勁型微型樁的特點(diǎn)簡(jiǎn)述

1、<p>　　勁型微型樁的特點(diǎn)簡(jiǎn)述</p><p>　　摘 要：傳統(tǒng)微型樁采用普通鋼筋籠作為受力筋，由于其配筋率偏低，樁身材料強(qiáng)度低、剛度小，不利于樁承載力的發(fā)揮以及樁極限承載力的提高。勁性微型樁由于樁內(nèi)采用鋼管或工字鋼因而剛度大，做成嵌巖樁時(shí)可獲得較大的單樁承載力，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：勁型微型樁；構(gòu)造；施工工藝 </p><p&

2、gt;　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU473.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p>　　一、傳統(tǒng)微型樁的發(fā)展 </p><p>　　微型樁(亦稱樹(shù)根樁、小樁)于 20世紀(jì)30年代由意大利F.Lizzi首創(chuàng)，F(xiàn).Lizzi稱微型樁為Pali Radice，英語(yǔ)為Root Piles。1962年，微型樁技術(shù)被Fondedile公司引入英國(guó)、德國(guó)。此后20年，在歐洲得到廣泛應(yīng)用，主要應(yīng)用于歐洲古

3、舊建筑物補(bǔ)強(qiáng)，如意大利羅馬S.Andrea delle Fratte教堂補(bǔ)強(qiáng)(見(jiàn)圖1.1)。美國(guó)于40年代開(kāi)始使用微型樁，從1996年到2001年，深基礎(chǔ)協(xié)會(huì)(DFI)微型樁委員會(huì)發(fā)展了《擬建微型樁施工規(guī)范的設(shè)計(jì)指南》，該設(shè)計(jì)指南2001年批準(zhǔn)通過(guò)。同期美國(guó)聯(lián)邦公路局也發(fā)表了《微型樁設(shè)計(jì)和施工指南》。 </p><p>　　微型樁在發(fā)展初期設(shè)計(jì)豎向承載力僅400 kN，原因在于其采用鋼筋做為加筋，直徑一般在150

4、mm～300mm，同時(shí)注漿壓力小。近年來(lái)微型樁的施工工藝和設(shè)計(jì)有了較大的發(fā)展和改進(jìn)。現(xiàn)廣泛應(yīng)用于各種土木工程中，如舊房改造、房屋加層、古建筑的加固糾偏、防洪堤壩加固、建筑(構(gòu)筑物)加固防震、新建建筑物基礎(chǔ)、危房地基處理、不均勻沉降事故、地下洞室塌陷事故處理、滑坡處治、路堤加固、基坑支護(hù)、基礎(chǔ)開(kāi)挖擋土等工程。 </p><p>　　二、勁性微型樁的特點(diǎn)、構(gòu)造及施工工藝 </p><p>　　

5、微型樁發(fā)展初期，所采用的水泥、鋼材強(qiáng)度較低，計(jì)算理論不盡完善。微型樁經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，衍生出新的構(gòu)造形式，在應(yīng)用范圍、構(gòu)造形式、設(shè)計(jì)理論等方面都發(fā)生了很大變化，而國(guó)內(nèi)對(duì)勁性微型樁(勁材為型鋼或鋼管)的構(gòu)造、施工工藝等方面的研究很少，國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)及施工規(guī)范。目前雖然勁性微型樁已在國(guó)內(nèi)得到認(rèn)可和使用，但缺乏設(shè)計(jì)依據(jù)。 </p><p>　　傳統(tǒng)微型樁的構(gòu)造、施工工藝與大直徑灌注樁相比有相似之處，但是其受力機(jī)理

6、有很大的區(qū)別，勁性微型樁相對(duì)于傳統(tǒng)微型樁而言，又具有其獨(dú)特之處。 </p><p>　　因此本文歸納敘述傳統(tǒng)微型樁構(gòu)造(勁材為鋼筋)具有的特點(diǎn)，進(jìn)而分析總結(jié)勁性微型樁的特點(diǎn)，并將在勁性微型樁的構(gòu)造及施工工藝方面系統(tǒng)分析。以期能夠?qū)判晕⑿蜆兜耐茝V提供依據(jù)。 </p><p>　　1、勁性微型樁的特點(diǎn) </p><p>　　1）所需施工場(chǎng)地較?。嚎刹捎眯⌒豌@機(jī)施工，在

