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钢管桩的基本技术发展和尺寸
发布时间:2018-09-12 点击量:31

钢桩基础和钢管桩基础10大发展方向

    一、桩的尺寸向长、大方向发展


基于高层、超高层建筑物及大型桥主塔桩基础等承载的需要,桩径越来越大,桩长越来越长。欧美及日本的钢管桩长度已达100m以上,桩径超过2500mm;上海金茂大厦钢管桩桩端进入地面下80m的砂层,桩径为914.4mm;温州地区静压式钢筋混凝土预制桩长度已达70m以上,桩断面600mm×600mm。

我国在大江、大河及海上修建的大跨径桥梁基本上均采用钻孔灌注桩,桩径和桩长均在不断加大,长度超过50m、直径大于2m的超长大直径钻孔灌注桩已十分普遍。苏通大桥采用反循环钻成孔桩压力注浆桩,共131根,直径2.50-2.85m,桩长117m(2005年);南京长江二桥采用反循环钻成孔灌注桩,共21根,直径3.0m,桩长83m(2001年);上海长江隧桥B7标采用反循环钻成孔灌注桩,3.2-2.5m变径桩,桩长115m(2006年);郑州黄河大桥采用旋挖钻斗钻成孔灌注桩,直径2.0m,桩长108m(2009年)。
二、桩的尺寸向短、小方向发展
基于老城区改造、老基础托换加固、建筑纠偏加固、建筑物增层以及补桩等需要,小桩及锚杆静压桩技术日趋成熟,应用广泛。
小桩
小桩又称微型桩或树根桩,是法国开发的一种灌注桩技术。小桩实质上是小直径压力注浆桩;桩径为70-250mm(国内多用250mm),长径大于30(国内桩长多用8-12m,长径比通常为50左右),采用钻孔(国内多用螺旋钻成孔)、强配筋(配筋率大于1%)和压力注浆(注浆压力为1-2.5MPa)工艺施工。小桩主要用于旧房改造、房屋增层、古建筑加固纠偏、防洪堤加固、建(构)筑物抗震加固、基坑开挖的护坡桩及水池底板抗浮等基础工程。
锚杆(锚固筋)静压桩
我国自行研制开发的锚杆静压桩是锚杆和静力压桩两项技术巧妙结合而形成的一种桩基施工新工艺,是一项地基加固处理新技术。加固机理类同于打入桩及大型静力压桩,受力直接、清晰,但施工工艺既不同于打入桩,也不同于大型静力压桩。锚杆静压桩的施工工艺是先在新建的建(构)筑物基础上预留压桩的桩位孔,并预埋好锚杆或在已建的建(构)筑物基础上开凿压桩孔和锚杆孔用粘结剂埋好锚杆,然后安装压桩架,用锚杆做媒介,把压桩架与建(构)筑物基础连为一体,并利用建(构)筑物自重做反力(必要时可加配重),用千斤顶将预制桩段逐段压入土中,当压桩力及压入深度达到设计要求后,将桩与基础浇筑在一起,桩即可受力,从到达到提高地基承载力和控制沉降的目的。
业内人士均称其为锚杆静压桩,笔者认为称锚固筋静压桩为妥,因为从上述施工工艺看,连接件不是深基坑支护工程中所指的锚杆,仅仅是锚固筋。
锚杆静压桩的断面尺寸为(200mmx200mm)-(300mmx300mm);桩段长度取决于施工净空高度和机具情况,为1-3m,桩入土深度为3-30m。
锚杆静压桩适用于老城区改造,旧基础托换加固,狭小空间场地施工,对新建工程可采用逆作法施工。
微型桩(迷你桩)
微型桩(迷你桩)是由一个内径不超过300mm的永久性的钢套管,一个或一组位于桩孔中心的起承重作用的钢筋及填充其间孔隙的水泥浆组成。桩体应以稍微小于套管的直径嵌入基岩。香港地区广泛应用的迷你桩多数为219mm直径的套管及190mm直径的嵌入体或273mm直径的套管及235mm直径的嵌入体组成。
迷你桩因其对成桩设备及施工场地的要求低,而承载力较高,安全可靠,所以在香港得到了广泛的应用。其主要应用于隔音屏、行人天桥、运输带、小型别墅、小型商场等基础工程中,也可以当支护桩使用。
迷你桩可在陡峭的山坡、狭窄的楼群之间、行人路、高速公路、闹市区、火车站台甚至建筑物内进行施工。小型的施工设备只需要2m×
5m的地方已经足够。
三、向攻克桩成孔难点方向发展
随着高层建筑、大跨度桥梁的发展,嵌岩桩,特别是大直径嵌岩桩作为一种比较特殊的桩基类型,20世纪90年代在我国得到了广泛的应用。嵌岩桩具有承载力高、变形小、整体刚度大的特点,其沉降稳定时间短、沉降量小,抗震性能好,因此越来越受到工程界的重视。如何优质、高效、经济施工这类桩孔则成为岩土钻掘工程界面临的首要技术难题。钻孔直径大,岩石强度高是其基本特征,由此带来以下技术困难:
①单位体积岩石的破碎功随岩石强度的增加而增大,单次破碎岩石所需要的临界破碎力亦增大。
②碎岩断面和碎岩量随桩孔直径增大而急剧增加。
③桩孔排渣性能的优劣直接影响各种嵌岩钻进方法碎岩的有效性。
我国大直径嵌岩钻进工法主要有:
①回转式工法:牙轮/滚刀钻进法;钢粒环状钻进法;镶焊钎头的刮刀钻进法。
②冲击式工法:纯冲击无循环钻进法:冲击反循环钻进法。
③冲击回转式工法:气动/液动潜孔锤钻进法;可旋转式钢绳冲击钻头钻进法。
除上述岩层钻进成孔法,国内不少单位研究开发出大三石层(大卵砾石层、大抛石层和大孤石层)钻进成孔法。
在日本成立了由64家基础公司组成的岩层削孔技术协会,研究开发出20余种大直径岩层削孔工法,其中长螺旋钻进成孔法3种,回转钻进成孔法5种,冲击钻进成孔法7种以及全套管回转掘削孔法9种。


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