小樁樁徑變徑樁成型的一種方法
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共1頁
1．引言
變徑樁在工程中使用由來已久，從人工挖孔擴(kuò)底墩到爆破成型，后來演變到支盤樁、變徑樁等多種多樣的樁型，無不是為了提高單樁承載力、降低樁頂沉降。這些樁型都很好地解決了該問題，達(dá)到了目的。
然而，這些樁的成型過程中都存在著一個(gè)共同的尚未解決的問題，即小樁徑的變徑成型問題。雖然爆破成型在小樁徑變徑成型過程中有一定的使用，但是爆破成型在施工中不但對(duì)技術(shù)人員的要求過高，而且對(duì)不同水文地質(zhì)變徑樁成型的要求也不同，有的地區(qū)甚至因?yàn)楸茖?duì)文物造成不同程度的破壞，這些因素都導(dǎo)致了爆破成型的成樁工藝得不到廣泛的應(yīng)用和推廣。本文介紹一種新的變徑樁成型方法，該方法突破傳統(tǒng)成型塌方和清除承載腔體需人工下入孔內(nèi)的缺陷，使得小樁徑變徑在工程中的使用成為了現(xiàn)實(shí)，并且介紹這種成型方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用。
2．問題解決
針對(duì)傳統(tǒng)成型方法無法解決側(cè)向切削瓶徑難題，旋擴(kuò)珠盤樁技術(shù)很好地解決了這個(gè)問題，通過數(shù)萬根樁在工程中的使用證明了該方法的可行性，而且切削成型出來的變徑樁的質(zhì)量明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的擠擴(kuò)成型出來的變徑樁的質(zhì)量，尤其是對(duì)樁周土的擾動(dòng)很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于擠擴(kuò)支盤樁對(duì)樁周土的影響。這就保證了地質(zhì)數(shù)據(jù)的可靠性、完整性，使得設(shè)計(jì)有據(jù)可依。
旋擴(kuò)珠盤樁成型方法為：先用長螺旋鉆按照一定的深度和直徑成孔，然后用螺旋設(shè)備在所設(shè)計(jì)的深度一邊旋一邊切削，該設(shè)備的切削旋轉(zhuǎn)速度為20-40轉(zhuǎn)/分，切削量為每轉(zhuǎn)切削土層厚為3-7mm，（該設(shè)備切削量、切削進(jìn)度、盤徑尺寸均可調(diào)，切削承載腔體可更換不同的刀具來滿足多種開頭的要求）一般情況下，五分鐘左右可以完成一個(gè)承載腔體的切削工作，基切削出來的殘土掉入一個(gè)接土桶中，該桶容量稍大于一個(gè)被切削的承載腔的土的體積。切削工具在切削過程中已對(duì)承載腔腔體中的殘土作了清理，這就使得成型后的承載腔腔體的質(zhì)量能夠得到保證。在完成某個(gè)指定的承載腔腔體的切削工作后，切削刀具會(huì)自動(dòng)收回，此時(shí)連同接土桶一起人孔中提出，接著清理掉接土桶里的殘土后，進(jìn)行下一個(gè)承載腔腔體的施工。在承載腔腔體的成型過程中，不需要額外的人員下入孔內(nèi)進(jìn)行清理殘土，這一點(diǎn)就是旋擴(kuò)珠盤樁能夠施工小樁徑變徑樁的關(guān)健所在。該設(shè)備在駕駛倉內(nèi)可以控制孔的鉆進(jìn)深度、切削的開始、停止等相應(yīng)的過程。以上所用的機(jī)械已獲得國家專利。
3．檢測(cè)方法
切削出來的承載腔腔體（又稱珠盤）質(zhì)量究竟如何、是否滿足設(shè)計(jì)要求？可通過以下幾種方法進(jìn)行檢測(cè)：
?。?）在已知設(shè)計(jì)尺寸后（珠盤直徑），通過對(duì)旋擴(kuò)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，在未下入孔內(nèi)旋擴(kuò)作業(yè)時(shí)，使切削刀具伸縮，檢測(cè)是否達(dá)到預(yù)選設(shè)定的值。
（2）大直徑樁孔切削后，可以下人檢查尺寸是否滿足設(shè)計(jì)要求。
?。?）小直徑樁孔切削后，可以下入一個(gè)攝像裝置，通過地面監(jiān)視器，檢查珠盤中有無殘土和成型質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
