小樁樁徑變徑樁成型的一種方法
發布時間：2010-01-14 共1頁
1．引言
變徑樁在工程中使用由來已久，從人工挖孔擴底墩到爆破成型，后來演變到支盤樁、變徑樁等多種多樣的樁型，無不是為了提高單樁承載力、降低樁頂沉降。這些樁型都很好地解決了該問題，達到了目的。
然而，這些樁的成型過程中都存在著一個共同的尚未解決的問題，即小樁徑的變徑成型問題。雖然爆破成型在小樁徑變徑成型過程中有一定的使用，但是爆破成型在施工中不但對技術人員的要求過高，而且對不同水文地質變徑樁成型的要求也不同，有的地區甚至因為爆破對文物造成不同程度的破壞，這些因素都導致了爆破成型的成樁工藝得不到廣泛的應用和推廣。本文介紹一種新的變徑樁成型方法，該方法突破傳統成型塌方和清除承載腔體需人工下入孔內的缺陷，使得小樁徑變徑在工程中的使用成為了現實，并且介紹這種成型方法在實際工程中的應用。
2．問題解決
針對傳統成型方法無法解決側向切削瓶徑難題，旋擴珠盤樁技術很好地解決了這個問題，通過數萬根樁在工程中的使用證明了該方法的可行性，而且切削成型出來的變徑樁的質量明顯優于傳統的擠擴成型出來的變徑樁的質量，尤其是對樁周土的擾動很小，遠遠小于擠擴支盤樁對樁周土的影響。這就保證了地質數據的可靠性、完整性，使得設計有據可依。
旋擴珠盤樁成型方法為：先用長螺旋鉆按照一定的深度和直徑成孔，然后用螺旋設備在所設計的深度一邊旋一邊切削，該設備的切削旋轉速度為20-40轉/分，切削量為每轉切削土層厚為3-7mm，（該設備切削量、切削進度、盤徑尺寸均可調，切削承載腔體可更換不同的刀具來滿足多種開頭的要求）一般情況下，五分鐘左右可以完成一個承載腔體的切削工作，基切削出來的殘土掉入一個接土桶中，該桶容量稍大于一個被切削的承載腔的土的體積。切削工具在切削過程中已對承載腔腔體中的殘土作了清理，這就使得成型后的承載腔腔體的質量能夠得到保證。在完成某個指定的承載腔腔體的切削工作后，切削刀具會自動收回，此時連同接土桶一起人孔中提出，接著清理掉接土桶里的殘土后，進行下一個承載腔腔體的施工。在承載腔腔體的成型過程中，不需要額外的人員下入孔內進行清理殘土，這一點就是旋擴珠盤樁能夠施工小樁徑變徑樁的關健所在。該設備在駕駛倉內可以控制孔的鉆進深度、切削的開始、停止等相應的過程。以上所用的機械已獲得國家專利。
3．檢測方法
切削出來的承載腔腔體（又稱珠盤）質量究竟如何、是否滿足設計要求？可通過以下幾種方法進行檢測：
（1）在已知設計尺寸后（珠盤直徑），通過對旋擴設備進行參數設定，在未下入孔內旋擴作業時，使切削刀具伸縮，檢測是否達到預選設定的值。
（2）大直徑樁孔切削后，可以下人檢查尺寸是否滿足設計要求。
（3）小直徑樁孔切削后，可以下入一個攝像裝置，通過地面監視器，檢查珠盤中有無殘土和成型質量是否達到設計要求。
（4）讓旋擴設備下入埋深較淺的多種水文地質條件的土層，觀察多次成型的效果，檢查成型尺寸。
（5）在成型后灌入混凝土，等混凝土達到一定強度后挖出整個樁，直接量測其尺寸。
通過數千數的檢測和多種檢測方法的結合使用，證明旋擴成型方法成型尺寸精確，形狀可變，功效高于傳統成型方法，質量優于傳統成型方法，而且樁型比較完美，因而在工程中可以放心地使用，小樁徑的變徑樁也同樣可以放心地使用。其切削的軌跡如以下形式：
該設備可以根據不同的要求切削出多種形狀，但最后定為珠盤樁這種形狀，這是考慮了節省混凝土的用量、受力角度和土層受力抗剪切的多種因素。
4.傳統成型和旋擴珠盤樁成型的對比
