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各类桩基施工各有什么优缺点

318 2020-07-09 14:21:28

还在纠结应该用哪种基础桩吗?别急,这里给分析分析他们的优缺点。

1、强夯


适用范围

目前,强夯法已较广泛地应用于房屋、仓库、油罐、工业设备、公路、铁路、桥梁、机场跑道、港口码头等工程的地基加固,适用于碎石土、砂土、低饱和度土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土、素填土等。

优缺点

  • 1.强夯法具有施工程序及装备简单、适用面广、节省材料(钢、木材、水泥)等,易于掌握、快速、经济、效果显著等优点。

  • 2.单从经济效果比较,强夯法处理地基费用比桩基便宜 2~4 倍。

  • 3.强夯加固法存在的一般问题,主要是施工时振动和噪音大,对周围建筑物和环境带来影响。


2、振动沉管灌注桩

概述

通过振动力将暂时堵住下端开口的桩管沉入到地基预定深度, 然后向桩管内吊放钢筋笼并灌注混凝土,再用动力将桩管拔出发面,混凝土和钢筋留在地下形成的桩称为振动沉管灌注桩。

振动沉管灌注桩适用于一般粘性土、淤泥或淤泥质土、砂土及人工填土等土。成桩长度可达 25m,桩径可达 60mm。振动沉管灌注桩已大量用于一般的工业与民用建筑,与的传统打入式钢筋混凝土预制桩相比,可以节约 50%的钢筋,在相同承载力的情况下,造价一般可降低 30%左右。

优缺点:

优点:与预制桩相比,可节约钢材,降低成本,减少噪音污染,与钻孔桩相比,施工工艺简单,速度快,无排污困扰。

缺点:只能用于软土地基,桩径小,单桩承载力低。


3、引孔沉管灌注桩

概述

在振动沉管灌注桩施工过程中,遇到硬地层时,沉管的阻力突然增加,使得桩管无法沉入,造成桩长和桩的承载力难以满足设计要求。如何改进工艺,使振动沉管灌注桩不受复杂地层的影响,同时又不影响成桩质量和施工速度,在相当长的时间内,曾是困扰岩土工程技术人员的课题。

工艺简介

即在难以直接沉管的地层中用长螺旋钻机预引小于设计桩径的孔,而后,通过锤击力或振动力将钢管及预制桩尖沉入到预定设计深度、 再向钢管内下入钢筋笼并灌注混凝土,最后用动力拔出钢管成桩。该工艺的沉管、灌注混凝土、拔管工序与振动沉管灌注桩相同, 只是钢管与桩尖联结处的密封程度对成桩质量的影响更为明显。


4、螺旋钻孔压浆成桩


概述

螺旋钻孔压浆桩是用长螺旋钻孔机,一次钻孔至设计的桩端深度,在提钻的同时向孔内注入按设计要求制备的水泥浆,注浆提钻后,向孔内安放钢筋笼并加入碎石,再经多次补浆面形成的无砂混凝土桩体。

机理及适用范围

加固机理

螺旋钻孔压浆桩成孔过程中,当钻至设计深度时,随着高压水泥浆的注入,在桩底的土层形成一个扩渗的端部,提高了桩端阻力;随着钻具的提升,孔内被连续注入的高压水泥浆所充填上, 高压水泥浆向孔壁的扩渗作用, 既防止了孔壁坍塌、桩体缩径,又很好的改善了桩间土的物理力学性质,使桩的侧壁摩阻力大大的增强,从而提高了桩体的承载能力。其数值相当于同规格其他桩的的 1.5-2.0 倍。

适用范围

该技术适用于填土、粘性土、粉土、砂土以及碎石类等地层的桩基工程。

优缺点

优点:

  • 1.承载力比同尺寸的钻也桩或预制桩高。

  • 2.施工速度快成桩效率高,比普通桩可提高 50%。

  • 3.无振动、低噪音、无污染适合城市基建及改、扩建工程。

  • 4.在地下水位以下砂、卵石等易塌孔的地层成桩时不需采取专门护壁措施。

缺点:

  • 1.施工不当往往会引起浆液外溢。

  • 2.如水灰比掌握不好可影响桩体质量。


5、钻孔灌注桩


概述

凡以机械回转钻进成孔,然后向孔中灌筑混凝土或钢筋混凝土所成的桩,都叫做钻孔灌注桩。按照成孔工艺特点,可分为正循环回转钻进、反循环回转钻进、无循环螺旋钻进三大类,各大类均有其自身的适用范围及优缺点。

正循环回转钻进成孔工艺:

适用于粘性土、粉土、砂土、碎石类土、强风化岩及软岩等,成桩直径 500-2200mm。针对不同地层可采取不同钻头钻进,实现不取芯或取芯钻进,钻进效率高。缺点是在卵漂石层中钻进困难;钻孔直径大时,坍塌地层护壁困难,泥浆放量大。

