各種樁基技術(shù)應(yīng)用優(yōu)劣對比

1.振動沉管灌注樁

概述

通過振動力將暫時堵住下端開口的樁管沉入到地基預(yù)定深度， 然后向樁管內(nèi)吊放鋼筋籠并灌注混凝土，再用動力將樁管拔出發(fā)面，混凝土和鋼筋留在地下形成的樁稱為振動沉管灌注樁。

振動沉管灌注樁適用于一般粘性土、淤泥或淤泥質(zhì)土、砂土及人工填土等土。成樁長度可達(dá) 25m，樁徑可達(dá) 60mm。振動沉管灌注樁已大量用于一般的工業(yè)與民用建筑，與的傳統(tǒng)打入式鋼筋混凝土預(yù)制樁相比，可以節(jié)約 50%的鋼筋，在相同承載力的情況下，造價一般可降低 30%左右。

優(yōu)缺點：

優(yōu)點：與預(yù)制樁相比，可節(jié)約鋼材，降低成本，減少噪音污染，與鉆孔樁相比，施工工藝簡單，速度快，無排污困擾。

缺點：只能用于軟土地基，樁徑小，單樁承載力低。

2.引孔沉管灌注樁

概述

在振動沉管灌注樁施工過程中，遇到硬地層時，沉管的阻力突然增加，使得樁管無法沉入，造成樁長和樁的承載力難以滿足設(shè)計要求。如何改進工藝，使振動沉管灌注樁不受復(fù)雜地層的影響，同時又不影響成樁質(zhì)量和施工速度，在相當(dāng)長的時間內(nèi)，曾是困擾巖土工程技術(shù)人員的課題。

工藝簡介

即在難以直接沉管的地層中用長螺旋鉆機預(yù)引小于設(shè)計樁徑的孔，而后，通過錘擊力或振動力將鋼管及預(yù)制樁尖沉入到預(yù)定設(shè)計深度、再向鋼管內(nèi)下入鋼筋籠并灌注混凝土，最后用動力拔出鋼管成樁。該工藝的沉管、灌注混凝土、拔管工序與振動沉管灌注樁相同， 只是鋼管與樁尖聯(lián)結(jié)處的密封程度對成樁質(zhì)量的影響更為明顯。

3.螺旋鉆孔壓漿成樁

概述

螺旋鉆孔壓漿樁是用長螺旋鉆孔機，一次鉆孔至設(shè)計的樁端深度，在提鉆的同時向孔內(nèi)注入按設(shè)計要求制備的水泥漿，注漿提鉆后，向孔內(nèi)安放鋼筋籠并加入碎石，再經(jīng)多次補漿面形成的無砂混凝土樁體。

機理及適用范圍

加固機理

螺旋鉆孔壓漿樁成孔過程中，當(dāng)鉆至設(shè)計深度時，隨著高壓水泥漿的注入，在樁底的土層形成一個擴滲的端部，提高了樁端阻力；隨著鉆具的提升，孔內(nèi)被連續(xù)注入的高壓水泥漿所充填上，高壓水泥漿向孔壁的擴滲作用， 既防止了孔壁坍塌、樁體縮徑，又很好的改善了樁間土的物理力學(xué)性質(zhì)，使樁的側(cè)壁摩阻力大大的增強，從而提高了樁體的承載能力。其數(shù)值相當(dāng)于同規(guī)格其他樁的的 1.5-2.0 倍。

適用范圍

該技術(shù)適用于填土、粘性土、粉土、砂土以及碎石類等地層的樁基工程。

優(yōu)缺點

優(yōu)點：

· 1.承載力比同尺寸的鉆也樁或預(yù)制樁高。

· 2.施工速度快成樁效率高，比普通樁可提高 50%。

·3.無振動、低噪音、無污染適合城市基建及改、擴建工程。

·4.在地下水位以下砂、卵石等易塌孔的地層成樁時不需采取專門護壁措施。

缺點：

·1.施工不當(dāng)往往會引起漿液外溢。

· 2.如水灰比掌握不好可影響樁體質(zhì)量。

4.鉆孔灌注樁

概述

凡以機械回轉(zhuǎn)鉆進成孔，然后向孔中灌筑混凝土或鋼筋混凝土所成的樁，都叫做鉆孔灌注樁。按照成孔工藝特點，可分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進、無循環(huán)螺旋鉆進三大類，各大類均有其自身的適用范圍及優(yōu)缺點。

正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進成孔工藝：

適用于粘性土、粉土、砂土、碎石類土、強風(fēng)化巖及軟巖等，成樁直徑 500－2200mm。針對不同地層可采取不同鉆頭鉆進，實現(xiàn)不取芯或取芯鉆進，鉆進效率高。缺點是在卵漂石層中鉆進困難；鉆孔直徑大時，坍塌地層護壁困難，泥漿放量大。

反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進成孔工藝：

適用于粘性土、粉土、砂土、碎石類土、強風(fēng)化巖及軟巖等，成樁 500-2200mm。鉆進粉細(xì)砂、卵礫石、粘性土、粉土效率高、進尺快；可使用清水鉆進，靠水柱壓力保持孔壁穩(wěn)定，排渣徹底、孔底干凈、鉆進效率高，鉆頭消耗少，對大口徑較深的孔鉆進有利；缺點是對含水層有抽吸作用，水量消耗大，特別是漏水情況容易引起坍孔。