?。?）讓旋擴(kuò)設(shè)備下入埋深較淺的多種水文地質(zhì)條件的土層，觀察多次成型的效果，檢查成型尺寸。
?。?）在成型后灌入混凝土，等混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后挖出整個(gè)樁，直接量測(cè)其尺寸。
通過數(shù)千數(shù)的檢測(cè)和多種檢測(cè)方法的結(jié)合使用，證明旋擴(kuò)成型方法成型尺寸精確，形狀可變，功效高于傳統(tǒng)成型方法，質(zhì)量優(yōu)于傳統(tǒng)成型方法，而且樁型比較完美，因而在工程中可以放心地使用，小樁徑的變徑樁也同樣可以放心地使用。其切削的軌跡如以下形式：
該設(shè)備可以根據(jù)不同的要求切削出多種形狀，但最后定為珠盤樁這種形狀，這是考慮了節(jié)省混凝土的用量、受力角度和土層受力抗剪切的多種因素。
4.傳統(tǒng)成型和旋擴(kuò)珠盤樁成型的對(duì)比
傳統(tǒng)擠擴(kuò)成型，例如擠擴(kuò)支盤樁的成型，作者最初理解發(fā)是通過液壓油缸兩面三刀支擠擴(kuò)機(jī)或者智能型多功能三維擠擴(kuò)機(jī)的擠擴(kuò)，會(huì)對(duì)周圍的土體起到一定的擠密作用，而實(shí)際施工中，承載盤的位置往往選擇在好的土層中，而該土層的土壤結(jié)構(gòu)、土體的應(yīng)力狀態(tài)都已經(jīng)形成固有的狀態(tài)，如果此時(shí)強(qiáng)行施加擠擴(kuò)外力的話，會(huì)使土體原本固有的結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)受到很大程度的擾動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)產(chǎn)生塌方現(xiàn)象。當(dāng)然也不排除個(gè)別土體在擠擴(kuò)后會(huì)起到很好的固結(jié)效果。再者，從擠擴(kuò)時(shí)施加的外力走向來看，擠擴(kuò)成型是一種對(duì)承載盤的土體自上而下的擠壓過程，其承載盤下方往往承受不了這種方式的擠壓而出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，成型后沒有盤的形狀，這在施工中經(jīng)常出現(xiàn)。擠擴(kuò)成型后的承載盤的盤中殘土隔斷（此隔斷是由于土體沒有被擠擴(kuò)機(jī)的支擠壓到而殘留的部份）必須人工清理，因而小樁徑在這方面顯得尤為困難。
旋擴(kuò)切削成型克服了擠擴(kuò)成型的以上所提及的幾個(gè)缺點(diǎn)，從而達(dá)到對(duì)原狀土的擾動(dòng)很小，基本上不改變土體的性狀；不會(huì)產(chǎn)生塌方的現(xiàn)象；承載腔腔體中的殘土量很少；小樁徑的變徑樁也可以很好的成型。
5．結(jié)論
經(jīng)過旋擴(kuò)珠盤樁在大量工程使用的結(jié)果證明，這種樁型具有沉降小、承載力大，充分發(fā)揮了樁身混凝土的強(qiáng)度和各土層尤其是優(yōu)質(zhì)土層的承載力。就算是小樁徑的旋擴(kuò)珠盤樁也比相同條件下的常規(guī)樁承載力高出1至2倍。
不難看出，旋擴(kuò)珠盤樁能夠較明顯地節(jié)省原材料，降低工程造價(jià)，縮短建設(shè)工期，提高工程質(zhì)量
旋擴(kuò)珠盤樁的成型機(jī)械在成型過程中對(duì)樁周土本擾動(dòng)影響很小，基本上不改變土本的原水文地質(zhì)條件，而且在成型過程中噪音較小，符合城市環(huán)保要求。該機(jī)械成型尺寸精確、靈活可調(diào)、成型形狀完美，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的成型方法。其承載盤角度設(shè)計(jì)受力合理，成型時(shí)沒有塌方的現(xiàn)象，承載腔體中殘土很少。
旋擴(kuò)珠盤樁的成型機(jī)械投資較少，與傳統(tǒng)成型機(jī)械相比較，節(jié)省投資可達(dá)4/5左右，除此之外，一機(jī)還可以多用，可施工摩擦樁、CFG樁、旋擴(kuò)樁，而且一套設(shè)備還可施工不同樁徑的樁。
