[中機鍛壓]液壓打樁錘與復(fù)合載體樁施工中的應(yīng)用與優(yōu)勢

1、人.人、 . 二乂%、v .v .v v * axvsssssswsssswsv .wwwwswwwwwww擠«夂體:做從、場b液壓打樁錘與復(fù)合載體樁施工中的應(yīng)用與優(yōu)勢中機鍛壓江蘇股份有限公司張長龍曹喻鑌概述:本文闡述復(fù)合載體樁的技術(shù)特點、機理分析、施工流程，闡述復(fù)合載體樁 各種施工設(shè)備的特點及適應(yīng)性，闡明程控液壓打樁錘是大型復(fù)合載體樁施工設(shè)備發(fā)展 的必然趨勢。關(guān)鍵詞：液壓打樁錘復(fù)合載體樁重錘式樁機振動錘樁機柴油錘樁機一、復(fù)合載體樁復(fù)合載體樁是一種全新的施工技術(shù)，它改變了傳統(tǒng)的地基基礎(chǔ)處理觀念，選擇下 部層位穩(wěn)定、土性較好的土層作為被加固土層，以樁端土體為研究對象，利用重錘沖 擊成孔

2、，對周圍土體進(jìn)行擠密加固，當(dāng)沉管到設(shè)計標(biāo)高時，對樁端進(jìn)行連續(xù)填料、夯 實、擠密等操作，并用三擊貫入度作為控制指標(biāo)，再填以干硬性混凝土，使樁端以下 深度為35m、直徑為23m區(qū)域約10n?的土體得到最有效的加固擠密，形成自內(nèi) 到外依次為由干硬性混凝土、填充料、擠密土體組成的載體基礎(chǔ)，然后再放罝鋼筋籠、 灌注混凝土而成。復(fù)合載體樁的這種特殊的構(gòu)造可以使樁端的應(yīng)力水平逐層地進(jìn)行擴散和降低，直 至降低到與“載體”以外的原狀土體承載力和同的程度，這樣，改變了傳統(tǒng)的樁端與地 基土體之間的作用關(guān)系，充分地調(diào)動了樁端地基土體的承載力，從而使樁的承載能力大大提 高。復(fù)合載體樁技術(shù)特點：1. 徹底改變了傳統(tǒng)的地基

3、處理觀念，避軟 就硬，因地制宜，充分地將建筑物的結(jié)構(gòu)形式 與場地的工程地質(zhì)條件有機地結(jié)合起來，使地 基處理獲得最優(yōu)的效果。2. 將地基處理與基礎(chǔ)施工合二為一，即降 低地基處理費用，乂節(jié)約基礎(chǔ)投資，使得施工 方有利可得，與此同時乂可使得建設(shè)方最大限 度地節(jié)約資金，可謂一舉兩得。3. 極大地改善了樁的承載性狀，使得單樁 承載力出乎尋常的高，一般是普通樁的3-8倍。4. 可以通過調(diào)整“載體樁”的施工控制參數(shù)，任意改變其單樁豎向承載力極限特征 值，使之最優(yōu)化地滿足工程之需要。5. 施工中能就地取材，充分地利用同體廢物或廉價的建筑材料作為填充料，變廢 為寶，利國利民，保護環(huán)境，降低了樁基礎(chǔ)的成本。該技術(shù)

4、利用樁錘對填料反復(fù)進(jìn)行 填充和夯實操作，使樁端以下縱向35m、橫向23m、體積約10m3的土體得到加固 擠密。而且通過在濕陷性黃土地區(qū)施工后的土樣分析，“載體”周圍的濕陷性得到有效 消除。在不影響相鄰樁己完成的擠密土體的破壞和松動的情況下，使填料底端形成最 大最優(yōu)的密實體和影響土體，樁身承受的集屮荷載通過載體的分層擴散作用，消除樁 端的應(yīng)力集屮，并逐層降低至天然土體能夠承受的程度，從而改善了土體的受力狀態(tài)。二、復(fù)合載體樁機理分析1. 載體樁是通過夯填建筑垃圾（碎 磚，混凝土塊，礫石等）、干硬性混凝土，對樁端土壤進(jìn)行擠密，形成復(fù)合地基擴 展基礎(chǔ)，將作用在樁頂上部的豎向荷栽，通過樁身傳到復(fù)合載體，

