓縮的土壤。
3、施工方法
鋼管壓縮樁的施工工藝。該工藝包括如下步驟：(1)將樁機(jī)定位至指定位置;(2)用樁機(jī)將鋼管樁1打入地下，直至設(shè)計(jì)深度;參考附圖2所示;(3)將鋼管樁內(nèi)的泥土從上向下推擠壓縮; (4)在鋼管樁內(nèi)上部擠壓土壤后形成的空間內(nèi)吊放鋼筋籠，灌入混凝土，在混凝土尚未凝固時(shí)，向鋼管樁內(nèi)插入鋼釬，鋼釬的長(zhǎng)度大于鋼管樁的長(zhǎng)度，鋼釬的插入方向與鋼管樁的軸向重合，插入后，鋼釬的上端與鋼管樁的上端等高; (5)混凝土凝固后即可。
(6)樁機(jī)使用ICE免共振振動(dòng)錘;液壓千斤頂擠壓鋼管樁內(nèi)土壤;(7)鋼管樁的下1/2部分的側(cè)壁上陣列排列的設(shè)有若干通孔。
鋼管壓縮樁的施工工藝，使用下半截帶通孔的鋼管樁，在推擠壓縮土壤時(shí)，可以將壓縮力傳遞至鋼管樁通孔外側(cè)，使鋼管樁內(nèi)被壓縮的土壤和鋼管樁外被壓縮的土壤緊密的結(jié)合在一起，而且鋼管樁外被壓縮的土壤不僅僅在鋼管樁底部開口位置附近，還包覆在鋼管樁下半部分外圍。使用了鋼釬，從上向下插入鋼管樁，將鋼管樁內(nèi)上部的混凝土、下部的壓縮的土壤和鋼管樁底部下方的壓縮的土壤都一體化的結(jié)合在一起，提高了樁基的強(qiáng)度。由于本工藝全程不擠壓打樁位置附近的表層土壤，因此不會(huì)對(duì)周邊建筑產(chǎn)生影響，特別適合城市中心或者土壤松軟地區(qū)的施工。
結(jié)束語：
鋼管壓縮樁采用錨桿樁結(jié)構(gòu)形式，在鋼管中插入鋼釬，來將鋼管樁內(nèi)部上方的混凝土和下方的壓縮土壤進(jìn)連接起來，使鋼管樁的一體化程度更高，形成大型壓縮錨桿樁，樁基承載力符合要求的同時(shí)，具有更好的抗拔效果。本技術(shù)解決傳統(tǒng)樁基工藝成樁質(zhì)量和環(huán)保性差的問題，能夠以錨桿樁的形式提高整體抗拔效果，通過壓縮土體，保證承載力的同時(shí)，減少混凝土和鋼筋的投入，節(jié)約了成本，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益明顯，具有廣闊的市場(chǎng)前景。——論文作者：王瑞 1 王曉臻 2
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