鋼螺旋樁

鋼筋混凝土的空心管節(jié)是以通過樁身內(nèi)部的特制鋼鉤擰轉(zhuǎn)的。而絞盤的扭轉(zhuǎn)力矩則在旋葉的水平傳遞于樁上。

為了增加樁身的強(qiáng)度，空心的管節(jié)必須以預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土制成。由于制造和擰轉(zhuǎn)的復(fù)雜困難，因而空心鋼筋混凝土螺旋樁至今尚未使用。

實(shí)體截面的鋼筋混凝土螺旋樁，其結(jié)構(gòu)較為簡單，這種樁是以高強(qiáng)度的普通混凝土制成，混凝土的等級(jí)為300~400公斤/公分²，而以套于螺旋樁上的常備式鋼套管進(jìn)行擰轉(zhuǎn)。

這種類型的鋼筋混凝土螺旋樁是在1951~1952年修建某座橋梁時(shí)，策—次使用的。樁身直徑約為500公厘，是用300級(jí)混凝土制成。樁靴由鑄鐵制成。其旋葉直徑為1.5公尺。樁的下沉深度約為8公尺。在土壤中下沉的平均速度在了7~8公尺/小時(shí)之間。下沉—根長8.5~9公尺的螺旋樁的全部時(shí)間，包括一切準(zhǔn)備工作在內(nèi)，不到4小時(shí)。

在另一座橋梁上，亦系采用這樣的鋼筋混凝土螺旋樁，其下沉深度大于17公尺。樁身為8角形實(shí)體截面，其外圓直徑為4.50公厘?；炷翞?00級(jí)。樁靴由鋼料制成，其旋葉為三角形截面。旋葉直徑為1.4公尺。所有螺旋樁均以不同速度，按5：1至5.5：1的斜度下沉土中。擰樁的最大速變達(dá)13~13.5公尺/小時(shí)。最小速度；只有一枚樁是這樣的速度，約為3公尺/小時(shí)。平均的下沉速度達(dá)7.6公尺/小時(shí)。這兩座橋梁所用的螺旋樁均是用中央科學(xué)研究院1945年式的絞盤擰入的。

這兩座橋梁的施工組織是大致相同的。每根樁所用的扭轉(zhuǎn)力矩達(dá)30~35噸/公尺，是由絞盤通過常備式鋪套管而傳遞至樁靴。當(dāng)樁靴和樁身下沉之后，將常備式鋼套管由土壤中拔出，作為下次擰樁之用。

螺旋樁的理論承載能力，在實(shí)際工程施工時(shí)必須進(jìn)行檢查。

這種檢查，對(duì)與螺旋樁來說有重大意義，因?yàn)槁菪龢冻休d力的計(jì)算公式，其所求出的數(shù)值是近似數(shù)值。在這些公式中所列的個(gè)別系數(shù)和參數(shù)，并非永遠(yuǎn)都是正確的。

螺旋樁的承載力與擰樁最后階段的扭轉(zhuǎn)力矩是直線關(guān)系。最后階段扭轉(zhuǎn)力矩越大，則螺旋樁的承載力亦越大。但是，在這兩個(gè)數(shù)值之間，至今還沒有規(guī)定出任何的理論關(guān)系，因而，實(shí)際上就不可能用扭轉(zhuǎn)力矩來求出螺旋樁的承載力。

如此，螺旋樁的承載力還是用靜載試驗(yàn)作為基本儉查。螺旋樁的容許承讖力，是采用靜載試驗(yàn)所求得的土壤極限應(yīng)力的一部份的：

σ_容許=σ_極限/K

式中：

K——安全系數(shù)，一般采用2。

如承臺(tái)中的樁數(shù)不多，對(duì)于建筑物來說，它的穩(wěn)定性要此承臺(tái)中樁數(shù)多的，少的多。承臺(tái)中樁數(shù)越多，則在各樁之間的荷載也越容易均勻分布，這是顯而易見的。

根據(jù)這一點(diǎn)可以得出這樣的意見，即螺旋樁(其在橋墩中的根數(shù)較打入的基樁少的多)應(yīng)按橋墩中的根數(shù)再加列安全系數(shù)。

如每個(gè)橋墩螺旋樁的根數(shù)由4根至8根時(shí)(在擰螺旋樁的工程經(jīng)驗(yàn)中；時(shí)常遇到這種情形)，這個(gè)系數(shù)在I.35~1.50之間，即是總的安全系數(shù)由2增加到3了。

但是，對(duì)與螺旋樁來說，加列補(bǔ)充的安全系數(shù)，并沒有充分出理由，與其他類型的樁基礎(chǔ)相比，反到把它作成丁不利的條件。

工程經(jīng)驗(yàn)中表明，安全系數(shù)2，雖在最不利的條件下，對(duì)于任意類型的樁來說，亦足能保證建筑物的安全。

因而對(duì)于螺旋樁來說，沒有增加安疊系數(shù)的必要，實(shí)際上，所采用計(jì)算螺旋樁的方法，其安全系數(shù)雖然不再加列補(bǔ)充安全系數(shù)，也足夠大了。

