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岩土研究院

桩的分类及介绍

357 2022-07-22 09:13:52

工程技术不断发展,新型钢桩和钢筋混凝土桩的种类越来越多,在工程建设中的用途越来越广泛。桩的种类很多,也存在多种分类方法。


按受力情况分类∶


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按沉桩方法预制桩可分为打入桩、压入桩、振动沉入桩、旋入桩等。


预制桩按材料可分为普通钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩;按桩截面形状又可分为实心桩和空心桩,圆形桩和方形桩、异形桩等;接桩的方法有钢板角钢焊接,法兰盘加螺栓联结,硫磺胶泥锚固以及机械联结((如插入楔块、销钉联结)等。


混凝土灌注桩按施工方法可分为振动沉管灌注桩、弗朗克桩、钢套管旋入冲抓成孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、预压孔打入灌注桩、预压孔打入混凝土桩以及钻扩孔混凝土灌注桩等。


弗朗克桩在欧洲流行甚广,我国也有用此法施工的工程。这种方法适用于松散砂、砾及超固结粘土,桩身直径 30~60cm,桩长 10~24m,管心锤重 25~50kN,落距3~5m,单桩容许承载力可达 1500kN。旋转钢管下沉成孔的灌注桩,在钢管底部装有经过淬火的钢齿,可沉入至页岩或砂岩层,直径可达管用法兰盘连接。预压孔打入混凝土桩是介于打入桩和灌注桩之间的一种桩型。其施工步骤是先将钢制的传力杆打入土中0.5~1 0m,将一根预制的钢筋混凝土桩置于孔中,打到预定深度。这种桩的承载力高于普通桩。


钻孔扩底灌注桩,国内外都已广泛地应用于住宅及高层建筑。由机械成孔,直径一般为06~2.5m或基岩,但在有砂或粉砂的地下水位以下钻孔时,需要套管,有时将套管留在土中,或用膨润土泥浆护壁。为增加桩端承载力,常在超固结粘土中设置扩大头,扩大头直径约为桩身直径的2~3倍。


对于打入桩,在砂土地基上打桩,将桩周边砂挤密,挤密区内砂土的内摩擦角增大。对于中密或密实的砂,在打桩时会引起地表隆起。对于较松散的砂,打桩初期地表要下沉,每侧下沉扩展的范围距离相当于桩长。


在粘性土中打桩也会引起桩周土的重塑,抗剪强度会有临时的降低,降低值可达到 20%~50%。打桩后,土的抗剪强度会逐渐提高,有时甚至会超过原来的强度。打入桩使土内摩擦角相应增大,可通过标准贯入试验确定桩侧摩阻力。


在粘土中打桩也会引起地表面隆起,总隆起量大约相当于群桩总体积的一半。在深基坑内,打桩会引起坑底隆起,因周围侧向位移受到限制,基坑的隆起量就比较大。为减少隆起量,应在开挖前打桩(但需送桩,会降低打桩效率)。


浅埋的筏板基础和不同桩长的摩擦桩都可用于软粘土层,补偿筏基由于施工时挖除土方量与上部结构重量相同,因而土中应力影响范围较小,基础沉降甚小。而长摩擦群桩由于有可能影响范围较大,引起地基的沉降变形量也大,这种情况下桩基础并不一定比浅筏基础方案好,因此应进行方案比较。


在粘土中的摩擦群桩中,桩间距一般不小于3D。当群桩的破坏方式从块体破坏转为桩破坏时,其桩间距应大于最佳桩距。


改变桩距尺寸,必然要影响承台尺寸。加大桩距可减少桩数,但承台尺寸却要增加,这也会影响整个桩基础的工程造价。


在群桩施工中,易造成桩偏离中心线,还需注意到打桩时土体之间相挤压造成隆起及断桩等问题。


如果桩尖持力层岩层的层理面倾斜得很陡,并有张开的横向节理时,端承桩承载力的取值应慎重对待。


桩基承载力包括单桩承载力和群桩承载力。单桩承载力又根据承受荷载状态的不同,分为竖向受压桩、抗拔桩以及承受水平方向力的桩。位于粘性土地基中的摩擦群桩还应考虑群桩效应问题。


总之,根据不同建筑荷载要求及场地条件,可使用不同桩型,一些新桩型的发展,又有力地推动了上部结构的发展,为建筑结构的设计提供了许多可选择的方案。