勁型微型樁的特點簡述

1、<p>　　勁型微型樁的特點簡述</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，做成嵌巖樁時可獲得較大的單樁承載力，具有較高的應用價值。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：勁型微型樁；構(gòu)造；施工工藝 </p><p&

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

3、舊建筑物補強，如意大利羅馬S.Andrea delle Fratte教堂補強(見圖1.1)。美國于40年代開始使用微型樁，從1996年到2001年，深基礎協(xié)會(DFI)微型樁委員會發(fā)展了《擬建微型樁施工規(guī)范的設計指南》，該設計指南2001年批準通過。同期美國聯(lián)邦公路局也發(fā)表了《微型樁設計和施工指南》。 </p><p>　　微型樁在發(fā)展初期設計豎向承載力僅400 kN，原因在于其采用鋼筋做為加筋，直徑一般在150

4、mm～300mm，同時注漿壓力小。近年來微型樁的施工工藝和設計有了較大的發(fā)展和改進?，F(xiàn)廣泛應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、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、基礎開挖擋土等工程。 </p><p>　　二、勁性微型樁的特點、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、鋼材強度較低，計算理論不盡完善。微型樁經(jīng)過50多年的發(fā)展，衍生出新的構(gòu)造形式，在應用范圍、構(gòu)造形式、設計理論等方面都發(fā)生了很大變化，而國內(nèi)對勁性微型樁(勁材為型鋼或鋼管)的構(gòu)造、施工工藝等方面的研究很少，國內(nèi)尚無統(tǒng)一的設計及施工規(guī)范。目前雖然勁性微型樁已在國內(nèi)得到認可和使用，但缺乏設計依據(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，但是其受力機理

6、有很大的區(qū)別，勁性微型樁相對于傳統(tǒng)微型樁而言，又具有其獨特之處。 </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，進而分析總結(jié)勁性微型樁的特點，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 </p><p>　　1）所需施工場地較?。嚎刹捎眯⌒豌@機施工，在

7、平面尺寸1.1m×2.5m和凈空高度2.2m即可施工(見圖1.2)。 </p><p>　　圖1.2微型樁的施工場地 </p><p>　　2）沉降量小：微型樁在荷載試驗中，單樁在712kN (160 kips)軸向荷載下最大沉降只有16.256mm[1]。微型樁在工作時沉降只有數(shù)毫米，且在這樣的沉降范圍內(nèi)，承載力并沒有完全發(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)生縮頸或斷樁對承載力的影響[2]。 </p><p>　　4）承載力高[9]：國內(nèi)單樁設計荷載一般小于500kN，傳統(tǒng)微型樁單樁設計荷載為300～1000kN(Bruce et al.1995a)。目前國外勁性微型樁單樁設計承載力最高能夠達到4000kN(樁端嵌入巖石)。 </p><p>

9、　　5）施工引起的附加應力小：由于樁孔直徑小，因此對基礎和地基土幾乎都不產(chǎn)生附加應力，施工時對原有基礎影響小，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?。合啾葌鹘y(tǒng)樁型，微型樁施工噪聲和引起的震動很小(Mascardi 1982)，不會給原有結(jié)構(gòu)物帶來危險，對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)問題[3]。勁性微型樁采用二次壓漿，此施工工藝對樁周土的土性參數(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度大的優(yōu)點。 </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)生了各種類型的微型樁，但總得說來，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，某些類型微型樁中無此構(gòu)件)、加筋(Reinforcement)、注漿體(Grout)及附屬件(如：定位支架)組成(見圖1.4)。 </p><p>　　美國及一些歐洲國家已研制生產(chǎn)出微型樁專用構(gòu)件，并制定了標準。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)；國外生產(chǎn)的加筋采用標準化全螺紋圓鋼(All－Thread－Bar，可實心或空心) 或鋼管。此類型加筋可保證和注漿體的粘結(jié)力，同時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(見圖1.5)的作用是固定樁頂?shù)膫髁Π澹ＷC樁