在許多橋梁所進(jìn)行的螺旋樁靜載試驗(yàn)，其結(jié)果見圖2，該圖所列的材料是在五座橋梁試驗(yàn)12根螺旋樁的資料。

鋼螺旋樁分為圓柱體的空心樁和圓形或多角形的實(shí)體樁。鋼螺旋樁強(qiáng)度性能優(yōu)良，經(jīng)濟(jì)耐用，是廣泛使用的一種螺旋樁。此螺旋樁長用于橋梁的加固和固定。

鋼螺旋樁組成

常備式鋼套管是一枚普通的鋼管，其內(nèi)徑稍大于樁身的外徑；鋼套管的長度約等于下沉的螺旋樁長度。為了承受絞盤的扭轉(zhuǎn)力矩，鋼套管的上部一般是按鋼螺旋樁的樁頭制成。

鋼套管的下部，沿其外周作成4個(gè)擋頭(普通是把鋼套管下瑞的管壁切成高15~20公分的缺口，以未切掉的管壁作為擋頭)，在樁頭—七再加焊鋼鈑加強(qiáng)之。

當(dāng)鋼套管旋轉(zhuǎn)時(shí)，擋頭頂于管靴的鋼管表面所作成的相應(yīng)擋頭，因而使管靴和旋葉旋轉(zhuǎn)(圖1)。

在常備式鋼套管和管靴上制作擋頭時(shí)，應(yīng)計(jì)算其強(qiáng)度，并須采取措施以增加管靴和鋼套管擋頭地點(diǎn)的剛度(例如，補(bǔ)充地焊以鋼鈑，作成加勁肋板等)。

鋼螺旋樁套管安裝與螺旋樁上工序

常備式鋼套管以水平位置套于鋼筋混凝土螺旋樁樁身上，最為方便。這項(xiàng)工作程序可按兩種方法進(jìn)行：1)利用絞車將鋼套管順著特制的贗架套于螺旋樁上。2)以相應(yīng)起重量的任意可移動(dòng)的吊機(jī)，將螺旋樁按著傾斜的方向插入鋼套管內(nèi)。

管靴與鋼筋混凝土樁身的連接，可將樁身下端的混凝土灌注于樁管靴內(nèi)部出方法，而預(yù)先連接起來，或在基坑中，將樁身及常備式鋼套管直接伸入管靴內(nèi)進(jìn)行連接，后一種方法，管靴的內(nèi)部須灌滿水泥漿，當(dāng)把樁身掃入管靴中時(shí)，椿身與管靴之間的空隙即可用水泥漿完疊填滿。

在土壤中將固定有管靴的鋼筋混凝土螺旋樁下沉后，拔出常備式鋼套管，該鋼套管可用于下沉下一根螺旋樁。

鋼螺旋樁拔套管

拔鋼套管這項(xiàng)工作并不特別復(fù)雜，是按兩個(gè)步驟進(jìn)行拔出的。首先將鋼套管在其擋頭的空隙范圍內(nèi)，向左右旋轉(zhuǎn)，即是在管靴擋頭之間轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)將其向上拔起。當(dāng)鋼套管拔出管靴擋頭以上時(shí)，旋轉(zhuǎn)的幅度可以增加，但其轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，應(yīng)避免吊套管的鋼絲繩有過大的賂擰轉(zhuǎn)。如鋼套管絞式地懸掛在吊帆上時(shí)，則可向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)(向擰樁的反方向轉(zhuǎn)動(dòng))，這樣拔鋼套管的進(jìn)度可能稍緩。向反方向轉(zhuǎn)動(dòng)拔鋼套管時(shí)，僅在起初；幾公尺阻力較大，須予克服。隨后阻力即行減少，當(dāng)接近地面時(shí)，一般可不轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼套管用吊機(jī)的力量即可很容易地拔出。

內(nèi)容簡介

葉片式鋼管螺旋樁為一種新型樁基,具有施工迅速、環(huán)保、可批量化生產(chǎn)、適應(yīng)地層多等優(yōu)點(diǎn),國內(nèi)正在推廣。本書系統(tǒng)介紹了該樁基的承載理論、設(shè)計(jì)方法和施工技術(shù),并結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行了數(shù)值模擬和參數(shù)優(yōu)化。本書對(duì)葉片式鋼管螺旋樁基相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行了歸納分析,并對(duì)承載力進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,具有一定的理論深度;同時(shí)又緊密結(jié)合工程實(shí)踐和數(shù)值分析,可為該樁型的選擇、樁基設(shè)計(jì)和施工提供借鑒。

本書可供工程領(lǐng)域的科研與設(shè)計(jì)院、現(xiàn)場技術(shù)和管理人員參考,也可作為高等院校巖土工程專業(yè)基礎(chǔ)工程相關(guān)的本科生和研究生的參考用書。 2100433B