（巖土工程師＿）
變徑樁在工程中使用由來已久，從人工挖孔擴(kuò)底墩到爆破成型，后來演變到支盤樁、變徑樁等多種多樣的樁型，無不是為了提高單樁承載力、降低樁頂沉降。這些樁型都很好地解決了該問題，達(dá)到了目的。
然而，這些樁的成型過程中都存在著一個(gè)共同的尚未解決的問題，即小樁徑的變徑成型問題。雖然爆破成型在小樁徑變徑成型過程中有一定的使用，但是爆破成型在施工中不但對(duì)技術(shù)人員的要求過高，而且對(duì)不同水文地質(zhì)變徑樁成型的要求也不同，有的地區(qū)甚至因?yàn)楸茖?duì)文物造成不同程度的破壞，這些因素都導(dǎo)致了爆破成型的成樁工藝得不到廣泛的應(yīng)用和推廣。本文介紹一種新的變徑樁成型方法，該方法突破傳統(tǒng)成型塌方和清除承載腔體需人工下入孔內(nèi)的缺陷，使得小樁徑變徑在工程中的使用成為了現(xiàn)實(shí)，并且介紹這種成型方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用。
2．問題解決
針對(duì)傳統(tǒng)成型方法無法解決側(cè)向切削瓶徑難題，旋擴(kuò)珠盤樁技術(shù)很好地解決了這個(gè)問題，通過數(shù)萬根樁在工程中的使用證明了該方法的可行性，而且切削成型出來的變徑樁的質(zhì)量明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的擠擴(kuò)成型出來的變徑樁的質(zhì)量，尤其是對(duì)樁周土的擾動(dòng)很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于擠擴(kuò)支盤樁對(duì)樁周土的影響。這就保證了地質(zhì)數(shù)據(jù)的可靠性、完整性，使得設(shè)計(jì)有據(jù)可依。
旋擴(kuò)珠盤樁成型方法為：先用長螺旋鉆按照一定的深度和直徑成孔，然后用螺旋設(shè)備在所設(shè)計(jì)的深度一邊旋一邊切削，該設(shè)備的切削旋轉(zhuǎn)速度為20-40轉(zhuǎn)/分，切削量為每轉(zhuǎn)切削土層厚為3-7mm，（該設(shè)備切削量、切削進(jìn)度、盤徑尺寸均可調(diào)，切削承載腔體可更換不同的刀具來滿足多種開頭的要求）一般情況下，五分鐘左右可以完成一個(gè)承載腔體的切削工作，基切削出來的殘土掉入一個(gè)接土桶中，該桶容量稍大于一個(gè)被切削的承載腔的土的體積。切削工具在切削過程中已對(duì)承載腔腔體中的殘土作了清理，這就使得成型后的承載腔腔體的質(zhì)量能夠得到保證。在完成某個(gè)指定的承載腔腔體的切削工作后，切削刀具會(huì)自動(dòng)收回，此時(shí)連同接土桶一起人孔中提出，接著清理掉接土桶里的殘土后，進(jìn)行下一個(gè)承載腔腔體的施工。在承載腔腔體的成型過程中，不需要額外的人員下入孔內(nèi)進(jìn)行清理殘土，這一點(diǎn)就是旋擴(kuò)珠盤樁能夠施工小樁徑變徑樁的關(guān)健所在。該設(shè)備在駕駛倉內(nèi)可以控制孔的鉆進(jìn)深度、切削的開始、停止等相應(yīng)的過程。以上所用的機(jī)械已獲得國家專利。
3．檢測(cè)方法
切削出來的承載腔腔體（又稱珠盤）質(zhì)量究竟如何、是否滿足設(shè)計(jì)要求？可通過以下幾種方法進(jìn)行檢測(cè)：
?。?）在已知設(shè)計(jì)尺寸后（珠盤直徑），通過對(duì)旋擴(kuò)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，在未下入孔內(nèi)旋擴(kuò)作業(yè)時(shí)，使切削刀具伸縮，檢測(cè)是否達(dá)到預(yù)選設(shè)定的值。
（2）大直徑樁孔切削后，可以下人檢查尺寸是否滿足設(shè)計(jì)要求。
?。?）小直徑樁孔切削后，可以下入一個(gè)攝像裝置，通過地面監(jiān)視器，檢查珠盤中有無殘土和成型質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
