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          預制樁PK灌注樁:兩種樁基礎如何選擇?

          2020-08-12 13:12:20  

          本文《預應力管樁與鉆孔灌注樁對比分析》刊登于《基層建設》2016年1期:樁按施工方法不同,可分為預制樁(預應力管樁)和灌注樁(鉆孔灌注樁)。兩者都是廣泛運用于土質軟弱且埋藏較厚的地基中,具有承載力高、穩定性好、沉降小、耗材少等特點,可以有效滿足建筑物對地基強度、變形和穩定性的要求。兩種樁型各具特點,不同的施工方法,采用的機械設備和施工工藝不同,樁與土的作用機理也不同,適用范圍有所不同。本文從樁的作用機理、建設條件、施工工藝、建設成本等角度,對比分析預應力管樁與鉆孔灌注樁各自的優缺點及適用性,從而確定如何選擇。

          預制樁PK灌注樁:兩種樁基礎如何選擇?

          預制樁(預應力管樁)

          預制樁PK灌注樁:兩種樁基礎如何選擇?

          灌注樁(鉆孔灌注樁)

          預制樁(預應力管樁)是采用先張法預應力工藝、摻加高效減水劑、高速離心蒸汽養護成型法制成的一種空心筒體細長混凝土預制構件,主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等組成。

          灌注樁(鉆孔灌注樁)是在工程現場通過利用鉆孔機具在土中鉆進,邊破碎土體邊出土渣而成孔,然后在樁孔內放置鋼筋骨架,再灌注混凝土而做成的樁。

          1、從作用機理角度來看

          預制樁(預應力管樁)是通過打入或壓入地基內達到所需的深度,在沉樁過程中,周圍土體受到樁體的擠壓作用,導致短期內孔隙水壓力上升,使土體隆起并向側向擠壓,使應力影響范圍內的已有建(構)筑物及道路等產生變形,甚至破壞。同時還會對已施工完畢的工程樁產生擠壓,使之產生偏移、上浮等現象。

          灌注樁(鉆孔灌注樁)采用干作業法或泥漿護壁法成孔,在成孔與成樁的過程中對周圍的樁間土沒有擠壓作用,不會引起土體中超孔隙水壓力的增長,因而樁的施工不會不會危及周圍相鄰建(構)筑物及道路的安全。因此,鉆孔灌注樁相比預應力管樁具有無振動、無擠土影響、對周圍建筑物影響小等特點,但樁身混凝土強度較低,沉降量較大。

          2、從建設條件角度來看

          預制樁(預應力管樁)適用于地基土質為軟土、砂性土、塑性土、粉土、細砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石類土,不易穿透較厚的砂土等硬夾層,只能進入砂、礫、硬黏土、強風化巖層等堅實持力層不大的深度。當遇砂層、孤石等沉樁困難時,可采用引孔措施。采用打入或靜壓預應力管樁,以強風化巖層為樁基持力層時,樁身穿越的大部分為軟弱土、粘性土及全風化巖層,整體來說沉樁阻力不大。如局部殘積層及全風化層中分布規律的孤石,在成樁過程中可能造成一定的困難。由于施工需要有振動沉樁錘、起重設備等大型機具,因此所需施工場地較大。

          灌注樁(鉆孔灌注樁)適用于各種砂性土、黏性土,也適用于碎、卵石類土層和巖層。但對淤泥及可能發生流砂或承壓水的地基,施工較困難。因此,鉆孔灌注樁相比預應力管樁具有施工設備簡單、操作方便、不受場地狹小限制等特點,但施工工期較長,施工質量不如預應力管樁穩定。

          3、從施工工藝角度來看

          預制樁(預應力管樁)的施工工藝為:測量定位→樁機就位、對中→壓樁→接樁→送樁或截樁→靜壓樁到設計高程。

          (1)測量定位:施工前放好軸線和每一個樁位,并涂上油漆使標志明顯。

          (2)樁機就位、對中:通過壓樁機啟動縱向和橫向行走油缸,將樁尖對準樁位。開動壓樁油缸將樁壓入土中,待樁下沉達到穩定狀態后,調正樁在兩個方向的垂直度。

          (3)壓樁:通過夾持油缸將樁夾緊,然后使壓樁油缸伸程,將壓力施加到樁上。

          (4)接樁:樁的單節長度應根據設備條件和施工工藝確定。當樁貫穿的土層中夾有薄層砂土時,確定單節樁的長度時應避免樁端停在砂土層中進行接樁。當下一節樁壓到露出地面0.8~1.0m時,便可接上一節樁。

