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载体桩技术


  1.1专利号

 工艺专利:ZL 98 1 01041.5   设备专利:ZL 98 1 1332.5
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 1.2技术介绍

  

 1.2.1 载体桩构成   1.2.2技术原理
       载体桩是由复合载体与混凝土桩身构成的桩,其中载体由混凝土、填充料和挤密土体三部分构成,载体的构造见图1。根据桩身混凝土的施工方法、施工材料及受力条件等的不同,载体桩分为现浇钢筋混凝土载体桩、素混凝土载体桩和预应力桩身的载体桩。        载体桩的技术原理为侧限约束下的土体密实,即在入土一定深度下,通过柱锤的势能W×h冲切土层形成孔洞,并迅速填料作为介质进行夯实,反复进行,挤压土体中的水和气,实现土体的最优密实,即地面土体不隆起、邻桩不破坏,形成扩展基础,实现力的扩散。
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   1.2.3 载体桩的特点
       载体桩具有如下的技术特点:
       ①通过桩基受力,承台梁直接将上部荷载传递到深层地基土中,荷载传递形式简单;
       ②单桩承载力高,是相同桩径、桩长的普通灌注桩承载力的3-5倍,并且和通过调整施工参数两调节单桩的承载力;
       ③施工工艺简单、质量易控制。施工中无需场地降水,减少了工程量,缩短了工期。
       ④可消纳建筑垃圾,保护了环境,绿色环保、无污染。

       载体桩承载力高原因分析
       ①通过加入介质进行夯实,加密了地基土,改善了桩端地基土的物理力学参数指标;
       ②施工中填入干硬性混凝土夯实,增大了桩端的受力面积,类似以扩底桩;
       ③载体为多种材料的组成,从上到下一次为干硬性混凝土、夯实填充料、挤密土体,应力逐节扩散,受力类似以扩展基础。

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等效受力原理


1.2.4载体桩与常规夯扩桩的对比
       1)组成不同
       夯扩桩是通过对桩端混凝土施工形成扩大头桩身,桩端扩大头只是混凝土桩身的一部分,而载体桩由混凝土桩身和载体两部分组成,载体由三部分组成:混凝土桩身、夯实填充料和挤密土体。
       2)施工工艺不同
       夯扩桩通过内管挤压混凝土形成扩底,其作用主要是增加桩端受力面积,而载体桩通过填料夯实挤密周围土体,形成载体桩,载体既有扩底的作用,同时有加密土体的作用,而且通过载体形成了等效扩展基础的受力。
       3)施工控制指标不同
       夯扩桩施工的主要控制指标为混凝土填料的体积、外管每次的提拔高度,通过这些指标控制扩大头的直径和高度;载体桩的控制指标为三击贯入度,通过三击贯入度控制填料以达到设计要求的桩端土体密实度。
       4)承载力的计算公式不同
       夯扩桩承载力与常规混凝土桩受力相同,故承载力计算公式也相同,为:未标题-7.gif
 
       Ap为桩端受力面积,其桩端直径为:未标题-5.gif
 
       载体桩承载力按等效扩展基础来进行估算,其计算公式为:未标题-6.gif
 
       5)施工影响范围不同
       夯扩桩由于填入的混凝土量少,故影响范围小,一般直径不超过1m,而载体桩由于通过柱锤填料夯实,填料越1.5-1.8立方米,因此施工影响范围广,载体的影响区域约宽度2-3m,深度3-5m 。
       1.2.5 施工工艺
       1)根据桩位平面布置图进行复合地基桩位的放线,确保桩位的准确性。
       2) 在桩位处挖直径等于桩身直径、深度约为500mm的桩位圆柱孔,移机就位;
       3)提起夯锤后快速下放,使夯锤出护筒,入土一定深度;
       4)用副卷扬机钢丝绳对护筒加压,使护筒底面与锤底齐平;
       5)重复3)、4)的步骤,将护筒沿垂直沉入到设计深度;
       6)提起夯锤,通过护筒投料孔向孔底分次投入填充料,并进行大能量夯击;
       7)填充料被夯实后,在不再填料的情况下连续夯击三次并测出三击贯入度,若三击贯入度不满足设计要求,重复5)和6)的步骤,直至三击贯入度满足设计要求为止;
       8)通过护筒投料孔再向孔底分次投入设计需要的干硬性混凝土,并进行夯击;
       9)灌注桩身混凝土到一定标高;

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 1.3. 施工设备
 
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