無循環(huán)螺旋鉆進成孔工藝

適用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、中等密度以上的砂土等，成樁300-800mm。對均質(zhì)的粘性土、粉土、砂土鉆進效率高，不使用沖洗液，無泥漿污染、噪音小、振動小，可在狹窄場地施工，成本低，消耗材料少，缺點是不適宜大粒徑卵礫石、漂石、巖石施工。一般樁徑較小，單樁承載力低。

機理

盡管灌注樁的構(gòu)造形式、施工方法與預(yù)制樁有大差異，但就其樁的工作基本原理而言，又有許多共同點，其計算理論和設(shè)計方法也是以打入式預(yù)制樁的理論為基礎(chǔ)的。

當(dāng)天然地基上的淺基礎(chǔ)沉降量過大或地基穩(wěn)定性不能滿足建筑物的要求時，常采用樁基礎(chǔ)。樁基通常由若干根樁組成，頂部由承臺聯(lián)成一體，構(gòu)成樁基礎(chǔ)，再在承臺上修筑上部建筑。建筑物的荷載通過樁傳遞到地基土中，以滿足建筑物的變形和穩(wěn)定性要求。

樁按受力性質(zhì)可分為端承力和摩擦樁兩大類：

· 端承樁：建筑物的荷載通過樁傳遞到堅硬土層或巖層上，樁上的載荷大部分靠樁端的支承力來承擔(dān)，樁周土的摩擦力所起作用較小或略而不計。

·摩擦樁：建筑物的荷載通過樁傳遞到樁周土中及樁端下土中去，樁上的荷載大部分靠樁表面與土的摩擦力來支承，樁端的支承力較小可略而不計。

優(yōu)缺點：

優(yōu)點：

適應(yīng)性廣，適合在各種地層中施工，樁長、樁徑選擇范圍大，單樁承載力高，與預(yù)制樁相比，可節(jié)約鋼材， 降低成本， 施工噪音小， 適合在建筑密集的市區(qū)施工。

缺點：

施工工藝比較復(fù)雜，影響質(zhì)量的因素較多，施工質(zhì)量難以控制，排污量大有時難以處置。

5.人工挖孔灌注樁

概述

大直徑人工挖孔灌注樁，以人工挖掘成孔，配以相應(yīng)的提升運土工具，達(dá)到設(shè)計深度后，下入鋼筋籠并灌注混凝土形成的樁。

機理及適用范圍

（－）人工挖孔樁是用人力造孔，向孔中澆筑混凝土或鋼筋混凝土形成的樁，用以承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來的垂直及水平荷載。它同其他灌注樁一樣分為端承樁、摩擦樁、摩擦端承樁，上部傳來的荷載由樁周土及樁端土來承擔(dān)。

（二）適用范圍

挖孔樁最小直徑為 800mm，單樁承載力可達(dá)幾千 KN，甚至上萬 KN，從工程角度考慮，對于承受較大荷載的一些大型工業(yè)建筑和城市高層建（構(gòu)）筑物，采用這類樁型能充分發(fā)揮大直徑灌注樁承載力高的優(yōu)勢。

該樁主要適用于無水或滲水量較小的填土、粘性土、粉土、砂土、風(fēng)化巖地層。當(dāng)穿越流砂、淤泥、松散砂土等易坍塌地層必須采取井壁護圈支護措施。對于地下水位以下，涌水量大的以及水頭壓力大和地下有瓦斯、沼氣等有害氣體的地層不宜采用這類樁型。

從區(qū)域方面來看，由于北方地下水位較低，采用這種樁比南方要多。

優(yōu)缺點：

（一）優(yōu)點

近年來，在各類建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)中，應(yīng)用人工挖孔樁越來越多，這是由于它具有一系列優(yōu)點：

· 1．單樁承載力高，充分發(fā)揮樁端土的端承力。單樁可以承受幾千 KN 乃至幾萬KN 荷載，能滿足高層建筑及重型設(shè)備基礎(chǔ)的需要。嵌入地層一定深度，抗震性能好。

· 2.挖孔樁成孔直徑，施工時下放鋼筋籠方便，樁底虛土厚度清理較徹底，為提高單樁承載力打下了基礎(chǔ)。

·3．人工開挖，質(zhì)量易于保證。在機械成孔困難狹窄地區(qū)亦能順利成孔。

· 4 當(dāng)土質(zhì)復(fù)雜時，可以邊挖掘邊用肉眼驗證土質(zhì)情況。

·5．無噪音，無振動，無廢泥漿排出等公害。

·6．可利用多人同時進行若干根樁施工，樁底部易于擴大。

（二）缺點：

與一般灌注樁相比，挖孔樁存在以下問題：

·（1）挖孔樁直徑大，每m 3 混凝土所提供的承載力比小直徑灌注樁小，因而混凝土用量較大。

· （2）人工消耗較大，人工開挖效率低。

·（3）在擴底時往往因支護方案不當(dāng)，造成擴底部位土層坍方。