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【出版日期】 2008年12月【報(bào)告頁碼】 350頁【圖表數(shù)量】 150

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高頻液壓振動錘具有施工速度快、功能多、適應(yīng)地質(zhì)廣、運(yùn)輸方便和環(huán)保等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外工程建設(shè)的眾多領(lǐng)域。

　　高頻液壓振動錘是20世紀(jì)末迅速發(fā)展起來的一種樁工機(jī)械，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)澆薄壁筒樁施工中。它具有施工速度快、功能多、適應(yīng)地質(zhì)廣、運(yùn)輸方便和環(huán)保等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外工程建設(shè)的眾多領(lǐng)域。目前，具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高頻液壓振動錘已經(jīng)由武漢中鐵工程機(jī)械研究設(shè)計(jì)院研制成功，并通過了數(shù)年的國內(nèi)工程施工檢驗(yàn)。

　　現(xiàn)澆薄壁筒樁是由謝慶道教授發(fā)明的一種新型成樁工藝，單體筒樁已于2002年申請到中國個(gè)人專利，聯(lián)體筒樁也已在美國申請到個(gè)人專利并在美國華盛頓地區(qū)一工程中應(yīng)用。薄壁筒樁因其可節(jié)省大量混凝土、無泥漿污染、施工速度快捷、擠土效應(yīng)相對較小、樁身質(zhì)量易于保證和工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，已被越來越多的業(yè)主、設(shè)計(jì)院所和施工單位所認(rèn)可。目前，筒樁已越來越廣泛地應(yīng)用于我國的一些重點(diǎn)工程建設(shè)領(lǐng)域和其他基礎(chǔ)工程建設(shè)中，現(xiàn)已完成筒樁施工2.5萬多根，產(chǎn)生了非常好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　現(xiàn)澆薄壁筒樁及其特點(diǎn)現(xiàn)澆薄壁筒樁是指外徑800～2000mm，壁厚100～250mm，中心充滿地基土，現(xiàn)澆灌注而形成的混凝土筒形樁體。它的施工原理是利用高頻液壓振動錘將雙層鋼護(hù)筒沉入地下，向夾層中灌入混凝土，啟動振動錘拔出雙層鋼護(hù)筒，便形成了一根現(xiàn)澆薄壁筒樁。筒樁主要分為單體筒樁和聯(lián)體筒樁，單體筒樁主要用作承載樁，也可用于基坑支護(hù)；聯(lián)體筒樁主要用于具有止水功能的擋土墻。

　　現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁獨(dú)特的技術(shù)構(gòu)想是基于彌補(bǔ)現(xiàn)有的預(yù)制類樁、沉管類樁和鉆孔灌注樁的缺陷為出發(fā)點(diǎn)，因而與上述樁相比具有如下的優(yōu)勢。

　　1.與預(yù)制類樁和沉管類樁相比，筒樁可以減少擠土效應(yīng)，保證了樁身質(zhì)量預(yù)制類樁和沉管類樁打入土層時(shí)，會產(chǎn)生嚴(yán)重的擠土效應(yīng)，導(dǎo)致鄰近的已施工樁的樁身受施工樁的擠土效應(yīng)的作用而變形、斷裂、錯(cuò)位、上浮，使工程質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重問題，尤其是預(yù)制類樁的接頭處更易破壞而導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量問題。與預(yù)制類樁和沉管類樁相比，現(xiàn)澆薄壁筒樁在施工過程中，原位土不是被擠向樁的周圍而是被雙層鋼護(hù)筒的內(nèi)筒套入其中，部分原位土可從內(nèi)筒溢出，減少了樁身的擠土效應(yīng)，樁身質(zhì)量連續(xù)且有保證。

　　2.筒樁直徑可以突破限制，樁身整體剛度好由于擠土效應(yīng)嚴(yán)重，預(yù)制類樁和沉管類樁在打入過程中阻力很大，目前這兩種樁在應(yīng)用中的設(shè)計(jì)口徑局限于600mm以內(nèi)，而現(xiàn)澆薄壁筒樁減少了施工中的擠土效應(yīng)，相應(yīng)的使樁身允許直徑擴(kuò)大，充分發(fā)揮了大直徑樁穩(wěn)定和強(qiáng)度較大的優(yōu)勢。同時(shí)，薄壁筒樁是連續(xù)澆注而成，樁身的整體剛度較預(yù)制類樁要好，且成樁可以全部在現(xiàn)場完成，施工方便快捷。

　　3.筒樁既可制成鋼筋混凝土樁，也可制成素混凝土樁，用于軟土地基處理如果將筒樁制成鋼筋混凝土樁，既可承受巨大的壓應(yīng)力，也可承受巨大的剪應(yīng)力；如果將筒樁制成強(qiáng)度較低的素混凝土樁，組成復(fù)合地基的增強(qiáng)體，除能承受較大壓應(yīng)力外，還可有效的控制土的側(cè)向變形，減少工后沉降，非常適用于高速鐵路及公路的軟土地基處理。

