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选择预应力管桩还是钻孔灌注桩?预应力机械说需要全面对比分析

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选择预应力管桩还是钻孔灌注桩?预应力机械说需要全面对比分析

发布日期:2019-04-09 作者:小编 点击:

预应力机械

桩按施工方法不同,可分为预制桩(预应力管桩)和灌注桩(钻孔灌注桩)。两者都是广泛运用于土质软弱且埋藏较厚的地基中,具有承载力高、稳定性好、沉降小、耗材少等特点,可以有效满足建筑物对地基强度、变形和稳定性的要求。

△ 预制桩和灌注桩的现场施工

两种桩型各具特点,不同的施工方法,采用的机械设备和施工工艺不同,桩与土的作用机理也不同,适用范围有所不同。本文将对这两种桩型进行对比,分析各自的优缺点及适用性,从而确定是选择预应力管桩还是钻孔灌注桩。

△ 应力管桩是采用先张法预应力工艺、掺加高效减水剂、高速离心蒸汽养护成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件,主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。

△ 孔灌注桩是在工程现场通过利用钻孔机具在土中钻进,边破碎土体边出土渣而成孔,然后在桩孔内放置钢筋骨架,再灌注混凝土而做成的桩。

本文从桩的作用机理、建设条件、施工工艺、建设成本等角度对预应力管桩与钻孔灌注桩的对比分析

从作用机理角度来看

预应力管桩是通过打入或压入地基内达到所需的深度,在沉桩过程中,周围土体受到桩体的挤压作用,导致短期内孔隙水压力上升,使土体隆起并向侧向挤压,使应力影响范围内的已有建(构)筑物及道路等产生变形,甚至破坏。同时还会对已施工完毕的工程桩产生挤压,使之产生偏移、上浮等现象。

钻孔灌注桩采用干作业法或泥浆护壁法成孔,在成孔与成桩的过程中对周围的桩间土没有挤压作用,不会引起土体中超孔隙水压力的增长,因而桩的施工不会不会危及周围相邻建(构)筑物及道路的安全。因此,钻孔灌注桩相比预应力管桩具有无振动、无挤土影响、对周围建筑物影响小等特点,但桩身混凝土强度较低,单桩承载力较低,沉降量较大。

从建设条件角度来看

预应力管桩适用于地基土质为软土、砂性土、塑性土、粉土、细砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石类土,不易穿透较厚的砂土等硬夹层,只能进入砂、砾、硬黏土、强风化岩层等坚实持力层不大的深度。当遇砂层、孤石等沉桩困难时,可采用引孔措施。采用打入或静压预应力管桩,以强风化岩层为桩基持力层时,桩身穿越的大部分为软弱土、粘性土及全风化岩层,整体来说沉桩阻力不大。如局部残积层及全风化层中分布规律的孤石,在成桩过程中可能造成一定的困难。由于施工需要有振动沉桩锤、起重设备等大型机具,因此所需施工场地较大。

钻孔灌注桩适用于各种砂性土、黏性土,也适用于碎、卵石类土层和岩层。但对淤泥及可能发生流砂或承压水的地基,施工较困难。因此,钻孔灌注桩相比预应力管桩具有施工设备简单、操作方便、不受场地狭小限制等特点,但施工工期较长,施工质量不如预应力管桩稳定。

从施工工艺角度来看

预应力管桩的施工工艺为:测量定位→桩机就位、对中→压桩→接桩→送桩或截桩→静压桩到设计高程。

(1)测量定位:施工前放好轴线和每一个桩位,并涂上油漆使标志明显。

(2)桩机就位、对中:通过压桩机启动纵向和横向行走油缸,将桩尖对准桩位。开动压桩油缸将桩压人土中,待桩下沉达到稳定状态后,调正桩在两个方向的垂直度。

(3)压桩:通过夹持油缸将桩夹紧,然后使压桩油缸伸程,将压力施加到桩上。

(4)接桩:桩的单节长度应根据设备条件和施工工艺确定。当桩贯穿的土层中夹有薄层砂土时,确定单节桩的长度时应避免桩端停在砂土层中进行接桩。当下一节桩压到露出地面0.8~1.0m时,便可接上一节桩。