14、頂荷載傳至樁身。 </p><p>　　3）樁頂傳力板(Steel Bearing Plates)；傳力板(見圖1.5)的作用是將樁頂荷載有效傳至樁身。有時為了提高樁頂部分局部承壓能力，在樁頂部分設置螺旋筋加強。 </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時跟進護壁外，有時也

15、做為微型樁結(jié)構(gòu)的一部分。類似于加筋，為方便在場地受限地段施工，鋼套管分成節(jié)段，通過螺紋聯(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，采用定位器來定位(見圖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(施工工藝流程見圖1.7)進行：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壁循環(huán)成孔。鉆機經(jīng)改造后，樁孔距建筑物墻(柱)邊最近可達到350mm，必要時也可采用斜孔。 </p><p>　　清孔

17、：若采用泥漿護壁循環(huán)成孔，則成孔后應進行水沖清孔。 </p><p>　　安放鋼管(或工字鋼)：清孔后應及時安放鋼管(或工字鋼)，在建筑物改造或基礎托換工程中，由于受建筑物層高的限制，鋼管通常分幾節(jié)制做(見圖1.8)，安放時再進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(見圖1.9)。第二步：待水泥砂漿初凝后進行二次注漿(見圖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)過介紹了勁性微型樁在國內(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，它不僅可用于新建工程的地基處理，也可用于現(xiàn)有工程的基礎托換，特別是對于場地狹窄，凈空低矮的工程現(xiàn)場，其優(yōu)越性尤為突出。由于微型樁在國內(nèi)應用時間較短，國內(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，同時微型樁樁身強度小于傳統(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)生縮頸或斷樁對承載力的影響[2]。目前國外采用專用型鋼做為加筋，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]，有較高的應用價值。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] Richard J.Finno,

21、Catalina Orozco Perdomo.Evaluation of Compaction Grouted Minipiles at the Northwestern University National Geotechnical ExperimentationSite[R].USA:Department of Civil Engineering Northwestern University,1997 </p>

22、<p>　　[2] 孫劍平,徐向東等. 勁性微型樁在地下洞室塌陷事故中的應用[J]. 施工技術(shù)，1999(2) </p><p>　　[3] 楊永浩. 樹根樁技術(shù)試驗研究及其應用[J].地基處理,1992,3(4)：27～36. </p><p>　　[4] Horst Aschenbroich ,Micro pile renforcement systems and corro

23、sion protection[R].Canada </p><p>　　[5] 孫劍平. 微型樁的應用技術(shù). 山東建筑工業(yè) </p><p>　　[6] 許明華. 用噴灌微型樁加固碼頭鋼管樁樁尖基礎[J]. 探礦工程，1993年第4期31～32. </p><p>　　[7] 唐冬初. 利用樹根樁托換房屋基礎[J]. 工業(yè)建筑，1999(12)，59～62. &l

24、t;/p><p>　　[8] 陳杰. 用樹根樁加固地基的工程實例分析[J]. 廣東土木與建筑，2003，12，39～40. </p><p>　　[9] 張雪梅. 樹根樁解決抗浮問題的具體應用[J]. 城市道橋與防洪，2008，7，79～81. </p><p>　　[10] 陳玉清. 微型鋼管灌注樁設計與施工[J]. 建筑技術(shù)，2003，4，29～31. </p

25、><p>　　[11] 王新武. 鋼管微型樁在樓房地基加固和糾偏中的綜合應用[J]. 建筑科學，2008，11，929～104. </p><p><b>　　作者簡介： </b></p><p>　　譚現(xiàn)東（1973.10- ），男，山東臨清人，煙臺大學本科，講師，碩士，聊城職業(yè)技術(shù)學院工程學院，研究方向：建筑力學、建筑結(jié)構(gòu)。 </p>