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吴江良工新研制成功一种静压扩底桩技术和静压

发布人: 来源: 发布时间:2021-07-29 14:56

  一种在夯扩桩技术上发展起来的静压扩底桩技术和静压扩底桩机于2005年由吴江良工机械有限公司研制成功,2005年底在河北投入使用。

  夯扩桩技术是我国工程界20世纪90年代发明,2001年形成国家标准(JGJ/T135-2001),在工程界逐渐推广应用的一项技术。夯扩桩是沉管灌注桩与扩底桩结合的产物,他吸收了夯击沉管桩和扩底桩的优点,并摒弃沉管灌注桩的一些缺点,是具有中国特色的一种桩型。夯扩桩在锤击沉管灌注桩的机械设备与施工方法的基础上加以改进,按照一定的施工工艺(无桩尖或钢筋混凝土预制桩尖沉管),采用桩锤夯击的方式(一次、二次、多次填料夯扩与全复打夯扩等)将桩端干混凝土料扩成大头状,桩端干混凝土料在桩锤的自由落体作用下压密成型,浇注混凝土成桩,它较夯击沉管桩的单桩承载力大幅提高。较之相同承载力的沉管桩,可以节约工程投资30%~50%,具有设备简单、工程造价低等优点。但其由于桩锤夯击噪声大和采用贯入度确定桩承载力,控制过程复杂、受人为因素影响大等缺陷,其广泛应用受到限制。

  吴江良工机械有限公司在液压静力压桩机技术的基础上经过改造和创新,发明了静压扩底桩技术(专利申请号:7.6),并研制出液力静压扩底桩机(专利申请号:2.2)。

  该技术采用液压静力顶压方式将内外套管同时压入到设定的持力土层,之后提出内管,填入桩端填充料,再用内管将填充料压下形成桩端,重复数次形成要求大小的桩端头,同时填压入一定干性混凝土使桩端扩大之后固结成一体;再按通常灌注桩施工方法施工,形成带扩大桩端头的静压扩底灌注桩。该技术是采用液压静力顶压方式而非采用锤击方式形成扩大桩端头,从而避免产生较大的噪声,并且由于采用液力静压,减小了成桩过程对周围土体的扰动。由于各桩位压桩力可控制一致,较好的控制了建筑物的整体沉降问题,静压力全过程从压力表上一目了然。工效高,施工效率相当于夯扩桩的2~4倍。单桩承载力控制均匀、直观、简单、可靠。

  一般夯扩桩桩径通常在300~485mm,深度为3~8m,单桩承载力小于140t(通常不超过90t),而液压静力顶压扩底桩机采用液压技术,静压力可达120~400t,为大直径灌注桩带大桩端设计施工创造了条件。

  吴江良工机械有限公司是专业静压桩机制造商,较好解决了工程技术与专用施工设备脱节的问题,其研制的液压静力顶压桩机性能良好、使用简单、施工工艺稳定可靠、设备节能环保、效率高、性价比好。相信静压扩底桩技术和静压扩底桩机的推出将进一步拓展夯扩桩技术的应用范围,为我国基础处理事业做出贡献。

  夯扩桩技术是我国工程界90年代发明的一项工程技术。1998年7月通过河北省建委技术鉴定,2000年华北石油岩土工程公司编制了《夯扩灌注桩设计与施工规程》,2000年3月22日河北省建设委员会批准为河北省工程建设标准,编号:DB13(j)22-2000。夯扩桩在华北应用以来,截止2000年已完成数千工程、累计打桩数十万根。目前该技术已在全国推广。

  由国家建设部安排,北京波森特岩土工程有限公司主编了《复合载体夯扩桩设计规程》,2001年8月7日国家建设部批准了该规程,标准号:JGJ/T135-2001,2001年12月1日推荐实施。

  夯扩灌注桩通过增大桩端截面积和挤密加固地基土,使桩的极限承载力大幅提高,较之相同承载力的沉管桩、钻孔灌注桩节约工程投资达30~50%、具有环境污染小、工程造价低等优点。

  但是由于夯扩灌注桩一直采用3~5t夯扩锤自由落体锤击方式,限于夯扩锤的能力,一般只能打桩径Ф300~485mm、深度3~8m、单桩承载力小于140t(通常不超过90t)的夯扩灌注桩。而检测夯扩桩承载力系采用最后一击的贯入度来确定该桩的承载力。

  我公司长期从事桩机技术研究、设计生产,对夯扩桩亦有探索,通过研究我们发现,由于夯扩桩是通过锤击传递能量,因此桩端载体内填充物因锤击粉碎现象严重;成桩后的极限承载力检测不均衡,成桩个体差异较大;且长期以来配套施工设备一直未有创新,制约了工程应用和技术发展。

  2.2“一种静力挤压混凝土桩的施工方法”和“一种静压桩机的沉管扩底装置”专利技术

  根据对传统夯扩桩技术分析和市场需求调查,我公司在2004年向国家知识产权局专利局申报了“静力顶压灌注桩的装置及施工方法”(已获专利权)的基础上,2005年申报了“一种静力挤压混凝土桩的施工方法”的新的施工方法发明专利和“一种静压桩机的沉管扩底装置”的顶压步履式静力压桩机实用新型专利。该“顶压步履式静压沉管扩底桩机”具有静力顶压沉管扩底功能,完全达到夯扩灌注桩设计要求和施工规程要求,并且,由于采用静力压桩、扩底,较之前采用的锤击夯扩机具有以下优势:

