2021-11-29 2012 0
樁按施工方法不同,可分為預(yù)制樁(預(yù)應(yīng)力管樁)和灌注樁(鉆孔灌注樁)。兩者都是廣泛運(yùn)用于土質(zhì)軟弱且埋藏較厚的地基中,具有承載力高、穩(wěn)定性好、沉降小、耗材少等特點(diǎn),可以有效滿足建筑物對(duì)地基強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定性的要求。兩種樁型各具特點(diǎn),不同的施工方法,采用的機(jī)械設(shè)備和施工工藝不同,樁與土的作用機(jī)理也不同,適用范圍有所不同。本文將對(duì)這兩種樁型進(jìn)行對(duì)比,分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性,從而確定是選擇預(yù)應(yīng)力管樁還是鉆孔灌注樁。

△ 預(yù)應(yīng)力管樁是采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝、摻加高效減水劑、高速離心蒸汽養(yǎng)護(hù)成型法制成的一種空心筒體細(xì)長(zhǎng)混凝土預(yù)制構(gòu)件,主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等組成。

△ 鉆孔灌注樁是在工程現(xiàn)場(chǎng)通過利用鉆孔機(jī)具在土中鉆進(jìn),邊破碎土體邊出土渣而成孔,然后在樁孔內(nèi)放置鋼筋骨架,再灌注混凝土而做成的樁。
本文從樁的作用機(jī)理、建設(shè)條件、施工工藝、建設(shè)成本等角度對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁與鉆孔灌注樁的對(duì)比分析
從作用機(jī)理角度來看
預(yù)應(yīng)力管樁是通過打入或壓入地基內(nèi)達(dá)到所需的深度,在沉樁過程中,周圍土體受到樁體的擠壓作用,導(dǎo)致短期內(nèi)孔隙水壓力上升,使土體隆起并向側(cè)向擠壓,使應(yīng)力影響范圍內(nèi)的已有建(構(gòu))筑物及道路等產(chǎn)生變形,甚至破壞。同時(shí)還會(huì)對(duì)已施工完畢的工程樁產(chǎn)生擠壓,使之產(chǎn)生偏移、上浮等現(xiàn)象。
鉆孔灌注樁采用干作業(yè)法或泥漿護(hù)壁法成孔,在成孔與成樁的過程中對(duì)周圍的樁間土沒有擠壓作用,不會(huì)引起土體中超孔隙水壓力的增長(zhǎng),因而樁的施工不會(huì)不會(huì)危及周圍相鄰建(構(gòu))筑物及道路的安全。因此,鉆孔灌注樁相比預(yù)應(yīng)力管樁具有無振動(dòng)、無擠土影響、對(duì)周圍建筑物影響小等特點(diǎn),但樁身混凝土強(qiáng)度較低,單樁承載力較低,沉降量較大。
從建設(shè)條件角度來看
預(yù)應(yīng)力管樁適用于地基土質(zhì)為軟土、砂性土、塑性土、粉土、細(xì)砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石類土,不易穿透較厚的砂土等硬夾層,只能進(jìn)入砂、礫、硬黏土、強(qiáng)風(fēng)化巖層等堅(jiān)實(shí)持力層不大的深度。當(dāng)遇砂層、孤石等沉樁困難時(shí),可采用引孔措施。采用打入或靜壓預(yù)應(yīng)力管樁,以強(qiáng)風(fēng)化巖層為樁基持力層時(shí),樁身穿越的大部分為軟弱土、粘性土及全風(fēng)化巖層,整體來說沉樁阻力不大。如局部殘積層及全風(fēng)化層中分布規(guī)律的孤石,在成樁過程中可能造成一定的困難。由于施工需要有振動(dòng)沉樁錘、起重設(shè)備等大型機(jī)具,因此所需施工場(chǎng)地較大。
鉆孔灌注樁適用于各種砂性土、黏性土,也適用于碎、卵石類土層和巖層。但對(duì)淤泥及可能發(fā)生流砂或承壓水的地基,施工較困難。因此,鉆孔灌注樁相比預(yù)應(yīng)力管樁具有施工設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、不受場(chǎng)地狹小限制等特點(diǎn),但施工工期較長(zhǎng),施工質(zhì)量不如預(yù)應(yīng)力管樁穩(wěn)定。
從施工工藝角度來看
預(yù)應(yīng)力管樁的施工工藝為:測(cè)量定位→樁機(jī)就位、對(duì)中→壓樁→接樁→送樁或截樁→靜壓樁到設(shè)計(jì)高程。
(1)測(cè)量定位:施工前放好軸線和每一個(gè)樁位,并涂上油漆使標(biāo)志明顯。
(2)樁機(jī)就位、對(duì)中:通過壓樁機(jī)啟動(dòng)縱向和橫向行走油缸,將樁尖對(duì)準(zhǔn)樁位。開動(dòng)壓樁油缸將樁壓入土中,待樁下沉達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,調(diào)正樁在兩個(gè)方向的垂直度。
