發布時間：2020-07-07所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
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，通過壓縮管內土體，使樁下端土體緊密結合，加固樁基底部區域;另外，鋼管樁內部土體的壓縮，使土體與鋼管樁內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，通過壓縮管內土體，使樁下端土體緊密結合，加固樁基底部區域;另外，鋼管樁內部土體的壓縮，使土體與鋼管樁內壁之間的摩擦力大幅增加，承載和抗拔效果更佳明顯。后期運用灌注樁技術，進行混凝土灌注，在混凝土尚未凝固時，向鋼管樁內插入鋼釬，鋼釬的長度大于鋼管樁內混凝土的深度，將混凝土和下放壓縮土體連接，鋼管樁的一體化程度更高，形成錨桿樁的結構形式。
關鍵詞：土建工程 地基工程 鋼管壓縮樁
1.工程概況
在大型土建工程項目中，往往需要預先在地下打樁，以加固地上建筑的基礎。傳統的樁基包括灌注樁和預制樁等，這兩類樁基應用廣泛，也是最為常見的。灌注樁系是指在工程現場通過機械鉆孔、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。這類樁基施工技術成熟，施工簡單，但是現場會產生大量泥漿垃圾，處理難度大，環保性差，樁底會有沉渣影響承載力。預制樁是在工廠或施工現場制成的各種材料、各種形式的樁(如木樁、混凝土方樁、預應力混凝土管樁、鋼樁等)，用沉樁設備將樁打入、壓入或振入土中。這類樁基施工技術難度低，成樁快速，但是預制樁的擠土效應在飽和粘性土中是負面的，擠土效應會造成周邊房屋、市政設施受損，不適合在建筑密集的城區或土質松軟的地質環境中作業。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”，在鋼管內側內襯或填充有混凝土的鋼管混凝土組合樁，當將鋼管的設計屈服強度設為σyd(N/mm2)、將混凝土的壓縮強度設為σc(N/mm2)時，滿足325N/mm2<σyd≤5.15σc的關系。并且，鋼管混凝土組合樁，進一步在鋼管徑D(mm)、鋼管板厚t(mm)、混凝土厚R(mm)的關系中，滿足D/t≤80+80×(2·R/D)1/4的關系。從而得到使用了屈服強度高的材料時的最優構造的鋼管混凝土組合樁。該技術方案中重點研究了鋼管和混凝土配合使用時鋼管的理化特性及優選參數，并沒有給出解決前述技術問題的方案。
2、設計方案
鋼管壓縮樁的施工工藝，可在城市中心或土質松軟地區施工，而不會對周邊建筑造成影響，還能提高樁基的強度。
2.1鋼管壓縮樁設計方案
鋼管壓縮樁的設計，包括如下步驟：(1)將樁機定位至指定位置;(2)用樁機將鋼管樁打入地下，直至設計深度;(3)將鋼管樁內的泥土從上向下推擠壓縮;(4)在鋼管樁內上部擠壓土壤后形成的空間內吊放鋼筋籠，灌入混凝土;(5)混凝土凝固后即可。
本方案設計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部的土壤。推擠壓縮后，一方面土壤向下移動，相當一部分從鋼管樁下端開口逸出，與周圍的土壤緊密結合，加固了鋼管樁底部區域，另一方面留在鋼管樁內的土壤間隙大大壓縮，土質變實，強度變大，與鋼管樁內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，因此不會對周邊土壤、建筑物形成推擠效應，從而滿足了在建筑密集的城市中心施工的要求;同時，由于將鋼管樁內的土壤推擠壓實，使鋼管樁底部區域的土壤都得到了壓實強化，因此可以在土質松軟地區下作業。
2.2鋼管壓縮樁設計注意事項
(1)樁機使用的是ICE免共振振動錘。使用ICE免共振振動錘，在振動控制、噪音等方面更加優秀，更適合在中心城區使用;(2)使用的是液壓千斤頂擠壓鋼管樁內土壤。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部分的側壁上陣列排列的設有若干通孔。本方案在鋼管樁的下1/2部分的側壁上設計了若干通孔，這些通孔在推擠壓縮土壤的時候，可以將鋼管樁內的部分土壤沿通孔溢出至鋼管樁管壁外，將內部推擠壓縮的力量傳遞至通孔外，使通孔外的區域內的土壤也被壓實，從而形成包圍在鋼管樁的下1/2部分外側的堅固的外層土壤團，對強化樁基非常有利;(4)在混凝土尚未凝固時，向鋼管樁內插入鋼釬，鋼釬的長度大于鋼管樁內混凝土的深度，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。本方案在鋼管樁內插入了一根鋼釬，用來將鋼管樁內部上方的混凝土和下方的壓縮土壤進一步連接起來，使鋼管樁的一體化程度更高。鋼釬可以是一根，也可以是數根。如果是數根的，也可以在鋼管樁的內徑截面范圍內陣列式均布;(5)鋼釬的長度大于鋼管樁的高度。將鋼釬的長度設計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，進一步強化鋼管樁和底部土壤的結合效果，提高強度。
附圖說明
圖1是本技術的鋼管樁的結構示意圖。
圖2 是本技術的打樁步驟的示意圖。
圖3是本技術的鋼管樁內土壤推擠壓縮步驟的示意圖。
圖4是本技術的鋼管樁內上部空間內放鋼筋籠、灌混凝土及插鋼釬步驟的示意圖。
圖5是本技術的鋼管壓縮樁的成品狀態示意圖。
其中：1鋼管樁，2樁機，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)將樁機定位至指定位置;(2)用樁機將鋼管樁1打入地下，直至設計深度;參考附圖2所示;(3)將鋼管樁內的泥土從上向下推擠壓縮; (4)在鋼管樁內上部擠壓土壤后形成的空間內吊放鋼筋籠，灌入混凝土，在混凝土尚未凝固時，向鋼管樁內插入鋼釬，鋼釬的長度大于鋼管樁的長度，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)樁機使用ICE免共振振動錘;液壓千斤頂擠壓鋼管樁內土壤;(7)鋼管樁的下1/2部分的側壁上陣列排列的設有若干通孔。
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，可以將壓縮力傳遞至鋼管樁通孔外側，使鋼管樁內被壓縮的土壤和鋼管樁外被壓縮的土壤緊密的結合在一起，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合在一起，提高了樁基的強度。由于本工藝全程不擠壓打樁位置附近的表層土壤，因此不會對周邊建筑產生影響，特別適合城市中心或者土壤松軟地區的施工。
結束語：
鋼管壓縮樁采用錨桿樁結構形式，在鋼管中插入鋼釬，來將鋼管樁內部上方的混凝土和下方的壓縮土壤進連接起來，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，具有更好的抗拔效果。本技術解決傳統樁基工藝成樁質量和環保性差的問題，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，減少混凝土和鋼筋的投入，節約了成本，其社會經濟效益明顯，具有廣闊的市場前景。——論文作者：王瑞 1 王曉臻 2
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