高頻液壓振動(dòng)錘施工筒樁及其優(yōu)勢(shì)分析

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1、高頻液壓振動(dòng)錘施工筒樁及其優(yōu)勢(shì)分析作者:今日工程機(jī)械?來(lái)源:今日工程機(jī)械?出版時(shí)間:2006-1-5????高頻液壓振動(dòng)錘具有施工速度快、功能多、適應(yīng)地質(zhì)廣、運(yùn)輸方便和環(huán)保等特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外工程建設(shè)的眾多領(lǐng)域。???高頻液壓振動(dòng)錘是20世紀(jì)末迅速發(fā)展起來(lái)的一種樁工機(jī)械,廣泛應(yīng)用于現(xiàn)澆薄壁筒樁施工中。它具有施工速度快、功能多、適應(yīng)地質(zhì)廣、運(yùn)輸方便和環(huán)保等特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外工程建設(shè)的眾多領(lǐng)域。目前,具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高頻液壓振動(dòng)錘已經(jīng)由武漢中鐵工程機(jī)械研究設(shè)計(jì)院研制成功,并通過(guò)了數(shù)年的國(guó)內(nèi)工程施工檢驗(yàn)。???現(xiàn)澆薄壁筒樁是由謝慶道教授發(fā)明的一種新型成樁工藝,

2、單體筒樁已于2002年申請(qǐng)到中國(guó)個(gè)人專(zhuān)利,聯(lián)體筒樁也已在美國(guó)申請(qǐng)到個(gè)人專(zhuān)利并在美國(guó)華盛頓地區(qū)一工程中應(yīng)用。薄壁筒樁因其可節(jié)省大量混凝土、無(wú)泥漿污染、施工速度快捷、擠土效應(yīng)相對(duì)較小、樁身質(zhì)量易于保證和工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),已被越來(lái)越多的業(yè)主、設(shè)計(jì)院所和施工單位所認(rèn)可。目前,筒樁已越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于我國(guó)的一些重點(diǎn)工程建設(shè)領(lǐng)域和其他基礎(chǔ)工程建設(shè)中,現(xiàn)已完成筒樁施工2.5萬(wàn)多根,產(chǎn)生了非常好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。?現(xiàn)澆薄壁筒樁及其特點(diǎn)???現(xiàn)澆薄壁筒樁是指外徑800~2000mm,壁厚100~250mm,中心充滿(mǎn)地基土,現(xiàn)澆灌注而形成的混凝土筒形樁體。它的施工原理是利用高頻液壓振動(dòng)錘

3、將雙層鋼護(hù)筒沉入地下,向夾層中灌入混凝土,啟動(dòng)振動(dòng)錘拔出雙層鋼護(hù)筒,便形成了一根現(xiàn)澆薄壁筒樁。筒樁主要分為單體筒樁和聯(lián)體筒樁,單體筒樁主要用作承載樁,也可用于基坑支護(hù);聯(lián)體筒樁主要用于具有止水功能的擋土墻。???現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁獨(dú)特的技術(shù)構(gòu)想是基于彌補(bǔ)現(xiàn)有的預(yù)制類(lèi)樁、沉管類(lèi)樁和鉆孔灌注樁的缺陷為出發(fā)點(diǎn),因而與上述樁相比具有如下的優(yōu)勢(shì)。1.與預(yù)制類(lèi)樁和沉管類(lèi)樁相比,筒樁可以減少擠土效應(yīng),保證了樁身質(zhì)量???預(yù)制類(lèi)樁和沉管類(lèi)樁打入土層時(shí),會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的擠土效應(yīng),導(dǎo)致鄰近的已施工樁的樁身受施工樁的擠土效應(yīng)的作用而變形、斷裂、錯(cuò)位、上浮,使工程質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題,尤其是預(yù)制類(lèi)樁的接

