張壯 秦文斌 張欣
摘 要:支盤樁是近些年以來出現(xiàn)的一種新型變截面樁,因?yàn)槟艹浞掷脴渡砩舷碌母鞑糠滞翆?,被用在各種復(fù)雜樁基工程中,由于其樁身支盤的存在改變了樁土的作用機(jī)理,從而改變了樁土的受力機(jī)理,該樁具備單樁承載力高的特點(diǎn),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,抗震性能好等特點(diǎn),本文對(duì)支盤樁的發(fā)展、特點(diǎn)、施工工藝、及質(zhì)量控制措施進(jìn)行了總結(jié)與分析。
關(guān)鍵詞:支盤樁;公路橋梁;控制要點(diǎn)
1支盤樁的簡(jiǎn)述
1.1支盤樁的成樁技術(shù)
支盤樁作為一種新型的變截面樁基,其成樁技術(shù)主要是通過各種常用的地基處理技術(shù)的結(jié)合,對(duì)其分析和處理,出現(xiàn)的一種新型樁基,支盤樁主要以傳統(tǒng)的樁基為基礎(chǔ),支盤樁的構(gòu)造主要是在傳統(tǒng)原裝桿件上設(shè)置支或盤,其主體是由樁體和多個(gè)支或盤組成,在實(shí)際的過程成根據(jù)樁的長度,可以按照支盤樁設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)置多個(gè)支或者盤,支盤間距復(fù)合樁基技術(shù)規(guī)范,不易過多,也不易過少,支盤樁由于多個(gè)支或者承載力盤的出現(xiàn),改變了樁土的作用機(jī)理,提高了支盤樁的承載力,由于剪應(yīng)力的存在,使工程的抗剪水平有了大幅度的提高。
1.2支盤樁的作用機(jī)理[1]
支盤樁在工作過程中能夠?qū)⑸喜慨a(chǎn)生的荷載通過樁體結(jié)構(gòu)的分支和承載力支盤傳遞到下部,同時(shí)在荷載的作用下會(huì)產(chǎn)生于荷載相反的側(cè)摩擦阻力,在荷載逐漸增大的情況下,樁體的側(cè)摩擦阻力也隨之增大,直到達(dá)到其臨界點(diǎn),在臨街點(diǎn)情況下樁土作用力處于平衡狀態(tài),如果荷載繼續(xù)增加土體被破壞掉,支盤或分支承受的剪應(yīng)力也是如此。
1.3支盤樁在橋梁工程中的應(yīng)用
支盤樁不僅在橋梁工程有的應(yīng)用在、風(fēng)力發(fā)電、體育館等也被廣泛應(yīng)用。
1.3.1工程概況
某高速公路路段全場(chǎng)40.5千米,屬于雙向車道,全向月約9600多段為高架橋,在部分路線中有的地基土層為松軟土層為主,多為粉土,呈流動(dòng)性,厚度約為16mm-22mm,中部為淤泥,呈流動(dòng)狀態(tài),下部粉砂、角礫層呈中密一密實(shí)狀,低壓縮性;下伏基巖為角礫凝灰?guī)r,力學(xué)性質(zhì)良好。
1.3.2對(duì)莫某部段進(jìn)行支盤樁應(yīng)用
由于高速公路在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)全路段都是進(jìn)行轉(zhuǎn)孔灌注樁進(jìn)行設(shè)計(jì)的,當(dāng)在某段進(jìn)行支盤樁應(yīng)用時(shí),需要進(jìn)行設(shè)計(jì)變更,由于該高速公路路段土質(zhì)的情況,荷載特性,及結(jié)構(gòu)特征穩(wěn)定性進(jìn)行分析,將原轉(zhuǎn)孔灌注樁部分進(jìn)行支盤樁的替換,在后期施工中按照變更后的圖紙進(jìn)行。
1.3.3支盤樁的設(shè)計(jì)
由于原施工圖是按照直樁設(shè)計(jì)的,樁的直徑要按照橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范要求執(zhí)行,原施工圖設(shè)計(jì)時(shí)樁的間距按照樁體直徑的2.5倍進(jìn)行布置,承臺(tái)尺寸按照要求規(guī)定,如果要改成支盤樁,要按照支盤樁的設(shè)計(jì)要求來,支盤樁的間距最小應(yīng)該取樁徑的1.5倍,承載力盤的直徑取值范圍在支盤樁樁身直徑的1.3倍到3倍之間,承載力盤的直徑取值在這個(gè)范圍時(shí)可以對(duì)樁的承載力由一定的提升效果,超過3倍后效果提升不明顯,還有可能影響支盤樁的整體穩(wěn)定性。
1.3.4支盤樁的成樁過程
在該高速公路部分路段利用支盤樁進(jìn)行成樁施工時(shí),支盤樁成樁技術(shù)與混凝土灌注樁成樁技術(shù)具有相似性,要利用樁孔設(shè)備進(jìn)行機(jī)械成孔,并需要擠壓設(shè)備在對(duì)設(shè)有承載力盤承載力分支處的土體進(jìn)行擠壓,在擠壓完成后要把鋼筋籠放入孔洞,調(diào)整好位置后注入混凝土,支盤樁的樁身和承載力盤能夠有限的與與土體進(jìn)行結(jié)合,這時(shí)支盤樁的受力處于平衡狀態(tài)下,這不僅僅提高了承載力同時(shí)提高了支盤樁的成體穩(wěn)定性。
1.4支盤樁的注意問題