(3)壓樁:通過夾持油缸將樁夾緊,然后使壓樁油缸伸程,將壓力施加到樁上。
(4)接樁:樁的單節(jié)長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)設(shè)備條件和施工工藝確定。當(dāng)樁貫穿的土層中夾有薄層砂土?xí)r,確定單節(jié)樁的長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)避免樁端停在砂土層中進(jìn)行接樁。當(dāng)下一節(jié)樁壓到露出地面0.8~1.0m時(shí),便可接上一節(jié)樁。
(5)送樁或截樁:如果樁頂接近地面,而壓樁力尚未達(dá)到規(guī)定值,可以送樁。如果樁頂高出地面一段距離,而壓樁力已達(dá)到規(guī)定值時(shí)則要截樁,以便壓樁機(jī)移位。
(6)壓樁結(jié)束:當(dāng)壓力表讀數(shù)達(dá)到預(yù)先規(guī)定值時(shí),便可停止壓樁。
鉆孔灌注樁的施工工藝為:鉆孔樁施工流程:樁位放樣→鋼護(hù)筒埋設(shè)→泥漿系統(tǒng)布置→樁機(jī)就位→鉆孔→清孔→裝吊鋼筋骨架→灌注水下砼→樁基施工完畢,拆卸鉆機(jī)。
(1)樁位放樣:采用丈量法進(jìn)行樁位測(cè)放,在施工期內(nèi)對(duì)測(cè)量基線予以保護(hù)及定期復(fù)核,以保證測(cè)量控制精度符合設(shè)計(jì)要求。
(2)鋼護(hù)筒埋設(shè):根據(jù)樁位,使護(hù)筒中心和樁中心重合,偏差小于50mm。護(hù)筒與坑壁之間用粘性土填實(shí),確保護(hù)筒位置的準(zhǔn)確及穩(wěn)定,再次校正護(hù)筒中心偏差,并用水平尺校核護(hù)筒的垂直度,使護(hù)筒達(dá)到水平牢固。
(3)泥漿循環(huán)系統(tǒng)布置:配備沉淀池、循環(huán)池進(jìn)行泥漿凈化后流回孔內(nèi),確保終孔后灌注前孔內(nèi)泥漿各項(xiàng)指標(biāo)的要求。
(4)鉆機(jī)就位:鉆機(jī)就位底座應(yīng)墊牢,用水平尺對(duì)機(jī)座底架進(jìn)行水平調(diào)整,直至鉆架垂直地面,天車吊輪、回鉆盤和鉆頭與樁位四點(diǎn)中心到同一鉛垂線上。
(5)鉆孔:成孔施工時(shí),鉆具(鉆頭、主動(dòng)鉆桿和副鉆桿)要保證垂直度、同心度和連接時(shí)整合可靠,以防止孔斜和鉆具脫落的事故發(fā)生。鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)標(biāo)高終孔時(shí),應(yīng)保持鉆機(jī)空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺10分鐘,直至泥漿指標(biāo)達(dá)到一次清孔要求。
(6)清孔:除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿,以保證灌注的鋼筋混凝土質(zhì)量,確保樁的承載力。
(7)裝吊鋼筋骨架:鋼筋籠在吊運(yùn)過程中,由于其在縱向抗彎能力較差,必要時(shí)在籠內(nèi)加支撐,以提高籠的剛性。當(dāng)籠吊至孔口時(shí),使籠中心對(duì)準(zhǔn)樁位中心,扶正后并緩緩勻速下入孔內(nèi),嚴(yán)禁擺動(dòng)碰撞孔壁,邊下鋼筋籠邊裝上保護(hù)塊。當(dāng)最后吊筋下至孔口時(shí),固定在孔口的定位架上,將鋼籠臨時(shí)吊于孔口。
(8)灌注水下砼:灌注前料斗下覆隔水蓋板。開始灌注時(shí),開啟料斗,并立即連續(xù)供料,使首批砼一起壓住隔水蓋板迅速落下。隨著砼連續(xù)不斷地灌入,孔內(nèi)砼面不斷上升,導(dǎo)管的埋深也在不斷增加,需要定時(shí)測(cè)量砼面的上升情況。在灌注中要不斷上下提動(dòng)導(dǎo)管,以防止速度過快而產(chǎn)生空洞及混凝土不能流動(dòng)鋼籠外側(cè)。
從建設(shè)成本角度來看
在一般情況下,相同建筑場(chǎng)地條件范圍內(nèi),預(yù)應(yīng)力管樁的工程造價(jià)低于鉆孔灌注樁。如果在地質(zhì)條件不是很好的區(qū)域,場(chǎng)地局部殘積層及全風(fēng)化層中分布規(guī)律的孤石,預(yù)應(yīng)力管樁將需要采用引孔措施,會(huì)增加很大的工程投資,造價(jià)相對(duì)較高。
預(yù)應(yīng)力管樁具有造價(jià)經(jīng)濟(jì),工期短,質(zhì)量有保證等優(yōu)點(diǎn),但對(duì)土質(zhì)、場(chǎng)地條件有一定要求。
鉆孔灌注樁不受土質(zhì)、場(chǎng)地條件限制,但工期長(zhǎng),造價(jià)較高。
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