反循环回转钻进成孔工艺:

适用于粘性土、粉土、砂土、碎石类土、强风化岩及软岩等,成桩 500-2200mm。钻进粉细砂、卵砾石、粘性土、粉土效率高、进尺快;可使用清水钻进,靠水柱压力保持孔壁稳定,排渣彻底、孔底干净、钻进效率高,钻头消耗少,对大口径较深的孔钻进有利;缺点是对含水层有抽吸作用,水量消耗大,特别是漏水情况容易引起坍孔。

无循环螺旋钻进成孔工艺

适用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、中等密度以上的砂土等,成桩300-800mm。对均质的粘性土、粉土、砂土钻进效率高,不使用冲洗液,无泥浆污染、噪音小、振动小,可在狭窄场地施工,成本低,消耗材料少,缺点是不适宜大粒径卵砾石、漂石、岩石施工。一般桩径较小,单桩承载力低。

机理

尽管灌注桩的构造形式、施工方法与预制桩有大差异,但就其桩的工作基本原理而言,又有许多共同点,其计算理论和设计方法也是以打入式预制桩的理论为基础的。

当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基稳定性不能满足建筑物的要求时, 常采用桩基础。桩基通常由若干根桩组成,顶部由承台联成一体,构成桩基础,再在承台上修筑上部建筑。建筑物的荷载通过桩传递到地基土中,以满足建筑物的变形和稳定性要求。

桩按受力性质可分为端承力和摩擦桩两大类:

  • 端承桩:建筑物的荷载通过桩传递到坚硬土层或岩层上,桩上的载荷大部分靠桩端的支承力来承担,桩周土的摩擦力所起作用较小或略而不计。

  • 摩擦桩:建筑物的荷载通过桩传递到桩周土中及桩端下土中去,桩上的荷载大部分靠桩表面与土的摩擦力来支承,桩端的支承力较小可略而不计。

优缺点:

优点:

适应性广,适合在各种地层中施工,桩长、桩径选择范围大,单桩承载力高,与预制桩相比, 可节约钢材, 降低成本, 施工噪音小, 适合在建筑密集的市区施工。

缺点:

施工工艺比较复杂,影响质量的因素较多,施工质量难以控制,排污量大有时难以处置。


6、人工挖孔灌注桩


概述

大直径人工挖孔灌注桩,以人工挖掘成孔,配以相应的提升运土工具,达到设计深度后,下入钢筋笼并灌注混凝土形成的桩。

机理及适用范围

(-)人工挖孔桩是用人力造孔,向孔中浇筑混凝土或钢筋混凝土形成的桩,用以承担上部结构传来的垂直及水平荷载。它同其他灌注桩一样分为端承桩、摩擦桩、摩擦端承桩,上部传来的荷载由桩周土及桩端土来承担。

(二)适用范围

挖孔桩最小直径为 800mm,单桩承载力可达几千 KN,甚至上万 KN,从工程角度考虑,对于承受较大荷载的一些大型工业建筑和城市高层建(构)筑物,采用这类桩型能充分发挥大直径灌注桩承载力高的优势。

该桩主要适用于无水或渗水量较小的填土、粘性土、粉土、砂土、风化岩地层。当穿越流砂、淤泥、松散砂土等易坍塌地层必须采取井壁护圈支护措施。对于地下水位以下,涌水量大的以及水头压力大和地下有瓦斯、沼气等有害气体的地层不宜采用这类桩型。

从区域方面来看,由于北方地下水位较低,采用这种桩比南方要多。

优缺点:

(一)优点

近年来,在各类建(构)筑物基础中,应用人工挖孔桩越来越多,这是由于它具有一系列优点:

  • 1.单桩承载力高,充分发挥桩端土的端承力。单桩可以承受几千 KN 乃至几万KN 荷载,能满足高层建筑及重型设备基础的需要。嵌入地层一定深度,抗震性能好。

  • 2.挖孔桩成孔直径,施工时下放钢筋笼方便,桩底虚土厚度清理较彻底,为提高单桩承载力打下了基础。

  • 3.人工开挖,质量易于保证。在机械成孔困难狭窄地区亦能顺利成孔。

  • 4 当土质复杂时,可以边挖掘边用肉眼验证土质情况。

  • 5.无噪音,无振动,无废泥浆排出等公害。

  • 6.可利用多人同时进行若干根桩施工,桩底部易于扩大。

(二)缺点:

与一般灌注桩相比,挖孔桩存在以下问题:

  • (1)挖孔桩直径大,每m 3 混凝土所提供的承载力比小直径灌注桩小,因而混凝土用量较大。

  • (2)人工消耗较大,人工开挖效率低。

  • (3)在扩底时往往因支护方案不当,造成扩底部位土层坍方。