7、平面尺寸1.1m×2.5m和凈空高度2.2m即可施工(見(jiàn)圖1.2)。 </p><p>　　圖1.2微型樁的施工場(chǎng)地 </p><p>　　2）沉降量小：微型樁在荷載試驗(yàn)中，單樁在712kN (160 kips)軸向荷載下最大沉降只有16.256mm[1]。微型樁在工作時(shí)沉降只有數(shù)毫米，且在這樣的沉降范圍內(nèi)，承載力并沒(méi)有完全發(fā)揮(Ellis 1985)。 </p>

8、<p>　　3）能夠較好的適用于軟土地區(qū)：采用工字鋼或者鋼管，都能較好的克服由于土體較軟產(chǎn)生縮頸或斷樁對(duì)承載力的影響[2]。 </p><p>　　4）承載力高[9]：國(guó)內(nèi)單樁設(shè)計(jì)荷載一般小于500kN，傳統(tǒng)微型樁單樁設(shè)計(jì)荷載為300～1000kN(Bruce et al.1995a)。目前國(guó)外勁性微型樁單樁設(shè)計(jì)承載力最高能夠達(dá)到4000kN(樁端嵌入巖石)。 </p><p>

9、　　5）施工引起的附加應(yīng)力?。河捎跇犊字睆叫?，因此對(duì)基礎(chǔ)和地基土幾乎都不產(chǎn)生附加應(yīng)力，施工時(shí)對(duì)原有基礎(chǔ)影響小，也不干擾建筑物的正常使用。 </p><p>　　6）施工噪聲和引起的震動(dòng)小：相比傳統(tǒng)樁型，微型樁施工噪聲和引起的震動(dòng)很小(Mascardi 1982)，不會(huì)給原有結(jié)構(gòu)物帶來(lái)危險(xiǎn)，對(duì)已損壞而需要加固的結(jié)構(gòu)比較安全，即使在不穩(wěn)定的地基中也可進(jìn)行施工。 </p><p>　　7）能穿透

10、各種巖石和障礙物，適用于各種不同的土質(zhì)條件(見(jiàn)圖1.3)。 </p><p><b>　　(a) (b) </b></p><p>　　圖1.3(a) 微型樁穿透淤泥質(zhì)土；(b)微型樁穿透片麻巖 </p><p>　　8）傳統(tǒng)微型樁豎向荷載作用下可不考慮壓曲失穩(wěn)問(wèn)題[3]。勁性微型樁采用二次壓漿，此施工工藝對(duì)樁周土的土性參數(shù)有很高的改良作用，因

11、此勁性微型樁亦可不考慮壓曲失穩(wěn)問(wèn)題。所以勁性微型樁如遇樁端為巖石，可將勁性微型樁做成嵌巖樁，以充分利用其樁身材料強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)。 </p><p>　　9）傳力明確，可靠。 </p><p>　　2、勁性微型樁的構(gòu)造 </p><p>　　在各國(guó)工程界的不斷努力下，新型微型樁構(gòu)造不斷出現(xiàn)，產(chǎn)生了各種類(lèi)型的微型樁，但總得說(shuō)來(lái)，其基本構(gòu)造相同。典型的微型樁構(gòu)造主要由鋼套管

12、(Steelcasing，某些類(lèi)型微型樁中無(wú)此構(gòu)件)、加筋(Reinforcement)、注漿體(Grout)及附屬件(如：定位支架)組成(見(jiàn)圖1.4)。 </p><p>　　美國(guó)及一些歐洲國(guó)家已研制生產(chǎn)出微型樁專(zhuān)用構(gòu)件，并制定了標(biāo)準(zhǔn)。這些構(gòu)件提高了微型樁的施工工藝水平及其可靠性，其中比較典型的是由威廉姆斯工程公司(Williams Form Engineering Corp)生產(chǎn)的微型樁構(gòu)件[4]，現(xiàn)介紹如下

13、： </p><p>　　1）加筋(Reinforcement)；國(guó)外生產(chǎn)的加筋采用標(biāo)準(zhǔn)化全螺紋圓鋼(All－Thread－Bar，可實(shí)心或空心) 或鋼管。此類(lèi)型加筋可保證和注漿體的粘結(jié)力，同時(shí)可以方便在樁頂安裝樁頭。為方便節(jié)段化施工，不同規(guī)格加筋配套相應(yīng)接頭，以方便加筋的節(jié)段聯(lián)結(jié)。 </p><p>　　2）六角螺帽(Hex Nuts)；螺帽(見(jiàn)圖1.5)的作用是固定樁頂?shù)膫髁Π?，保證樁

