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环保挤密桩机作用机理与特点跟复合地基设计

2024-02-23 11:02:45

<一>、螺旋打桩钻机作用机理与特点

螺旋打桩钻机属于复合地基的一种。复合地基是指自然生长地基在地基处理过程中部分土体深受增强或被置换,或在自然生长地基中设置加筋材料,加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基。可分为散体材料复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。

散体材料复合地基如碎石桩复合地基、砂桩复合地基等。

柔性桩复合地基如深层搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基等。

刚性桩复合地基如CFG复合地基、管桩复合地基、钢筋混凝土复合地基(通常其上部设有褥垫层)等。

螺旋打桩钻机复合地基由桩、桩间土及褥垫层三部分构成,通过褥垫层与基础连接,其加固机理为褥垫层受上部基础荷载作用产生变形后以确定的比例将荷载分摊给桩及桩间土,使二者共同受力。同时土体受到桩的挤密而提承载力好,而桩又由于周围土的侧应力的增加而改变了受力性能,二者共同工作,形成了一个复合地基的受力整体,共同承担上部基础传来的荷载。

复合地基设计中,基础与桩和桩间土之间设置确定厚度散体粒状材料组成的褥垫层,是复合地基的一个核心技术。基础下是否设置褥垫层,对复合地基受力影响很大。

若不设置褥垫层,复合地基承载特性与桩基础相似,桩间土承载能力难以发挥,不能成为复合地基。基础下设置褥垫层,桩间土承载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降,即使桩端落在好土层上,也能保护荷载通过褥垫层作用到桩间土上,使桩土共同承担荷载。

螺旋打桩钻机复合地基无论桩端落在一般土层还是坚硬土层,均可保护桩间土始终参与工作。

由于桩体的强度和模量比桩间土大,在荷载作用下,桩顶应力比桩间土表面应力大,桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。

螺旋打桩钻机加固地基,桩和桩间土一起通过褥垫层形成螺旋打桩钻机复合地基,该复合地基有三种加固作用:桩体作用、褥垫层作用和挤密作用。

(1)桩体作用:承担由基础传来的竖向、水平荷载,对地基土产生确定的挤密作用,提供排水通道,加速地基排水固结。

(2)褥垫层作用:保护桩与桩间土共同承担荷载,减少基础底面的应力集中,调整桩土荷载分担比。

(3)挤密作用:若螺旋打桩钻机采用振动沉管法施工,由于振动挤压作用使得桩间土被挤密。经测试表明,加固后的地基土含水量、孔隙比、压缩系数均有所减小,容重、压缩模量均有所增加,说明桩间土已挤密。

<二>、螺旋钻机复合地基设计

螺旋钻机复合地基作为刚性桩复合地基代表之一,在工程施工过程中工况要求低、成桩速度适宜、施工工期短、工艺简单、质量可控、稳定性强、造价低廉等特点被广泛的应用于各大工程项目,在路基施工过程中螺旋钻机复合地基往往由大口径螺旋桩机桩体、桩间土体以及上部褥垫层三大部分组成。螺旋钻机在施工过程中通过不同的桩机选择可以兼具挤土作用增加复合地基的承载能力,同时在顶部与路基主体之间加设褥垫层以传递上部基础荷载,通过褥垫层的变形将上部荷载分摊到桩体和桩间土体上己达到共同承载的目的,因为桩的挤密提高了自然生长地基土体的承载力,桩体通过周围土体对其产生的侧向应力同时提高了受力性能,桩间土体与桩体共同形成受力整体分担上部传递来的荷载。

螺杆桩是一种具有挤土作用的混凝土灌注桩,是柱型异型桩的典型代表,成桩后的桩体成规律的变截面变化,整体分为上下两个部分,但在成桩过程中没有具体的比例要求,可根据不同的地址情况进行确定的调整以满足施工要求,国内螺杆桩设备有步履式螺杆桩机和履带式螺杆桩机,部分螺杆桩机械使用老式螺旋钻机机体进行改装,但控制系统均采用机、电、液压一体化。在成桩过程中装机钻具配合混凝土直接灌进的方式,不进行桩孔护壁,施工便利无弃土外运,无泥浆污染、振动弱、噪音小,同时具有承载性能好、造价低及节约混凝土等优点,。螺杆桩改变了桩体与周围土体的相互作用形式,螺纹段成桩后与土体咬合,利用土体承担外部荷载。


螺旋钻头
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尼龙瓦尼龙板尼龙套梅花垫等尼龙
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摆线针/齿轮
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多路阀/顶针/调压阀
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