?。?）讓旋擴(kuò)設(shè)備下入埋深較淺的多種水文地質(zhì)條件的土層，觀察多次成型的效果，檢查成型尺寸。
?。?）在成型后灌入混凝土，等混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后挖出整個(gè)樁，直接量測(cè)其尺寸。
通過數(shù)千數(shù)的檢測(cè)和多種檢測(cè)方法的結(jié)合使用，證明旋擴(kuò)成型方法成型尺寸精確，形狀可變，功效高于傳統(tǒng)成型方法，質(zhì)量優(yōu)于傳統(tǒng)成型方法，而且樁型比較完美，因而在工程中可以放心地使用，小樁徑的變徑樁也同樣可以放心地使用。其切削的軌跡如以下形式：
該設(shè)備可以根據(jù)不同的要求切削出多種形狀，但最后定為珠盤樁這種形狀，這是考慮了節(jié)省混凝土的用量、受力角度和土層受力抗剪切的多種因素。
4.傳統(tǒng)成型和旋擴(kuò)珠盤樁成型的對(duì)比
傳統(tǒng)擠擴(kuò)成型，例如擠擴(kuò)支盤樁的成型，作者最初理解發(fā)是通過液壓油缸兩面三刀支擠擴(kuò)機(jī)或者智能型多功能三維擠擴(kuò)機(jī)的擠擴(kuò)，會(huì)對(duì)周圍的土體起到一定的擠密作用，而實(shí)際施工中，承載盤的位置往往選擇在好的土層中，而該土層的土壤結(jié)構(gòu)、土體的應(yīng)力狀態(tài)都已經(jīng)形成固有的狀態(tài)，如果此時(shí)強(qiáng)行施加擠擴(kuò)外力的話，會(huì)使土體原本固有的結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)受到很大程度的擾動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)產(chǎn)生塌方現(xiàn)象。當(dāng)然也不排除個(gè)別土體在擠擴(kuò)后會(huì)起到很好的固結(jié)效果。再者，從擠擴(kuò)時(shí)施加的外力走向來看，擠擴(kuò)成型是一種對(duì)承載盤的土體自上而下的擠壓過程，其承載盤下方往往承受不了這種方式的擠壓而出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，成型后沒有盤的形狀，這在施工中經(jīng)常出現(xiàn)。擠擴(kuò)成型后的承載盤的盤中殘土隔斷（此隔斷是由于土體沒有被擠擴(kuò)機(jī)的支擠壓到而殘留的部份）必須人工清理，因而小樁徑在這方面顯得尤為困難。
旋擴(kuò)切削成型克服了擠擴(kuò)成型的以上所提及的幾個(gè)缺點(diǎn)，從而達(dá)到對(duì)原狀土的擾動(dòng)很小，基本上不改變土體的性狀；不會(huì)產(chǎn)生塌方的現(xiàn)象；承載腔腔體中的殘土量很少；小樁徑的變徑樁也可以很好的成型。
5．結(jié)論
經(jīng)過旋擴(kuò)珠盤樁在大量工程使用的結(jié)果證明，這種樁型具有沉降小、承載力大，充分發(fā)揮了樁身混凝土的強(qiáng)度和各土層尤其是優(yōu)質(zhì)土層的承載力。就算是小樁徑的旋擴(kuò)珠盤樁也比相同條件下的常規(guī)樁承載力高出1至2倍。
不難看出，旋擴(kuò)珠盤樁能夠較明顯地節(jié)省原材料，降低工程造價(jià)，縮短建設(shè)工期，提高工程質(zhì)量
旋擴(kuò)珠盤樁的成型機(jī)械在成型過程中對(duì)樁周土本擾動(dòng)影響很小，基本上不改變土本的原水文地質(zhì)條件，而且在成型過程中噪音較小，符合城市環(huán)保要求。該機(jī)械成型尺寸精確、靈活可調(diào)、成型形狀完美，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的成型方法。其承載盤角度設(shè)計(jì)受力合理，成型時(shí)沒有塌方的現(xiàn)象，承載腔體中殘土很少。
旋擴(kuò)珠盤樁的成型機(jī)械投資較少，與傳統(tǒng)成型機(jī)械相比較，節(jié)省投資可達(dá)4/5左右，除此之外，一機(jī)還可以多用，可施工摩擦樁、CFG樁、旋擴(kuò)樁，而且一套設(shè)備還可施工不同樁徑的樁。
（巖土工程師＿）