5、并擴散到基礎(chǔ) 底部的持力層。2. 填充料是為了增強砼樁端i 土體 的擠密效果而填充的材料，對于有些地 質(zhì)條件較好、擠密效果佳的土層，在施 工載體樁時，可以不投填充料而對樁端 土體直接夯實，我們現(xiàn)場就是不填充而直接夯實的。3. 載體由三部分組成.砼、夯實填充料、擠密土體。從砼、夯實填充料到擠密土體, 其壓縮模量漸擴散。根據(jù)施工經(jīng)驗以及樁端周圍土體取樣分析，載體的影響范圍深度 約為35m，直徑約為23m，即施工完畢時，樁端下深35m，直徑23m范圍的 土體都得到了有效擠密。4. 載體樁樁長包括兩部分：砼樁身長度和載體高度，其屮砼樁身長度即從承臺底裁 體頂?shù)母叨龋d體的高度因樁端土體土性和三擊貫入度

6、的不同而不同，一般深度為3 5m，在進(jìn)行設(shè)計時，從安全角度考慮，常常取2m作為載體的計算高度。5. 載體樁持力層指直接承受載體傳遞荷載的土層。上部荷載通過樁身傳遞到載體, 并最終傳遞到持力層。6.三擊貫入度采用錘徑355mm,質(zhì)量為3500kg的柱錘，落距為6.0m,連續(xù)三次 錘擊的累計卞沉量.當(dāng)填料夯實完畢后，正常的貫入度應(yīng)該為第二次測得的貫入度不大于前一次的貫入度，若發(fā)現(xiàn)不符合此規(guī)律，應(yīng)分析杳明原因，處理完畢后重新測量。三、復(fù)合載體樁施工流程1）樁位確定-樁位放線-樁機就位；2）通過重錘窮擊成孔y沉護筒y反壓護筒使護筒下沉到設(shè)計標(biāo)高；3）進(jìn)行夯實-測量貫入度-測量三擊貫入度，若大于設(shè)計要求

7、三擊貫入度，重復(fù) 工序3 ,直到滿足設(shè)計要求為止；4）填入干硬性混凝土，并夯擊密實；5）放入鋼筋籠；檢查校正；6）澆注混凝土成樁4就位于下一根樁。窮擊ff錘擊派沉護筒.夯擊填充料篇三抵蕓篇，s± .護筒持力土層（1（2）（3）（45）（6（7（8）（9u!復(fù)合載體樁施工樁機設(shè)備為適應(yīng)復(fù)合載體樁的施工，依據(jù)上述施工工藝流程，fi前出現(xiàn)了多種施工樁機設(shè) 備，按照夯實設(shè)備的類型可 分為：1. 重錘式樁機重錘式樁機其工作原理 如上圖所示（復(fù)合載體樁施 工流程），利用重錘自由落體形成的沖擊能量，沖擊樁孔，利用樁機的重量及錘心夯擊土壤的摩擦力反壓護筒使護 筒下沉到設(shè)計標(biāo)高，再利用重錘夯擊填入護筒

8、內(nèi)的干硬性混凝土，重錘式樁機是復(fù)合 載體樁施工原形設(shè)備如上閣。2. 振動錘樁機重錘式樁機是采用卷揚機來提升錘心到一定高度后自由釋放，實現(xiàn)夯擊，結(jié)構(gòu)簡 單但施工效率很低，為了提高效率，采用振動錘連接一內(nèi)筒體來替代重錘心（如下圖） 實現(xiàn)填充物的夯實，沒有了重錘心的往復(fù)運動，大大提高了施工效率。3. 柴油錘樁機振動錘一般在沿海沖積平原，或地下水位較 高的地區(qū)沉樁效果較好，但是在一些砂石層較 厚、地下水位較低的地區(qū)，振動錘往往由于穿透 力的限制，不能適應(yīng)。柴油錘由于具有較強的穿 透力，往往在內(nèi)陸地區(qū)有較強的適應(yīng)性。由于大 噸位柴油錘軟地基起錘更為網(wǎng)難，震動打擊拔樁 動作難以實現(xiàn)，因此往往適應(yīng)于一些中小

9、直徑的 長度較短的樁基施工。4. 柴油錘、振動錘組合錘樁機柴油錘具有較強的穿透力，但隨著復(fù)合載體樁成孔直徑及深度的增加，提拔護筒 的要求越來越高，由此出現(xiàn)如下閣所示的柴油錘、振動錘組合錘樁機，即利用柴油錘 夯實填充物及護筒，利用振動錘起拔護筒。5. 液壓錘樁機柴油錘由于油煙飛濺產(chǎn)生空氣污染、燃燒爆炸 產(chǎn)生擾民的噪音，難以在城市作業(yè)，大噸位柴油錘 軟地棊起錘困難，嚴(yán)重影響y施工效率，加之柴油 錘由于小能量夯擊不易控制不能實現(xiàn)震動夯擊，為 了克服柴油錘上述缺點，于是程控液壓錘應(yīng)運而生。 屮機程控液壓打樁錘，是一種現(xiàn)代化的樁棊施工設(shè) 備，采用全液壓動力驅(qū)動、數(shù)字化程序控制，實現(xiàn) 了樁錘高效、節(jié)能、環(huán)