傳統擠擴成型，例如擠擴支盤樁的成型，作者最初理解發是通過液壓油缸兩面三刀支擠擴機或者智能型多功能三維擠擴機的擠擴，會對周圍的土體起到一定的擠密作用，而實際施工中，承載盤的位置往往選擇在好的土層中，而該土層的土壤結構、土體的應力狀態都已經形成固有的狀態，如果此時強行施加擠擴外力的話，會使土體原本固有的結構形式、應力狀態受到很大程度的擾動，嚴重時則會產生塌方現象。當然也不排除個別土體在擠擴后會起到很好的固結效果。再者，從擠擴時施加的外力走向來看，擠擴成型是一種對承載盤的土體自上而下的擠壓過程，其承載盤下方往往承受不了這種方式的擠壓而出現塌方現象，成型后沒有盤的形狀，這在施工中經常出現。擠擴成型后的承載盤的盤中殘土隔斷（此隔斷是由于土體沒有被擠擴機的支擠壓到而殘留的部份）必須人工清理，因而小樁徑在這方面顯得尤為困難。
旋擴切削成型克服了擠擴成型的以上所提及的幾個缺點，從而達到對原狀土的擾動很小，基本上不改變土體的性狀；不會產生塌方的現象；承載腔腔體中的殘土量很少；小樁徑的變徑樁也可以很好的成型。
5．結論
經過旋擴珠盤樁在大量工程使用的結果證明，這種樁型具有沉降小、承載力大，充分發揮了樁身混凝土的強度和各土層尤其是優質土層的承載力。就算是小樁徑的旋擴珠盤樁也比相同條件下的常規樁承載力高出1至2倍。
不難看出，旋擴珠盤樁能夠較明顯地節省原材料，降低工程造價，縮短建設工期，提高工程質量
旋擴珠盤樁的成型機械在成型過程中對樁周土本擾動影響很小，基本上不改變土本的原水文地質條件，而且在成型過程中噪音較小，符合城市環保要求。該機械成型尺寸精確、靈活可調、成型形狀完美，明顯優于傳統的成型方法。其承載盤角度設計受力合理，成型時沒有塌方的現象，承載腔體中殘土很少。
旋擴珠盤樁的成型機械投資較少，與傳統成型機械相比較，節省投資可達4/5左右，除此之外，一機還可以多用，可施工摩擦樁、CFG樁、旋擴樁，而且一套設備還可施工不同樁徑的樁。
（巖土工程師＿）
變徑樁在工程中使用由來已久，從人工挖孔擴底墩到爆破成型，后來演變到支盤樁、變徑樁等多種多樣的樁型，無不是為了提高單樁承載力、降低樁頂沉降。這些樁型都很好地解決了該問題，達到了目的。
然而，這些樁的成型過程中都存在著一個共同的尚未解決的問題，即小樁徑的變徑成型問題。雖然爆破成型在小樁徑變徑成型過程中有一定的使用，但是爆破成型在施工中不但對技術人員的要求過高，而且對不同水文地質變徑樁成型的要求也不同，有的地區甚至因為爆破對文物造成不同程度的破壞，這些因素都導致了爆破成型的成樁工藝得不到廣泛的應用和推廣。本文介紹一種新的變徑樁成型方法，該方法突破傳統成型塌方和清除承載腔體需人工下入孔內的缺陷，使得小樁徑變徑在工程中的使用成為了現實，并且介紹這種成型方法在實際工程中的應用。
2．問題解決
針對傳統成型方法無法解決側向切削瓶徑難題，旋擴珠盤樁技術很好地解決了這個問題，通過數萬根樁在工程中的使用證明了該方法的可行性，而且切削成型出來的變徑樁的質量明顯優于傳統的擠擴成型出來的變徑樁的質量，尤其是對樁周土的擾動很小，遠遠小于擠擴支盤樁對樁周土的影響。這就保證了地質數據的可靠性、完整性，使得設計有據可依。
旋擴珠盤樁成型方法為：先用長螺旋鉆按照一定的深度和直徑成孔，然后用螺旋設備在所設計的深度一邊旋一邊切削，該設備的切削旋轉速度為20-40轉/分，切削量為每轉切削土層厚為3-7mm，（該設備切削量、切削進度、盤徑尺寸均可調，切削承載腔體可更換不同的刀具來滿足多種開頭的要求）一般情況下，五分鐘左右可以完成一個承載腔體的切削工作，基切削出來的殘土掉入一個接土桶中，該桶容量稍大于一個被切削的承載腔的土的體積。切削工具在切削過程中已對承載腔腔體中的殘土作了清理，這就使得成型后的承載腔腔體的質量能夠得到保證。在完成某個指定的承載腔腔體的切削工作后，切削刀具會自動收回，此時連同接土桶一起人孔中提出，接著清理掉接土桶里的殘土后，進行下一個承載腔腔體的施工。在承載腔腔體的成型過程中，不需要額外的人員下入孔內進行清理殘土，這一點就是旋擴珠盤樁能夠施工小樁徑變徑樁的關健所在。該設備在駕駛倉內可以控制孔的鉆進深度、切削的開始、停止等相應的過程。以上所用的機械已獲得國家專利。
