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      三岔雙向多節擠擴灌注樁(DX樁)在廣渠路二期工程中的應用

      ?? 日期:2019-10-26???? 來源:鄭瑞彬????作者:鄭瑞彬????評論:0????
      核心提示:摘 要三岔雙向多節擠擴灌注樁(以下簡稱DX樁),是賀德新先生在1998年研制開發的專利,并以名字后兩個字的拼音De Xin的首字母命
      摘 要
      三岔雙向多節擠擴灌注樁(以下簡稱DX樁),是賀德新先生在1998年研制開發的專利,并以名字后兩個字的拼音“De Xin”的首字母命名的,是一種變截面灌注樁。它在鉆孔灌注樁鉆孔的基礎上,使用專用的DX擠擴設備在樁身擠擴成上下對稱的空腔,然后澆灌混凝土后形成的樁身、承力盤和樁根共同承載的樁型。由于承力盤增大了樁身的有效承載面積,同時擠擴時對周圍土體有擠密作用。與普通直孔(等截面)灌注樁相比,因樁身多個斷面面積大幅度增大,充分利用了好土層的地基承載力,單樁承載力比普通直孔灌注樁一般可提高1倍以上,并具備良好的抗壓和抗拔能力。所以DX樁可大幅度提高單樁承載力,降低施工沉降和工后沉降。與傳統的直孔樁相比,可以減少樁長或減少樁的數量,從而降低混凝土和泥漿用量20%~30%,有效節約工期、降低造價。
        

      、技術特點
      1.成腔技術質量可靠
      多節擴孔類灌注樁成敗的關鍵在于擴孔形成盤腔的質量是否可靠,以及能否按設計和施工要求順利形成盤腔。DX旋擴技術是目前唯一能快速、高效、高質量完成各種土層條件下盤腔施工的技術,因為:
      (1) 旋擴裝置獨特的雙缸雙向液壓結構保證了盤腔周圍土體的穩定性;
      (2) 均布的三對旋擴臂三向水平支撐土體,能自然準確與樁身軸心對中;
      (3) 腔體下側35度斜面形狀可以使沉渣能順利掉落,不會堆積在盤腔內,保證盤腔在混凝土澆注時的充實性和完整性;
      (4) 旋擴方式能適用N大于40擊的土層;
      (5) 旋擴方式比人工操作擠擴方式的施工速度提高數倍,工效大大提高。
      2.設計靈活、適應性強、適用土層廣泛
      隨著不斷的經驗總結和技術革新,DX樁的設備和技術發展進入了一個更高的階段。DX樁可在多種土層中成樁,不受地下水位限制,并可以根據承載力要求采取增設承力盤數量來提高單樁承載力。
      承載力盤和承力岔可設置在:
      (1)可塑~硬塑粘性土、標貫擊數小于40擊的稍密~密實狀態粉土和砂土中;
      (2)承力盤也可設置在密實狀態(N≥40)的粉土和砂土或中密~密實狀態卵礫石層的上層面;
      (3)強風化巖或殘積土層的上層面。
      3. 盤位可調
      由于承力盤腔是通過液壓臂旋擴土層形成,旋擴過程相當于旁壓實驗,施工過程同時也是對土層承載力的一種檢驗。因此,施工時能大致了解到土層軟硬性即持力層選擇的適宜程度,當發現與試樁施工有差別時,可按照設計變更要求,采取調整盤的位置或增設盤數的措施。這樣可以確保樁基承載力,以及各樁承載力的一致性,這是其它樁型工藝無法實現的。
      4.上下對稱的盤結構
      雙向擠擴形成的上下對稱帶坡度的盤具有受力和施工上的諸多優點:
      I. 抗壓性能明顯優于傳統的直孔樁;
      II. 具有非常好的抗拔性能;
      III. 在成腔的施工過程中,沉渣能夠順著斜面落下,避免了沉渣在空腔底面的堆積;
      IV. 斜面便于混凝土的澆注,混凝土靠自身的流動性就能充分灌滿整個腔體,同時還不夾泥,利于控制混凝土的密實程度;
      V. 承力盤的斜面形狀,保證了承力盤的混凝土處于受壓狀態。盤的剪切通過樁身的鋼筋,所以承力盤不會發生剪切破壞。
      VI. 在豎向受力時,下斜面可以增加使承力盤施加給土體的附加應力的擴散范圍,避免對土體造成剪切;
      5.易于檢測
      旋挖擠擴設備自帶的儀表顯示屏可以直觀顯示孔內作業時旋擴盤徑的大小,另外可以采用擠擴灌注樁專用的機械式盤徑檢測器亦是一種直觀有效的檢測方法。該檢測器結構簡單,檢測直觀、效率高、經濟、快速可靠。檢測時,提緊主副提繩,將盤徑檢測器緩慢放至孔內被測盤腔深度,松開副繩,三個測桿自由下落,主測繩稍做調整,測桿即張開于擠擴盤腔內,達盤徑最大處,觀察并記錄主副測繩的落差,由落差和盤徑的換算關系就可以得出實際旋擴盤腔的直徑。
      二、DX樁在廣渠路二期11#標工程的應用
      本標段橋梁起止點里程為K9+855.407-K11+485.407,橋梁長度為1630m,寬度為33.8m,上部結構:跨越雙橋東路處橋梁結構為3跨鋼混組合梁,其余部分部分采用30m或35m標準跨徑的裝配式預制預應力連續箱梁結構。下部結構:中墩、公用墩采用墩柱上接蓋梁的結構形式。全橋蓋梁均為預應力鋼筋混凝土結構,中墩柱截面為2.5×1.8m,承臺為6.4×6.4×2.65m下接四根鉆孔灌注樁。人行梯道墩柱為1.2×0.8m墩柱,人行梯道墩柱下接φ1.2m鉆孔灌注樁基礎。
      鉆孔樁主要工程量:φ1.8m鉆孔灌注樁32根,φ1.5m鉆孔灌注樁192根,φ1.2m鉆孔灌注樁46根,φ1.3mDX鉆孔灌注樁192根。
      工程位于永定河沖積扇中下部,地形較為平坦。表層為人工填土層,填土厚度為0.4m~4m不等,以下為一般第四紀沉積層的粉質粘土、第四紀沉積層的粉細砂、第四紀沉積層的粉土、第四紀沉積層的中細砂。通過分析具體的勘察報告,土層條件非常適合采用DX旋挖擠擴灌注樁技術。
      1.DX樁與直孔樁技術經濟性能對比
      原設計樁徑為1500mm,樁長為39m。經過DX樁優化設計以后,樁徑改為1300mm,樁長縮短為35m。具體的參數對比見下表。
         DX樁與直孔樁技術經濟性能比較
      對比項目
      直孔樁
      DX樁
      備注
      樁徑(cm)
      150
      130
      -
      承力盤徑(cm)
      -
       240
      -
      承力盤數(個)
      -
      2
      -
      有效樁長(m)
      39
      35
      樁長減少4米
      鋼筋(t)
      4.665
      4.019
       