  ①静压桩力可达120~400t,大大超过3~5t夯击锤的能力、因而可以完成直径达Ф400~600mm、桩深达8~14m、单桩承载力达120~400t的沉管灌注扩底桩,大大扩展了夯扩灌注桩的应用范围;

  ②由于采用静压技术,减小了成桩过程对土体的扰动,同样由于采用静压技术、避免了桩端扩大部分骨料被锤击粉碎从而失去骨料作用的缺陷,提高了桩端扩大部分固结成一体,增加该类型桩的单桩承载力;

  ③由于采用液压技术,静压过程压力全过程由压力表显示,对桩的承载力一目了然,极其便于质量及承载力控制;较之采用贯入度确定桩承载力更加准确可靠(贯入度毕竟不是承载力,其转换过程有相当多的边界设定,需大量试验数据支持,因而会给施工人员可靠掌握、熟练应用带来困难,最终造成质量控制过程复杂),降低了工程成本;

  ⑤顶压步履式静压沉管扩底桩机的施工工效是夯击扩底桩机的2~4倍。以120t静压沉管扩底桩机为例,其造价仅为夯击扩底桩机的2倍;

  ⑦顶压步履式静压沉管扩底桩机是在顶压步履式静压桩机技术上研制的,技术成熟,既可以静压沉管扩底施工又可以静压预制桩施工,一机两用避免重复投资;

  ⑧我公司是专业桩机制造厂,提供的是完整的“顶压步履式静压沉管扩底桩机”,从根本上解决了工程技术与专用施工设备脱节的问题,一方面由于是专用设备,工艺稳定,控制方便,保证了沉管灌注扩底桩的工程质量,另一方面极大提高了沉管灌注扩底桩的生产效率,且设备性价比良好。

  根据该专利技术设计的第一台顶压步履式静压沉管扩底桩机设备于2005年底提交河北用户使用,反映良好,该用户于2006年初,又向我公司定购一台,目前正在使用。后又有河北用户定购,现又有数家用户在准备订货,因此可以预见到很快会形成广阔市场。

  夯扩桩技术是在工程界前辈做了大量工作的基础上发展起来的,现如今已形成设计和施工技术标准,技术已日趋完善并被市场认可。

  静压扩底技术是夯扩桩技术的延伸和发展,它相对于传统夯扩桩技术来说具有工艺简单、控制方便、效率高、适应性广的优点。但静压扩底技术的发展还需要工程界同仁的支持和帮助,依靠工程实际应用来经验积累,进一步改进提高技术、完善设备、并在此基础上制订标准、规范,为工程界大量、可靠应用提供全方位的服务。

  1)《夯扩灌注桩与施工规程设计》河北省工程建设标准标准号:DB13(J)22-2000

  2)《复合载体夯扩桩设计规程》国家建设部批准了该规程,标准号:JGJ/T135-2001

  吴江良工机械有限公司在多年桩机生产经验的基础上,将静力压桩的技术可靠优点与沉管灌注桩的经济节约优点紧密结合,推出顶压式液力静压沉管扩底桩机,不仅解决了沉管灌注桩承载力低、桩身质量差等致命缺陷,而且使其具有了静压桩的无振动、无噪音、无污染等显著优点,弥补了国内一项技术空白。施工简单、快捷,具有良好的社会效益和经济效益。液力静压沉管扩底桩机的特点如下:

  1、液力静压沉管扩底桩的成型是直接把上部巨大的静压力挤入地基深层桩端和持力层中,并向持力层水平面与下部强制挤压填充料,在形成扩大头的同时,因挤密压实而大大改善桩端持力层的密度与强度,压扩桩不但充分利用、挖掘了桩端持力的潜力,而且也充分发挥了桩身材料强度的作用,因此,它是一种最经济的新桩型。

  3、桩机具有沉管灌注桩施工所没有的桩身加压设备,它借助加压设备,对桩身现浇砼实施加压成型。这样,避免了沉管灌注桩易产生的桩身缩颈,顶托等弊病,提高了桩身质量。

  4、由于扩底桩不用预制桩尖,所以节省了预制桩尖、铁垫圈等费用,同时也避免了因预制桩尖碎嵌管内而造成的废桩,这样,免去了较长的施工准备期,使整个桩基施工工期比同等条件的震动沉管灌注桩缩短了。

  5、由于扩底桩设备采用了全液压静力压桩机,它除了拥有沉管灌注桩原有的环保优势外,还彻底消除了振动、噪音,所以,在环保方面,液力静压沉管扩底桩位居榜首,比其他桩更适合市区、医疗、学校、精密仪器等需防振、防尘、防噪音地区的基础施工。而且由于桩机受力明确,对扩大头的挤压参数能随时观测,使各桩位压桩力控制一致,从技术上保证了扩大头的成型质量,这是其它桩工机械无法比拟的。

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