10、保、高性能要求。五、中機液壓打樁錘與復(fù)合載體樁施工適應(yīng)性及與其他同類樁工設(shè)備 的比較中機液壓錘作為現(xiàn)代化的樁工設(shè)備，由于其結(jié)構(gòu)原理的先進(jìn)性，具有較強的適應(yīng) 性，特別是在復(fù)合載體樁施工中的適應(yīng)性尤為突出，具體表現(xiàn)在：1. 高效程控液壓打樁錘可實現(xiàn)數(shù)字化程序控制，方便準(zhǔn)確，軟地基、低沖程狀態(tài)可實現(xiàn) 高頻次連續(xù)夯擊。程控液壓打樁錘的這一特性非常適應(yīng)軟地基、沉樁起始、干性混凝 土初始高效率夯實。樁錘的數(shù)字化控制可實現(xiàn)同一地質(zhì)條件下復(fù)制試驗樁過程群樁作 業(yè)程序化。徹底避免柴油錘軟地基條件下低沖程調(diào)控難度大，夯擊初始難以實現(xiàn)連續(xù) 打擊，施工操作難以規(guī)范化缺點。2. 節(jié)能程控液壓打樁錘采用全液壓動力驅(qū)動技術(shù)

11、，能源利用率可達(dá)67%以上，而柴油錘 由丁-采用開放式活塞氣缸結(jié)構(gòu)，高溫高壓未充分燃燒的混合氣體的自由排放異致大量 的能量損失，能源利用率不到20%。3. 環(huán)保程控液壓打樁錘采用全液壓動力驅(qū)動技術(shù)，動力系統(tǒng)采用高效率柴油發(fā)動機或電 機驅(qū)動，封閉錘體，封閉動力站，可配備消音器，噪音可低于75db,少無污染，可適 應(yīng)城市作業(yè)。而柴油錘由于采用開放式活塞氣缸結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致柴油燃燒不充分，大量濃 煙被排放，燃油爆炸噪音高于100db,不能適應(yīng)城市作業(yè)。4. 規(guī)范程控液壓打樁錘可通過人機界面，實現(xiàn)人機對話，夯擊程序編制簡單，不需要熟 練的計算機人員，夯擊能量既可以通過數(shù)字化輸入，也可以通過旋鈕控制，夯擊動作

12、 可以采用一般控制，也可以采用程序控制，程序控制可實現(xiàn)同一地質(zhì)條件下復(fù)制試驗 樁過程實現(xiàn)群樁作業(yè)程序化、規(guī)范化。5. 高性能程控液壓打樁錘采用組合式錘頭專利技術(shù)，方便客戶在不同地質(zhì)和樁之間對錘頭 質(zhì)量做出最合理的選擇；客戶通過不同質(zhì)量錘頭的組合可得到不同噸位級別的液壓樁 錘，從性價比考慮，采用組合式錘頭技術(shù)的海卓液壓打樁錘是極為經(jīng)濟的選擇；組合 式錘頭可延長打擊力作用時間，有效貫入能量大。程控液壓打樁錘夯擊能量可以在公稱范圍內(nèi)任意設(shè)定，可實現(xiàn)小能量高頻次震動 打擊，極大地提高了樁錘的對各種地基的適應(yīng)能力，通過特殊的連接器，可實現(xiàn)振動 拔樁動作。程控液壓打樁錘與其他同類樁工設(shè)備的比較比較項目重錘

13、振動錘柴油錘組合錘液壓錘工作效率極低一般一般較高較高穿透力一般較低較好較好較好軟地基啟無影響無影響困難困難無影響動拔樁動作鋼絲繩拉拔振動拔樁鋼絲繩拉拔振動拔樁振動夯擊拔樁程控化不可以不可以不可以不可以可以夯擊力控制人工人工人工人工數(shù)字化、程控化能源利用率一般一般較低較低較高環(huán)境保護無廢氣、噪音無廢氣、噪音油煙、爆炸油煙、爆炸無廢氣、噪音適應(yīng)能力小型樁小型樁小型樁中型樁大型樁適應(yīng)范圍小一般一般小廣泛六、結(jié)束語復(fù)合載體夯擴樁是90年代新興的樁基施工技術(shù)，它是充分利用天然地基中的硬層， 通過干硬性混凝土及填充料等經(jīng)細(xì)長錘夯擴形成的復(fù)合載體和鋼筋混土樁組成。復(fù)合 載體樁單樁承載力高，施工簡單，它既能節(jié)約工程的綜合造價，又有利于環(huán)境