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      多節三岔擠擴灌注樁(DX樁)技術

      發布時間:2009年10月12日 點擊數: 字號:
      研究起止日期:   成果水平:  
      成果第一完成單位:   項目負責人:  
      成果主要完成人員名單:   成果驗收日期:  2013-02-25
      成果體現形式:   研究形式:  
      知識產權形式:   應用情況:  
      知識產權內容:  
      第一完成單位情況:  
      轉讓意向與范圍:   推廣形式:  
      成果簡介

      1DX樁的主要特征

      1.1基本原理

      DX樁是在預鉆(沖)孔內,放入專用的三岔雙缸雙向液壓擠擴裝置,按承載力要求和地層土質條件在樁身適當部位,通過擠擴裝置內外活塞桿的相對運動帶動三對等長擠擴臂對土體進行水平向擠壓。一次擠擴形成3岔形夾角120°上下對稱的擴大楔形腔,或經n次(n為同一水平面上的轉位擠擴次數)擠擴形成上下對稱近似雙圓錐盤狀的擴大頭腔,成腔后提出擠擴裝置,放入鋼筋籠,灌注混凝土,制成由樁身、擴徑體共同承載的混凝土灌注樁。

      DX樁的擴徑體不僅增大了樁身端承面積,同時對周圍土體產生擠密作用,充分發揮樁身、擴徑體與土體的共同承載作用,因此,DX樁可較大幅度的提高單樁承載力。

      DX樁的擴徑體有多種形式,根據承載力的需要和地層的土質情況,可以組合形成多種樁型,譬如多節3岔灌注樁、多節3n岔灌注樁(n為擠擴次數)、多節承力盤樁及多節承力岔與承力盤組合的樁。承力岔可以增加樁的整體剛度、可作為承受豎向承載力的補充、可增加樁對水平荷載的抗力(設置在樁身上部較硬的土層中),在某些地層中,可能由于擠擴的次數較多而容易引起塌孔,若改為設置承力岔,擠擴次數大為減少而更能保證承力腔體較好地成形,不坍塌。

      1.2技術特點

      DX樁技術可靠、承載力高、質量可控、節能環保、技術成熟,具有較高的科學性和突出的創新性,達到國際領先水平”。

      2適用范圍

      DX可作為高層建筑、橋梁、一般工業與民用建筑及高聳構筑物的樁基;可在粘性土、粉土、砂土層、強風化巖、殘積土中擠擴承力盤,也可在卵礫石層的上層面擠擴成盤,更適宜在粘性土、粉土或砂土交互分層的地基中使用。DX樁的樁身直徑4001800mm(可根據需要合理選擇成孔和擠擴承力盤機具),承力盤直徑與樁身直徑之比(擴大率)為1.84.5,樁長最大可達31.5m(長螺旋鉆成直孔時)及65m(旋挖鉆機成直孔時)。

      但以下土層不得作為承力盤(岔)的持力土層:(1淤泥及淤泥質土層;(2松散狀態的砂土層;3)可液化土層;4濕陷性黃土層;5大氣影響深度以內的膨脹土層;6遇水喪失承載力的強風化巖層。

      3效益分析

      (1)山東某電廠 DX(2)和直孔樁方案的效益比較,單樁豎向承載力提高525KN,總樁數減少241,混凝土總方量減少5472m3,總造價節約近320萬元,節約率為32.3%。

      (2)武漢市某大廈 DX(4)和直孔樁方案的效益比較,單樁豎向承載力提高1741KN,總樁數減少206,混凝土總方量減少1647m3,總造價節約近100萬元,節約率為43%。

      (3)天津某商務樓 DX(3)和直孔樁方案的效益比較,單樁豎向承載力提高1756KN,總樁數減少655,混凝土總方量減少6629m3,總造價節約近370萬元,節約率為28.5%。

      (4)河北某橋墩樁基 DX(4)和直孔樁方案的效益比較,樁混凝土總方量減少39%,承臺混凝土方量減少35%,泥漿排放量減少39%,每墩樁基(半幅)總造價節約36%。

      與普通灌注樁相比,在相同樁徑、樁長的條件下,DX樁只要增加一道工序,承載力就可以提高75%150%,總樁數減少35%50%,整體基礎工程費用顯著降低,比普通灌注樁節約造價15%30%,同時也可節約承臺及連梁混凝土用量。DX擠擴灌注樁抗拔力與穩定性也優于普通灌注樁,通過近200例的施工實踐可以看出DX擠擴灌注樁比普通的鉆孔灌注樁節約樁基礎造價在20%以上。采用DX擠擴灌注樁可節約20%50%砼,減少泥漿排放量30%,環境效益十分可觀。另外,DX擠擴灌注樁可縮短工期1/3左右。我國每年樁基工程按1000萬根約計工程造價200300億人民幣,若1/3采用該技術,每年可節約1530億元人民幣,可產生巨大的經濟效益和社會效益。

      4技術發展前景

      近年來陸續發明了“旋挖擠擴鉆機及其工法”(專利號:ZL2006 2 0149080.8),“多節擠擴螺旋沉管樁的裝置及其工法”(專利號:200510000029.0)和“梯度擠擴裝置”(專利號:200420121950.1)。這些專利設備揚長避短,有效解決了現有樁工機械施工難以解決的問題。

      1)旋挖擠擴鉆機HDX06-25型具有以下優勢:1,它集鉆、擴、清孔功能為一體,成盤、成孔質量好且效率高;2,解決了灌注樁孔底沉渣清孔困難的問題;3,有效解決硬土中擴孔的難題,擴大了適用范圍;4,克服了以往施工泥漿大量排放造成的環境污染;5,實現了成孔、成盤的實時監測,變隱蔽工程作業為可控作業;6,克服了擠擴成孔造成的局部縮徑問題;7,實現了安全施工,并能大量節約人力和建筑材料。這些設備的研發,完全符合當前樁工機械的發展方向,即工廠的構件化、現場的模具化。

      2)“多節擠擴螺旋沉管樁的裝置及其工法”的特點是:對于樁徑小、承載力要求不高,需大面積進行地基處理的工程,該設備利用管壁上安置的螺旋葉片,將一部分土排出地面,這時的樁成為部分擠土、排土樁,有效地解決了擠土效應問題。它還能通過旋擴臂形成多個擴大型腔,從而完成具有多節擴大頭的擠擴沉管灌注樁。該樁具有施工效率高、質量好,造價底、環保等突出特點。

      3)“梯度擠擴裝置”能有效解決大直徑多節擠擴樁的擴孔問題,原來無法擠擴的硬土層也可進行擠擴承力盤腔,從而使單樁獲得更高的承載能力。

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