14、頂荷載傳至樁身。 </p><p>　　3）樁頂傳力板(Steel Bearing Plates)；傳力板(見(jiàn)圖1.5)的作用是將樁頂荷載有效傳至樁身。有時(shí)為了提高樁頂部分局部承壓能力，在樁頂部分設(shè)置螺旋筋加強(qiáng)。 </p><p>　　圖1.5六角螺帽和樁頂傳力板 </p><p>　　4）鋼套管(Steel casing)；鋼套管的作用除了鉆進(jìn)時(shí)跟進(jìn)護(hù)壁外，有時(shí)也

15、做為微型樁結(jié)構(gòu)的一部分。類(lèi)似于加筋，為方便在場(chǎng)地受限地段施工，鋼套管分成節(jié)段，通過(guò)螺紋聯(lián)接。 </p><p>　　5）加筋定位器(Centralizer)；為保證加筋精確的定位在樁孔中，采用定位器來(lái)定位(見(jiàn)圖1.6)。微型樁如用于喀斯特地區(qū)，注漿前要在探明的空穴部分用PVC套管密封。 </p><p>　　圖1.6加筋定位器(Centralizer) </p><p&

16、gt;　　3、勁性微型樁的施工工藝 </p><p>　　勁性微型樁的施工一般按以下工序(施工工藝流程見(jiàn)圖1.7)進(jìn)行：成孔～清孔～安放鋼管(或工字鋼)～注漿成樁。 </p><p>　　成孔：一般采用地質(zhì)鉆成孔，視工程及地質(zhì)條件可采用干成孔或泥漿護(hù)壁循環(huán)成孔。鉆機(jī)經(jīng)改造后，樁孔距建筑物墻(柱)邊最近可達(dá)到350mm，必要時(shí)也可采用斜孔。 </p><p>　　清孔

17、：若采用泥漿護(hù)壁循環(huán)成孔，則成孔后應(yīng)進(jìn)行水沖清孔。 </p><p>　　安放鋼管(或工字鋼)：清孔后應(yīng)及時(shí)安放鋼管(或工字鋼)，在建筑物改造或基礎(chǔ)托換工程中，由于受建筑物層高的限制，鋼管通常分幾節(jié)制做(見(jiàn)圖1.8)，安放時(shí)再進(jìn)行焊接或采用鋼套管連接。 </p><p>　　圖1.8分節(jié)制做鋼管 </p><p>　　4）注漿：通常采用二次灌漿，所灌材料一般為凈水泥

18、漿。第一步：先向孔內(nèi)拋粒徑為15～30mm的小石子(亦可省略此步)，然后靜力向孔內(nèi)注水泥砂漿或凈水泥漿(見(jiàn)圖1.9)。第二步：待水泥砂漿初凝后進(jìn)行二次注漿(見(jiàn)圖1.10),向孔內(nèi)壓力注水泥漿(注漿壓力一般為2～3MPa)。為保證注漿質(zhì)量，水泥凈漿和水泥砂漿均應(yīng)摻入一定數(shù)量的高效減水劑。 </p><p>　　圖1.9靜力注漿圖1.10二次高壓注漿 </p><p><b>　　三

19、、結(jié)論 </b></p><p>　　本文經(jīng)過(guò)介紹了勁性微型樁在國(guó)內(nèi)外的最新發(fā)展概況及其構(gòu)造與施工工藝，可以看出微型樁具有很多優(yōu)點(diǎn)，它不僅可用于新建工程的地基處理，也可用于現(xiàn)有工程的基礎(chǔ)托換，特別是對(duì)于場(chǎng)地狹窄，凈空低矮的工程現(xiàn)場(chǎng)，其優(yōu)越性尤為突出。由于微型樁在國(guó)內(nèi)應(yīng)用時(shí)間較短，國(guó)內(nèi)目前微型樁采用數(shù)根普通鋼筋籠做為加筋，由于其截面配筋率偏低，微型樁的軸向剛度較小，同時(shí)微型樁樁身強(qiáng)度小于傳統(tǒng)樁基，故采用

20、較弱的加筋不利于微型樁承載力的發(fā)揮和提高微型樁的極限承載力，但是勁性微型樁能較好的克服由于土體較軟產(chǎn)生縮頸或斷樁對(duì)承載力的影響[2]。目前國(guó)外采用專(zhuān)用型鋼做為加筋，加筋的直徑通常為微型樁孔直徑的1/2，微型樁的剛度較大，承載力較高[4]，有較高的應(yīng)用價(jià)值。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] Richard J.Finno,

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