3．檢測方法
切削出來的承載腔腔體（又稱珠盤）質量究竟如何、是否滿足設計要求？可通過以下幾種方法進行檢測：
（1）在已知設計尺寸后（珠盤直徑），通過對旋擴設備進行參數設定，在未下入孔內旋擴作業時，使切削刀具伸縮，檢測是否達到預選設定的值。
（2）大直徑樁孔切削后，可以下人檢查尺寸是否滿足設計要求。
（3）小直徑樁孔切削后，可以下入一個攝像裝置，通過地面監視器，檢查珠盤中有無殘土和成型質量是否達到設計要求。
（4）讓旋擴設備下入埋深較淺的多種水文地質條件的土層，觀察多次成型的效果，檢查成型尺寸。
（5）在成型后灌入混凝土，等混凝土達到一定強度后挖出整個樁，直接量測其尺寸。
通過數千數的檢測和多種檢測方法的結合使用，證明旋擴成型方法成型尺寸精確，形狀可變，功效高于傳統成型方法，質量優于傳統成型方法，而且樁型比較完美，因而在工程中可以放心地使用，小樁徑的變徑樁也同樣可以放心地使用。其切削的軌跡如以下形式：
該設備可以根據不同的要求切削出多種形狀，但最后定為珠盤樁這種形狀，這是考慮了節省混凝土的用量、受力角度和土層受力抗剪切的多種因素。
4.傳統成型和旋擴珠盤樁成型的對比
傳統擠擴成型，例如擠擴支盤樁的成型，作者最初理解發是通過液壓油缸兩面三刀支擠擴機或者智能型多功能三維擠擴機的擠擴，會對周圍的土體起到一定的擠密作用，而實際施工中，承載盤的位置往往選擇在好的土層中，而該土層的土壤結構、土體的應力狀態都已經形成固有的狀態，如果此時強行施加擠擴外力的話，會使土體原本固有的結構形式、應力狀態受到很大程度的擾動，嚴重時則會產生塌方現象。當然也不排除個別土體在擠擴后會起到很好的固結效果。再者，從擠擴時施加的外力走向來看，擠擴成型是一種對承載盤的土體自上而下的擠壓過程，其承載盤下方往往承受不了這種方式的擠壓而出現塌方現象，成型后沒有盤的形狀，這在施工中經常出現。擠擴成型后的承載盤的盤中殘土隔斷（此隔斷是由于土體沒有被擠擴機的支擠壓到而殘留的部份）必須人工清理，因而小樁徑在這方面顯得尤為困難。
旋擴切削成型克服了擠擴成型的以上所提及的幾個缺點，從而達到對原狀土的擾動很小，基本上不改變土體的性狀；不會產生塌方的現象；承載腔腔體中的殘土量很少；小樁徑的變徑樁也可以很好的成型。
5．結論
經過旋擴珠盤樁在大量工程使用的結果證明，這種樁型具有沉降小、承載力大，充分發揮了樁身混凝土的強度和各土層尤其是優質土層的承載力。就算是小樁徑的旋擴珠盤樁也比相同條件下的常規樁承載力高出1至2倍。
不難看出，旋擴珠盤樁能夠較明顯地節省原材料，降低工程造價，縮短建設工期，提高工程質量
旋擴珠盤樁的成型機械在成型過程中對樁周土本擾動影響很小，基本上不改變土本的原水文地質條件，而且在成型過程中噪音較小，符合城市環保要求。該機械成型尺寸精確、靈活可調、成型形狀完美，明顯優于傳統的成型方法。其承載盤角度設計受力合理，成型時沒有塌方的現象，承載腔體中殘土很少。
旋擴珠盤樁的成型機械投資較少，與傳統成型機械相比較，節省投資可達4/5左右，除此之外，一機還可以多用，可施工摩擦樁、CFG樁、旋擴樁，而且一套設備還可施工不同樁徑的樁。
（巖土工程師＿）
