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岩土研究院

其他桩式托换-预压桩、打入桩和灌注桩

338 2022-01-17 09:05:22

一、预压桩

采用预压桩(亦称预试桩 Pretest Piles)进行托换的方法,是由美国Lazarus White 和Ed-mund A.Prentis在纽约市修建威廉街地下铁道时所发明,并于1917年取得专利。

预压桩的设计思路是针对坑式静压桩的施工存在不尽满意之处而予以改进的。亦很预桩能阻止坑式静压桩施工中在撤出千斤顶时压人桩的回弹。阻止压人桩回弹的方法是在撤出千斤顶之前,在被顶压的桩顶与基础底面之间加进一个楔紧的工字钢。

预压桩的施工.方法,其前阶段施工与坑式静压桩施工完全相同。即当钢管桩(或预制钢筋混凝土桩)达到要求的设计深度,如果是钢管桩管内要灌注混凝土,则需待混凝土结硬后

才能进行预压工作(图4.5-2)。一般要用两个并排设置的液压千斤顶放在基础底和钢管桩顶面间。两个千斤顶间要有足够的空位,以便将来安放楔紧的工字钢钢柱,两个液压千斤顶可由小液压泵手摇驱动。荷载应施加到桩的设计荷载的150%为止。在荷载保持不变的情况下(一小时内沉降不增加才被认为是稳定的),然后截取一段工字钢竖放在两个于斤顶之间,再将铁锤打紧钢楔,实践经验证明,只要转移 10%~15%的荷载,就可有效地对桩进行预压,并阻止了压人桩的回弹,此时千斤顶已停止工作,并可将其撤出。然后用干填法或在压力不大的情况下将混凝土灌注到基础底面,最后将桩顶与工字钢柱用混凝土包起来,此时预压桩施工才告结束。

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在预屋桩的托换工程中,一般不希望采用闭口或实体的桩、因为顶桩的压力过高或桩端下遇到障碍物时,则闭口钢管桩或预制钢筋混凝土桩就难于顶进。

二、打人桩和灌注桩

上述的坑式静压桩或预压桩的桩式托换,在适用范围上都有其局限性,特别是当桩必须穿过存在障碍物的地层时;或当被托换的建筑物较轻及上部结构条件较差,而不能提供合适的千斤顶反力时;或当桩必须设置得很深面费用又很贵时,应该考虑采用另两种桩式托换型式----打入桩或灌注桩。

打人桩或灌注桩的托换常适用于隔墙或设备不多的建筑物,且沉桩时虽有一定的振动而对上部结构和邻近建筑物无多大危害时才能采用;另外,建筑物尚需能提供为专门的沉桩设备所需的净空条件。

打入桩中桩的材料所以采用钢管桩的原因,因为它比其他型式的桩容易连接,接头可用铸钢的套筒或焊接而成。在国外,使用装在叉式装卸车或特制的龙门导架上的压缩空气锤进行打桩。导架的顶端是敞口的,以便最充分地利用室内净空。另外,如能从既有被托换建筑物的基础周边开挖的坑中开始沉桩,则可提供更大的有用净空,以便减少桩管的接头数。在沉桩时,国外尚需在桩管内不断取土,如遇障碍物时可使用一种小型冲击式钻机。通过开口钢管管端劈裂破碎或钻穿而将土取出,这种钻机可使钢管穿越最难贯穿的乱石层,当桩端已达合适的土层时,最后进行清孔和浇筑混凝土。

当对设计所要求的柱已如数施工完成后,则就可用搁置在桩上的托换梁(亦称抬梁法或挑梁法托换)或承台系统来支承被托换的杆或墙,其荷载的传递是靠钢楔或千斤顶来转移的。这类桩的另一个优点是钢管桩端是开口的,因面对桩周围的土排挤较少。

灌注桩托换与打入桩托换的作用完全一样,它同样靠搁置在桩上的托梁或承台系统来支承被托换的柱或墙,它与打人桩的不同点仅在于沉桩的方法不一样。

如采用钻孔灌注桩进行托换,其技术经济效果一般有以下两个方面∶

(一)能在密集建筑群而又不搬迁的条件下进行施工;

(二)占地面积较小,操作灵活、根据实际需要可变动桩径和桩长;

灌注桩托换的缺点是如何发挥桩端支承力和改善泥浆的处理工作。就我国目前已有的工程实例而言,鲜见打入桩的托换型式,而都是采用灌注桩的托换型式。

用于托换工程的灌注桩,按其成孔方式可分为螺旋钻孔灌注桩、潜水钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩,沉管灌注桩、冲孔灌注桩和扩底灌注桩等。但其中以人工挖孔灌注桩、螺旋钻孔灌注桩、潜水钻孔灌注桩和沉管灌注桩的应用较为普遍,

国外有采用一种新型的压胀式灌注桩(Tbe Expander Body)进行基础托换4.5-11。其桩杆由铁皮折叠制成(图4.5-3),使用时靠注浆的压力而胀开。此种桩施工前要进行钻孔,然后放入钻杆。当为浅层处理时(图4.5-4),用气压将桩杆胀开,然后截去外露端头后浇灌混凝土而成桩。当为深层处理时(图4.5-5),则采用压力注浆设备和导管,将桩杆胀开的同时,压人水泥砂浆而成桩。

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