1.4.1沉降值的處理
在直樁與支盤樁相鄰處的橋墩存在沉降差,沉降差在一定的時(shí)間內(nèi)是持續(xù)增加的,從竣工到交付使用后要持續(xù)進(jìn)行觀測(cè),如果沉降差大于5毫米,需要用千斤頂將沉降較大處的橋墩的主梁頂起,在支座處用鋼板進(jìn)行處理,把沉降差控制在5毫米以內(nèi)。
1.4.2靜動(dòng)荷載效應(yīng)問題[2]
所有的工程都會(huì)遇到荷載問題,但是路橋工程與其他工程不同,路橋工程存在的荷載是動(dòng)荷載與靜荷載的結(jié)合,這時(shí)因?yàn)槁窐蚬こ桃惺芷?、溫度等的作用,這些作用會(huì)對(duì)土體產(chǎn)生擠壓,當(dāng)擠壓結(jié)束時(shí),導(dǎo)致支盤樁的承載力降低,在對(duì)支盤樁進(jìn)行承載力測(cè)量時(shí),先要測(cè)水平荷載在側(cè)豎向荷載。
1.5支盤樁質(zhì)量控制要點(diǎn)[3-4]
1.5.1影響質(zhì)量的原因
本工程支盤樁的持力層的土體為粉土、淤泥、粉砂,在施工過程中會(huì)遇到一些質(zhì)量問題,①持力層的位置:由于其土層復(fù)雜土質(zhì)較差持力層位置不好判斷,②孔壁保護(hù):轉(zhuǎn)孔時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致孔壁脫落,需要用泥漿進(jìn)行護(hù)臂,擠擴(kuò)時(shí)機(jī)器會(huì)對(duì)孔壁上的土體進(jìn)行擠壓有可能造成孔壁的隆起和孔壁土體脫落,③支盤或分支形成后,支盤或分支持力層土體有可能會(huì)進(jìn)行回彈,使支盤或分支的直徑達(dá)不到要求。
1.5.2控制措施
(1)支盤和分支的定位:可以先去試樁時(shí)的經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行協(xié)商,并與設(shè)計(jì)單位達(dá)成一致觀點(diǎn),在對(duì)支盤樁支盤或分支確定位置是時(shí)不提出嚴(yán)格要求,只規(guī)定支盤所在土層、支盤的最小間距,給與施工單位更多的施工空間,按照對(duì)土體所測(cè)的參數(shù)對(duì)擠擴(kuò)的壓力值進(jìn)行估算,判斷所對(duì)應(yīng)的的及土層。
(2)導(dǎo)向裝置:支盤成型后,經(jīng)過機(jī)械的擠壓孔側(cè)的土體會(huì)出現(xiàn)不同程度的隆起,導(dǎo)致支盤樁的主樁出現(xiàn)不同程度的縮頸現(xiàn)象,這樣就會(huì)給鋼筋籠的施工造成一定程度的困難,使鋼筋龍的保護(hù)層厚度不夠,解決這個(gè)問題的方法為在擠壓裝置的底端設(shè)置一個(gè)圓形的鋼筋圈,每次擠壓成型后當(dāng)提成擠壓設(shè)備時(shí)就可以把隆起的土體切削掉,能夠很好地保護(hù)樁徑。
(3)樁孔清孔工藝:正循環(huán)具有操作簡(jiǎn)單、設(shè)備少、成本低等特點(diǎn),反循環(huán)具有泥漿上升速度快、排土能力強(qiáng)、對(duì)孔壁的沖刷作用小、成孔質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),本工采用正反結(jié)合的施工法,及既能很好地保護(hù)孔壁又節(jié)約成本。
(4)混凝土的澆筑:在對(duì)支盤樁進(jìn)行混凝土澆筑時(shí):要控制混凝土的質(zhì)量,要對(duì)澆筑的混凝土留有試塊,達(dá)到強(qiáng)度后在進(jìn)行檢測(cè),其次要控住混凝土的首次貫入量,要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行貫入。
2結(jié)語
近些年來支盤樁在公路橋梁過程中被廣泛使用,增加了公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,同時(shí)延長了公路橋梁的使用壽命,在實(shí)際的工程使用中支盤黃還有很多不足之處,需要進(jìn)行進(jìn)一步的改善,確保工程質(zhì)量的安全可靠。
參考文獻(xiàn):
[1]朱必洲.變樁徑擠擴(kuò)支盤樁在橋梁基礎(chǔ)中的應(yīng)用印.門窗.2014 (03).
[2]王占奎,梁彥偉,史生軍.橋梁工程中擠擴(kuò)支盤樁的豎向靜載荷試驗(yàn)研究團(tuán).山西建筑.2011(17).
[3]徐至鈞,張國棟新型樁擠擴(kuò)支盤灌注樁設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用[Ml.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003,3.
[4]周國鈞,牛青山.灌注樁設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[Ml.北京:地震出版社.1991.