      承力盤砼(m3)
      -
      3.8
       
      綜合單價(元/ m)
      2365
      2496
       
      單樁造價(元)
      92236
      87365
       
      總樁數(根)
      192
      192
       
      總造價(萬元)
      1771
      1677
       
      通過DX樁的優化設計之后,減少了工程量,縮短了工期,節約了總造價約94萬元,其技術經濟效益顯著。
      2.DX樁的施工工藝
      (1)工藝流程
      DX樁的施工工序比直孔灌注樁的施工工序多一道專利擠擴工作(第二道工序)。與同樁徑和樁長的等截面鉆孔灌注樁相比,承載力有較大幅度的提高,而提高部分的承載力主要由擴徑體的端阻力提供。
      (2)旋挖擠擴裝置的類型
      目前設備采用的是連續旋轉,同時切削碾壓向外旋擴的方式,該設備可以根據土層選擇適合的切刀,采用切削碾壓或純切削的方式,這樣就大大提高了旋擴的質量和效率。
       
       
      本論文結合廣渠路工程,通過數據的比較分析,闡述了DX樁在工程應用中的優點。DX樁承載力高,在同樣承載力的前提下,樁數量會減少,樁徑也會相對變小,不僅節約混凝土用量,減少鋼筋用量,直接降低成本。另外,工程量的減少還有助于縮短工期,混凝土用量和泥漿排放量還會減少,可以減少對環境的污染。采用DX樁技術建設的橋梁,有著創新、經濟、環保等特點,具有良好的社會和經濟效益。

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