          (5)送樁或截樁:如果樁頂接近地面,而壓樁力尚未達到規定值,可以送樁。如果樁頂高出地面一段距離,而壓樁力已達到規定值時則要截樁,以便壓樁機移位。

          (6)壓樁結束:當壓力表讀數達到預先規定值時,便可停止壓樁。

          灌注樁(鉆孔灌注樁)的施工工藝為:樁位放樣→鋼護筒埋設→泥漿系統布置→樁機就位→鉆孔→清孔→裝吊鋼筋骨架→灌注水下砼→樁基施工完畢、拆卸鉆機。

          (1)樁位放樣:采用丈量法進行樁位測放,在施工期內對測量基線予以保護及定期復核,以保證測量控制精度符合設計要求。

          (2)鋼護筒埋設:根據樁位,使護筒中心和樁中心重合,偏差小于50mm。護筒與坑壁之間用粘性土填實,確保護筒位置的準確及穩定,再次校正護筒中心偏差,并用水平尺校核護筒的垂直度,使護筒達到水平牢固。

          (3)泥漿循環系統布置:配備沉淀池、循環池進行泥漿凈化后流回孔內,確保終孔后灌注前孔內泥漿各項指標的要求。

          (4)鉆機就位:鉆機就位底座應墊牢,用水平尺對機座底架進行水平調整,直至鉆架垂直地面,天車吊輪、回鉆盤和鉆頭與樁位四點中心到同一鉛垂線上。

          (5)鉆孔:成孔施工時,鉆具(鉆頭、主動鉆桿和副鉆桿)要保證垂直度、同心度和連接時整合可靠,以防止孔斜和鉆具脫落的事故發生。鉆進到設計標高終孔時,應保持鉆機空轉不進尺10分鐘,直至泥漿指標達到一次清孔要求。

          (6)清孔:除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿,以保證灌注的鋼筋混凝土質量,確保樁的承載力。

          (7)裝吊鋼筋骨架:鋼筋籠在吊運過程中,由于其在縱向抗彎能力較差,必要時在籠內加支撐,以提高籠的剛性。當籠吊至孔口時,使籠中心對準樁位中心,扶正后并緩緩勻速下入孔內,嚴禁擺動碰撞孔壁,邊下鋼筋籠邊裝上保護塊。當最后吊筋下至孔口時,固定在孔口的定位架上,將鋼籠臨時吊于孔口。

          (8)灌注水下砼:灌注前料斗下覆隔水蓋板。開始灌注時,開啟料斗,并立即連續供料,使首批砼一起壓住隔水蓋板迅速落下。隨著砼連續不斷地灌入,孔內砼面不斷上升,導管的埋深也在不斷增加,需要定時測量砼面的上升情況。在灌注中要不斷上下提動導管,以防止速度過快而產生空洞及混凝土不能流動鋼籠外側。

          4、從建設成本角度來看

          在一般情況下,相同建筑場地條件范圍內,預應力管樁的工程造價低于鉆孔灌注樁。如果在地質條件不是很好的區域,場地局部殘積層及全風化層中分布規律的孤石,預應力管樁將需要采用引孔措施,會增加很大的工程投資,造價相對較高。

          預制樁(預應力管樁)具有造價經濟,工期短,質量有保證等優點,但對土質、場地條件有一定要求。

          灌注樁(鉆孔灌注樁)不受土質、場地條件限制,但工期長,造價較高。

          無論哪種樁基礎,在實際應用中均有一定的優缺點。至于如何具體選擇,則需要根據工程實際需要,從擬建場地類型、軟土分布、水文條件、周圍環境等條件,結合工程具體建設內容、工序的連續性、工期整體控制等各個方面對預應力管樁和鉆孔灌注樁進行綜合比較。通過比較分析,提出技術上可行,造價經濟的處理方案。


          來源:建筑工程魯班聯盟


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