(5)送桩或截桩:如果桩顶接近地面,而压桩力尚未达到规定值,可以送桩。如果桩顶高出地面一段距离,而压桩力已达到规定值时则要截桩,以便压桩机移位。

(6)压桩结束:当压力表读数达到预先规定值时,便可停止压桩。

钻孔灌注桩的施工工艺为:钻孔桩施工流程:桩位放样→钢护筒埋设→泥浆系统布置→桩机就位→钻孔→清孔→装吊钢筋骨架→灌注水下砼→桩基施工完毕,拆卸钻机。

(1)桩位放样:采用丈量法进行桩位测放,在施工期内对测量基线予以保护及定期复核,以保证测量控制精度符合设计要求。

(2)钢护筒埋设:根据桩位,使护筒中心和桩中心重合,偏差小于50mm。护筒与坑壁之间用粘性土填实,确保护筒位置的准确及稳定,再次校正护筒中心偏差,并用水平尺校核护筒的垂直度,使护筒达到水平牢固。

(3)泥浆循环系统布置:配备沉淀池、循环池进行泥浆净化后流回孔内,确保终孔后灌注前孔内泥浆各项指标的要求。

(4)钻机就位:钻机就位底座应垫牢,用水平尺对机座底架进行水平调整,直至钻架垂直地面,天车吊轮、回钻盘和钻头与桩位四点中心到同一铅垂线上。

(5)钻孔:成孔施工时,钻具(钻头、主动钻杆和副钻杆)要保证垂直度、同心度和连接时整合可靠,以防止孔斜和钻具脱落的事故发生。钻进到设计标高终孔时,应保持钻机空转不进尺10分钟,直至泥浆指标达到一次清孔要求。

(6)清孔:除去孔底沉淀的钻渣和泥浆,以保证灌注的钢筋混凝土质量,确保桩的承载力。

(7)装吊钢筋骨架:钢筋笼在吊运过程中,由于其在纵向抗弯能力较差,必要时在笼内加支撑,以提高笼的刚性。当笼吊至孔口时,使笼中心对准桩位中心,扶正后并缓缓匀速下入孔内,严禁摆动碰撞孔壁,边下钢筋笼边装上保护块。当最后吊筋下至孔口时,固定在孔口的定位架上,将钢笼临时吊于孔口。

(8)灌注水下砼:灌注前料斗下覆隔水盖板。开始灌注时,开启料斗,并立即连续供料,使首批砼一起压住隔水盖板迅速落下。随着砼连续不断地灌入,孔内砼面不断上升,导管的埋深也在不断增加,需要定时测量砼面的上升情况。在灌注中要不断上下提动导管,以防止速度过快而产生空洞及混凝土不能流动钢笼外侧。

从建设成本角度来看

在一般情况下,相同建筑场地条件范围内,预应力管桩的工程造价低于钻孔灌注桩。如果在地质条件不是很好的区域,场地局部残积层及全风化层中分布规律的孤石,预应力管桩将需要采用引孔措施,会增加很大的工程投资,造价相对较高。

预应力管桩具有造价经济,工期短,质量有保证等优点,但对土质、场地条件有一定要求。

钻孔灌注桩不受土质、场地条件限制,但工期长,造价较高。

预应力机械说无论哪种桩基础,在实际应用中均有一定的优缺点。至于如何具体选择,则需要根据工程实际需要,从拟建场地类型、软土分布、水文条件、周围环境等条件,结合工程具体建设内容、工序的连续性、工期整体控制等各个方面对预应力管桩和钻孔灌注桩进行综合比较。通过比较分析,提出技术上可行,造价经济的处理方案。



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