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《全螺旋灌注桩—螺纹桩竖向承载力初探》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、全螺旋灌注桩—螺纹桩竖向承载力初探第35卷第5期2002年10月武汉大学(工学版)EngineeringJournalofg'uhanUniversity,O1.35No.50ct.20o2文章编号:1006—155X(2002)05—109—04全螺旋灌注桩——螺纹桩竖向承载力初探吴敏,李波扬(武汉大学城市建设学院,湖北武汉430072)摘要:对全螺旋灌注桩——螺纹桩的承载力机理进行了初步探讨,比较了螺纹桩与传统直线型灌注桩竖向承载力的基本特性,并根据试验及理论分析,探讨了螺纹桩设计计算方法.关键词:螺纹桩;全螺旋灌注桩;承载力中图分类号:TU4
2、73.1文献标识码:A全螺旋灌注桩是一种带螺纹的灌注桩,简称螺纹桩.螺纹桩用带有自控装置的螺纹桩桩机,特制的螺纹钻杆钻进,钻至设计深度,在土体中形成螺纹.提钻过程中螺纹桩桩机自控系统严格控制螺纹钻杆提升速度和旋转速度,与此同时制备好的细石混凝土或砂浆开始由高压泵输送,通过空心螺纹钻杆由钻头泵出.钻头泵出的高压细石混凝土或砂浆迅速填充由于螺纹钻杆旋转提升所产生的带螺纹空间,在桩身周边形成螺纹(图1),故能有效地提高承载力.螺纹桩综合了长螺旋灌注桩和13本研制的钢纤维混凝土全螺旋预制桩的优点,不存在清底,护壁,塌孔,掉块,断桩,缩径等问题,桩身质量可靠
3、,同时采用常规混凝土灌注,施工工艺简单,工程造价低.在承载力要求一定,场地土质相同的条件下,使用螺纹桩显然可以减小桩长,缩小直径,从而大大降低工程造价.图1在淤泥质粉质粘土中所成的螺纹桩桩头l全螺旋灌注桩——螺纹桩承载力机理初探1.1传统直线型灌注桩承载力机理传统直线型灌注桩侧阻力由3部分组成:(1)(岩)土中胶体与桩表面的粘聚力;(2)(岩)土与桩接触面间的摩擦力;(3)桩表面粗糙不平的机械咬合作用力.在滑动前主要取决于(岩)土中胶体与桩表面的粘聚力,发生滑动后则取决于(岩)土与桩接触面间的摩擦力和桩表面粗糙不平的机械咬合作用力.传统直线型灌注桩
4、承载力主要为摩擦阻力及机械咬合力的组合.收稿日期:2002—07—12作者简介:吴敏(1957一),女,安徽黟县人,副教授,主要从事建筑技术和城市研究方面的教学和研究l10武汉大学(工学版)1.2螺纹桩承载力机理螺纹桩改变了桩与(岩)土间相互作用的方式,极大地改善了桩侧阻力作用,虽然(岩)土中胶体与桩表面的粘聚力和(岩)土与桩接触面间的摩擦力仍然存在,但螺纹桩的桩侧阻力主要为螺纹桩的螺牙与土的机械咬合作用力,初加荷载时,和传统直线型灌注桩一样在滑动前主要取决于粘聚力,随着荷载的加大,粘聚力破坏后桩体开始滑动,这时螺纹桩的螺牙与土的机械咬合作用力构成
5、滑动阻力.滑动产生的主要原因为螺牙根部土的局部挤压变形.当荷载达到极限时,其破坏特征是以螺纹外的土体剪切强度耗尽及达到了土的抗剪强度为特征,螺纹桩与土沿螺牙外经圆柱面上发生剪切滑移.2全螺旋灌注桩——螺纹桩与传统直线型灌注桩侧阻力比较2.1传统直线型灌注桩桩侧阻力p的计算传统直线型灌注桩是以桩一土之间的摩擦阻力及机械咬合力确定单桩竖向极限承载力3.4一:Q:U二qsig.1i式中:q为桩侧第i层土的极限侧摩阻力标准值;"为桩身周长,其值为2丌r;,为桩穿越第层土的厚度.2.2螺纹桩桩侧阻力92的计算螺纹灌注桩以土体的抗剪强度确定单桩竖向极限承载力:
6、Qsh2Uili其中,为桩侧第i层土的极限抗剪强度标准值.为方便计算,以饱和粘性土为例进行比较.饱和粘性土中:r=Cs其中,C为土的不排水剪切强度.根据汤姆利逊(Tomlinson,1971)一一由78根桩试验结果统计提出的.法理论:qsil~-=aCi其中,.为粘着力系数(0.2～1.0).为进一步简化比较,假定场地土质相同,桩长相同,直经相同,即U:,则有传统直线型灌注桩:Q=U—qig.1i由口法理论q:aC…得:"∑.Cf:."∑cf:口k2=(0.2～1.0)k2螺纹桩与传统直线型灌注桩承载力关系为Q::"∑Gf:Ql/a=(1～5)Ql
7、即螺纹桩在饱和粘性土场地土质相同,桩长相同,直经相同(:U)的条件下承载力是传统直线型灌注桩的1～5倍.3全螺旋灌注桩一螺纹桩承载力的计算方法3.1单桩极限承载力的计算按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)中的公式,桩径按螺纹桩外径计算:Q"=Q+Q="qsi~-li+qpp式中:Q为单桩竖向极限承载力标准值;Q为单桩总极限侧阻力;Q为单桩总极限端阻力;q为极限端阻力标准值;A为桩端面积.螺纹桩按该公式计算偏于保守,这里实际上把C=qsil~-/Ct:(1～5)qs中粘着力系数.取值为.:1,即Q=Q..现有国产螺纹桩桩机设备提供的两种典型螺
8、纹钻杆(专利产品)数据(见图2):..图2螺纹桩桩机螺纹钻杆A型:R:250llllYl(r=150llllY1)B型:R
