變徑全螺紋樁淺析

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1、螺紋樁發(fā)展淺析?????歐美各國對螺紋樁的應(yīng)用大約可以追溯到十九世紀(jì)末，那時螺紋式異型樁以預(yù)制樁為主，樁身多為不銹鋼或特種鋼筋混凝土制成。1966年法國學(xué)者GustaveGrinmaud研發(fā)的全螺紋灌注樁開啟了螺紋式灌注樁的時代。1971年?，美國學(xué)者Tomlinson由78根樁統(tǒng)計(jì)得出了螺紋樁??理論????????????????qsik=αСsi?即同條件下，樁在飽和粘土中形成螺紋時，土體提供的承載力是傳統(tǒng)直線型樁的1—5倍，成為螺紋式灌注樁的理論基礎(chǔ)。我國在螺紋式灌注樁方面的研究工作開展于

2、二十世紀(jì)九十年代，至今已涌現(xiàn)了多種樁型與工法的專利，形成了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的螺紋式灌注樁新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈。按照樁的樁型構(gòu)造，我國的螺紋式灌注樁技術(shù)可劃分為三個發(fā)展階段：1、???灌注螺紋樁成樁工藝（專利號：96119602.5）1996年李波揚(yáng)、吳敏對國內(nèi)外螺紋式灌注樁成樁工藝加以改進(jìn)，提出了灌注螺紋樁成樁工藝。其工法步驟為:預(yù)先成孔，利用帶有等直徑，等螺距的全螺旋或半螺旋鉆具，正向（即鉆具旋轉(zhuǎn)方向與鉆具螺片方向相同）旋轉(zhuǎn)下鉆至設(shè)計(jì)深度，然后反向順時針同步（鉆具每提升一個螺距同時對應(yīng)鉆具旋轉(zhuǎn)一周）

3、旋轉(zhuǎn)提鉆，同時通過鉆具芯管連續(xù)泵送混凝土，形成形態(tài)等同于鉆具形態(tài)的全螺紋灌注樁。2003年8月17日，國內(nèi)進(jìn)行了首次灌注螺紋樁與長螺旋的對比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果，灌注螺紋樁承載力低于同情況的長螺旋灌注樁，并發(fā)現(xiàn)，靜載試驗(yàn)中灌注螺紋樁的破壞不同于傳統(tǒng)直線型摩擦樁土破壞的模式，屬于樁身受力截面（灌注螺紋樁樁芯截面）小，樁身強(qiáng)度低造成的樁破壞。雖然灌注螺紋樁采用樁與土體螺絲式咬合的模式提高了土的承載力，但因樁身受力截面積減小導(dǎo)致樁身承載力低，無法起到提高承載力的目的。2、???螺桿樁（半螺絲樁，專利號0312

4、8265.2）半螺絲樁是一種上部為直桿段，下部為螺絲段的組合式樁，所以又名螺桿樁。如圖：????????螺桿樁吸取國內(nèi)外各種螺紋式異形樁的有點(diǎn)，其特有的成樁工法在施工中，使用大扭矩螺旋鉆機(jī)，借助于專用的土層螺紋成型技術(shù)，數(shù)字同步鉆進(jìn)，提鉆并連續(xù)泵送混凝土形成與螺片形態(tài)相似的下部螺絲樁，數(shù)字非同步技術(shù)形成上部直線型樁體。這種上段直桿，下端螺絲的組合樁型，上部樁身直桿段，受力面積較大，提高了樁身承載力，下部螺絲段，樁與土體螺絲式結(jié)合模式，變摩擦受力為剪切受力，大大提高了樁周土體的承載力，這種受力截面積

5、上大下小的結(jié)構(gòu)符合樁身附加應(yīng)力分布規(guī)律，相比灌注螺紋樁及傳統(tǒng)直線形樁，承載力得到了較大的提升。?螺桿樁單樁承載力估算（經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法）：基本計(jì)算參數(shù)屈指來自《規(guī)范》JGJ94—2008單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式：Quk=U∑qsikLi?+qpkAP螺桿灌注樁（半螺絲樁）單樁承載力計(jì)算公式：Qsk1——?半螺絲樁直桿段樁身極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值Qsk2?——?半螺絲樁螺絲段樁身極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik?——??第i層極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值Li???——?半螺絲樁在第i層土的長度βsi——??半螺絲樁螺絲段在

6、第i層土的提高系數(shù)U??——樁身周長AP?——?樁端面積qpk——樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值?Quk=　Qsk1?+Qsk2+Qpk????=U∑qsikLi?+U∑βsiqsikLi?+?qpkAP?螺桿樁樁身結(jié)構(gòu)具有一定特殊性，比普通灌注樁更為復(fù)雜。螺桿樁螺紋段樁芯直徑、螺紋段外徑、螺牙厚度、螺牙看度、螺距大小，都直接影響螺桿樁的受力機(jī)理、承載力與穩(wěn)定性。為了方便設(shè)計(jì)，假定螺桿樁承載力由端承力和按螺桿樁外徑形成的側(cè)面提供的側(cè)阻力提供，提出了等效側(cè)阻的概念。等效側(cè)阻就是樁側(cè)提供的承載力除以樁側(cè)面積。?

7、3、???變徑全螺紋樁（ZL201420602236.8?201410552720.9）?變徑全螺紋樁是在螺桿樁的基礎(chǔ)上，利用全新的正向成螺技術(shù)形成的一種樁體上大下小，并且全程帶有螺牙的新型螺紋樁。上大下小的分段設(shè)計(jì)符合樁身附加應(yīng)力的分布規(guī)律，全程帶有螺牙的樁體，極大的提升了樁周土體的側(cè)阻力，并且成樁工藝簡單，質(zhì)量易于控制，鉆進(jìn)成樁阻力小，能適應(yīng)各種土層的施工。如圖：?????????優(yōu)勢分析：一、??樁型優(yōu)勢：1、???????豎向受力部分結(jié)構(gòu)：以同樣規(guī)格鉆具形成的螺桿樁為對比（設(shè)計(jì)直徑變徑部分

8、相同）。因各地規(guī)范規(guī)定設(shè)計(jì)直徑為螺桿樁直桿部分直徑和螺紋部分樁芯直徑。故：上部設(shè)計(jì)直徑=螺桿樁直桿直徑=變徑螺紋樁上部樁芯直徑下部設(shè)計(jì)直徑=螺桿樁下部螺紋段樁芯直徑=變徑螺紋樁下部樁芯直徑綜上所述，同樣規(guī)格鉆具形成的螺桿樁、變徑螺紋樁豎向受力結(jié)構(gòu)形態(tài)完全一致。2、???上部樁體側(cè)阻提升優(yōu)勢：上部樁身以設(shè)計(jì)直徑為400mm、500mm螺桿樁直桿段及上部樁芯直徑400mm、500mm，外徑480mm、600mm的變徑螺紋樁做對比（變徑螺紋樁上部螺紋段長度=螺桿樁直桿段長度）：各地規(guī)范規(guī)