于艷

摘 ?要：螺桿灌注樁具有樁身剛度大、承載力高和綜合造價低等特點，所以，在工程中得到了推廣和應(yīng)用。結(jié)合工程實踐和理論研究成果，深入分析了螺桿樁的傳力特性、承載力計算方法和使用條件等問題，以期為螺桿灌注樁的設(shè)計和施工提供必要的參考。

關(guān)鍵詞：螺桿樁;傳力特性;承載力;設(shè)計方法

中圖分類號：TU753.3 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.147

螺桿灌注樁是在傳統(tǒng)圓形樁基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種變截面樁，該樁型不僅可以充分發(fā)揮螺紋段地基土的抗剪切承載力，而且還能夠調(diào)動樁身剛度的優(yōu)勢，節(jié)省樁長或樁數(shù)，降低基礎(chǔ)造價。該樁型契合了環(huán)保、節(jié)能、安全和經(jīng)濟的樁基發(fā)展要求，得到了主管部門、行業(yè)企業(yè)和業(yè)主的充分肯定，其應(yīng)用范圍也在不斷擴大。

本文主要從受力原理、承載力計算和適用條件等方面介紹了螺桿灌注樁，以期進一步了解螺桿灌注樁技術(shù)。

1 ?螺桿灌注樁技術(shù)

螺桿灌注樁是一種表面由直桿段和螺旋段構(gòu)成的組合式變截面樁，它是由螺旋形鉆具旋轉(zhuǎn)擠壓土體成孔、管內(nèi)連續(xù)泵壓現(xiàn)澆混凝土和后置鋼筋籠3步成樁的。螺桿樁成樁完成后如圖1所示。

1.1 ?工作原理

螺桿樁采用上段為直桿、下段為螺旋葉片的組合截面形式，螺旋鉆具旋轉(zhuǎn)擠壓孔壁土體，對樁側(cè)土體具有擠壓和加密效應(yīng)。

當(dāng)螺桿樁成樁完成后，在上部結(jié)構(gòu)的荷載作用下，上部直桿段、下部螺紋段和樁端共同發(fā)揮承載力。直桿段承載力主要是由樁側(cè)土體摩擦力提供，而螺紋段與樁側(cè)土體存在多重咬合力和摩擦力，有利于充分發(fā)揮土體的抗剪能力，而螺桿樁荷載傳遞符合應(yīng)力分布規(guī)律，樁土荷載分擔(dān)更趨合理。

1.2 ?承載力計算方法

根據(jù)土的物理力學(xué)指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，應(yīng)按公式（1）估算：

Quk=Qsk1+Qsk2+Qpk. ? ? ? ? ? （1）

式（1）中：Quk為螺桿樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kN;Qsk1為等截面段極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kN;Qsk2為螺紋段極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kN;Qpk為螺桿樁極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kN。

螺桿樁等截面段極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值按式（2）計算，計算參數(shù)可參照勘察資料，也可按照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94）表5.3.5-1中混凝土預(yù)制樁取值。螺桿樁等截面段極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值計算公式為：

? ? ? ? ? ? （2）

式（2）中：D為等截面段樁徑，m;qsik為第i層土的樁極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa;li為等截面段在第i層土中的長度，m。

螺桿樁螺紋段與直桿段的受力機理截然不同，螺紋段極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值建議按式（3）計算：

? ? ? ? ? ? （3）

式（3）中：qsik為第i層土的樁極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa;αi為第i層土的樁側(cè)阻力提高系數(shù);D為按螺紋段外徑計算的周長;li為螺紋段在第i層土中的長度，m。

螺桿樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值按式（4）計算，計算參數(shù)可參照勘察資料，也可按照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94）中混凝土預(yù)制樁取值。螺桿樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值計算公式為：

? ? ? ? ? ? ? （4）

式（4）中：qpk為持力層極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa。

1.3 ?適用條件

螺桿樁技術(shù)適用于黏性土、粉土、砂土和碎石土等土層，并且不得在流塑狀淤泥或淤泥質(zhì)土、松散粉細(xì)砂層中設(shè)計螺紋段。當(dāng)該技術(shù)應(yīng)用于流塑狀淤泥或淤泥質(zhì)土中時，需要采用屏障技術(shù)輔助成孔成樁，或?qū)龅赜不幚砗笤龠M行成孔成樁。

螺桿樁技術(shù)適用于獨立承臺、條形基礎(chǔ)和樁筏基礎(chǔ)等各種樁基礎(chǔ)，以及以剛性樁為豎向增強體的剛性樁復(fù)合地基、剛-柔性樁復(fù)合地基。當(dāng)其應(yīng)用于復(fù)合地基時，樁身可不配鋼筋。

2 ?螺桿樁承載特性

螺桿灌注樁屬于新技術(shù)和新工法，其設(shè)計理論的發(fā)展滯后于工程實踐和應(yīng)用。目前，主要參考現(xiàn)行的樁基規(guī)范和相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和計算，在此過程中，需要注意以下3點：①螺桿灌注樁主要依靠變截面段提供的比圓形截面樁大得多的側(cè)摩阻力，因此，在軟土地基中，需要謹(jǐn)慎選擇計算參數(shù)，而在土質(zhì)較好地基中，要注意樁基承載力有可能是由樁身強度控制的;②螺紋葉片間土體因為螺桿樁的沉降無法充分發(fā)揮其承載力，因此，需合理選擇螺紋葉片間距;③由于螺桿灌注樁的截面形狀比較特殊，所以，其負(fù)摩阻力可能比等截面樁大，在計算樁基負(fù)摩阻力時引起重視。

3 ?結(jié)束語

雖然螺桿灌注樁技術(shù)在工程實踐中被廣泛應(yīng)用，但是，其設(shè)計計算理論還不夠成熟，需要通過理論研究和現(xiàn)場試驗不斷深化和改進。另外，螺桿灌注樁的質(zhì)量檢測方法也需要進一步完善。

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〔編輯：白潔〕