4、頭處更易破壞而導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。與預(yù)制類(lèi)樁和沉管類(lèi)樁相比,現(xiàn)澆薄壁筒樁在施工過(guò)程中,原位土不是被擠向樁的周?chē)潜浑p層鋼護(hù)筒的內(nèi)筒套入其中,部分原位土可從內(nèi)筒溢出,減少了樁身的擠土效應(yīng),樁身質(zhì)量連續(xù)且有保證。2.筒樁直徑可以突破限制,樁身整體剛度好???由于擠土效應(yīng)嚴(yán)重,預(yù)制類(lèi)樁和沉管類(lèi)樁在打入過(guò)程中阻力很大,目前這兩種樁在應(yīng)用中的設(shè)計(jì)口徑局限于600mm以?xún)?nèi),而現(xiàn)澆薄壁筒樁減少了施工中的擠土效應(yīng),相應(yīng)的使樁身允許直徑擴(kuò)大,充分發(fā)揮了大直徑樁穩(wěn)定和強(qiáng)度較大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),薄壁筒樁是連續(xù)澆注而成,樁身的整體剛度較預(yù)制類(lèi)樁要好,且成樁可以全部在現(xiàn)場(chǎng)完成,施工方便快捷。3.筒樁

5、既可制成鋼筋混凝土樁,也可制成素混凝土樁,用于軟土地基處理???如果將筒樁制成鋼筋混凝土樁,既可承受巨大的壓應(yīng)力,也可承受巨大的剪應(yīng)力;如果將筒樁制成強(qiáng)度較低的素混凝土樁,組成復(fù)合地基的增強(qiáng)體,除能承受較大壓應(yīng)力外,還可有效的控制土的側(cè)向變形,減少工后沉降,非常適用于高速鐵路及公路的軟土地基處理。4.與灌注樁相比,薄壁筒樁可以大幅降低工程投資???筒樁可以用較少的混凝土材料獲得更有效的結(jié)構(gòu)效應(yīng)。在抗彎強(qiáng)度相同的情況下,單節(jié)薄壁筒樁比單節(jié)混凝土灌注樁節(jié)約混凝土40%~50%,可以大幅降低工程投資。同時(shí),由于筒樁的外表面面積遠(yuǎn)大于灌注樁,因此,筒樁承載力要高出很多。???鉆孔

6、灌注樁是水下澆注大坍落度水下混凝土,混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度要高于容許強(qiáng)度一個(gè)等級(jí)以保證水下澆注混凝土的強(qiáng)度,同時(shí)所用水泥要求為水下作業(yè)專(zhuān)用的特種水泥,因此,混凝土灌注樁造價(jià)十分高昂。而薄壁筒樁在節(jié)約混凝土的同時(shí),不必使用水下混凝土,這也降低了工程投資。5.樁身混凝土經(jīng)過(guò)振動(dòng)密實(shí),強(qiáng)度更高????筒樁利用高頻液壓振動(dòng)錘施工,成樁時(shí)樁身混凝土處于高頻振動(dòng)狀態(tài),使混凝土分布更均勻密實(shí),提高了樁身混凝土強(qiáng)度,確保了樁身質(zhì)量。?薄壁筒樁與混凝土灌注樁施工工藝和施工機(jī)械的比較???目前,在全國(guó)的基礎(chǔ)工程建設(shè)中,大量的工程是由旋挖鉆機(jī)、工程鉆機(jī)作業(yè)灌注樁或其他形式的成樁工藝來(lái)完成的。旋挖鉆機(jī)

7、作為灌注樁的主要施工機(jī)械之一,已普遍應(yīng)用于國(guó)內(nèi)眾多的巖土工程領(lǐng)域,其性能和工藝被許多施工單位和業(yè)主認(rèn)可,在地下工程建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。在這種形勢(shì)下,高頻液壓振動(dòng)錘作為新型的樁工機(jī)械,在基礎(chǔ)工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,極大地改變了傳統(tǒng)樁工機(jī)械的施工工藝。高頻液壓振動(dòng)錘施工筒樁與旋挖鉆機(jī)施工混凝土灌注相比,前者存在如下優(yōu)勢(shì)。1.成樁效能比較???與一臺(tái)旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁的速度相比,高頻液壓振動(dòng)錘下沉一根鋼護(hù)筒的速度可以達(dá)到前者的幾倍甚至幾十倍,高頻液壓振動(dòng)錘沉樁速度平均為4~7m/min,在地質(zhì)條件非常適合的情況下,甚至可以超過(guò)10m/

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