　　4.與灌注樁相比，薄壁筒樁可以大幅降低工程投資筒樁可以用較少的混凝土材料獲得更有效的結(jié)構(gòu)效應(yīng)。在抗彎強(qiáng)度相同的情況下，單節(jié)薄壁筒樁比單節(jié)混凝土灌注樁節(jié)約混凝土40％～50％，可以大幅降低工程投資。同時(shí)，由于筒樁的外表面面積遠(yuǎn)大于灌注樁，因此，筒樁承載力要高出很多。

　　鉆孔灌注樁是水下澆注大坍落度水下混凝土，混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度要高于容許強(qiáng)度一個(gè)等級以保證水下澆注混凝土的強(qiáng)度，同時(shí)所用水泥要求為水下作業(yè)專用的特種水泥，因此，混凝土灌注樁造價(jià)十分高昂。而薄壁筒樁在節(jié)約混凝土的同時(shí)，不必使用水下混凝土，這也降低了工程投資。

　　5.樁身混凝土經(jīng)過振動密實(shí)，強(qiáng)度更高筒樁利用高頻液壓振動錘施工，成樁時(shí)樁身混凝土處于高頻振動狀態(tài)，使混凝土分布更均勻密實(shí)，提高了樁身混凝土強(qiáng)度，確保了樁身質(zhì)量。

　　薄壁筒樁與混凝土灌注樁施工工藝和施工機(jī)械的比較目前，在全國的基礎(chǔ)工程建設(shè)中，大量的工程是由旋挖鉆機(jī)、工程鉆機(jī)作業(yè)灌注樁或其他形式的成樁工藝來完成的。旋挖鉆機(jī)作為灌注樁的主要施工機(jī)械之一，已普遍應(yīng)用于國內(nèi)眾多的巖土工程領(lǐng)域，其性能和工藝被許多施工單位和業(yè)主認(rèn)可，在地下工程建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。在這種形勢下，高頻液壓振動錘作為新型的樁工機(jī)械，在基礎(chǔ)工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，極大地改變了傳統(tǒng)樁工機(jī)械的施工工藝。高頻液壓振動錘施工筒樁與旋挖鉆機(jī)施工混凝土灌注相比，前者存在如下優(yōu)勢。

　　1.成樁效能比較與一臺旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁的速度相比，高頻液壓振動錘下沉一根鋼護(hù)筒的速度可以達(dá)到前者的幾倍甚至幾十倍，高頻液壓振動錘沉樁速度平均為4～7m/min，在地質(zhì)條件非常適合的情況下，甚至可以超過10m/min,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于旋挖鉆機(jī)成孔速度。

　　2.適應(yīng)地質(zhì)條件比較用于高頻液壓振動錘施工的筒樁，是全程鋼護(hù)筒護(hù)壁，除了不能進(jìn)入巖層以外，可以適應(yīng)任何地質(zhì)環(huán)境；旋挖鉆機(jī)可以穿透巖層施工灌注樁，但當(dāng)穿過沙層時(shí)容易發(fā)生塌孔，需要做護(hù)壁，這樣，施工效率便會大大降低，施工成本也會相應(yīng)增加。

　　3.環(huán)保性能比較高頻液壓振動錘施工筒樁中振感很小，如果利用配有降噪動力箱的高頻液壓振動錘施工筒樁，施工噪音可以低于75分貝，可完全滿足城區(qū)施工對振動及噪聲的限制，符合城市環(huán)保要求。同時(shí)，地面不會有地下土溢出，基本保持原狀，不會出現(xiàn)泥漿污染、噪聲和振感強(qiáng)烈而出現(xiàn)擾民情況。

　　旋挖鉆機(jī)施工時(shí)需從地底下開挖大量地下土，堆積在地面上，給施工帶來不便，遇有大風(fēng)，還會有灰塵隨風(fēng)飛揚(yáng)，影響周圍行人、車輛，甚至附近生活的居民。而且處置灌注樁施工過程中產(chǎn)生的泥漿是城市樁基施工的一個(gè)難題，泥漿處置費(fèi)也是一筆很大的費(fèi)用。

　　4.銷售價(jià)格比較在工作能力基本對應(yīng)的情況下，國產(chǎn)高頻液壓振動錘的售價(jià)比旋挖鉆機(jī)的售價(jià)要低廉，但從國外企業(yè)(如美國ICE公司和APE公司，德國MGF公司、KRUPP公司和寶峨公司，荷蘭PVE公司等)進(jìn)口的高頻液壓振動錘價(jià)格非常昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)的同規(guī)格產(chǎn)品。

　　5.應(yīng)用前景比較高頻液壓振動錘施工筒樁，分為單體筒樁和聯(lián)體筒樁，單體筒樁可作為公路鐵路軟土地基處理、工業(yè)和民用建筑的基坑支護(hù)、填海工程、海洋工程等，聯(lián)體筒樁可作擋水和防滲墻，如水上、海上、斜坡等；而旋挖鉆機(jī)以其優(yōu)異的性能，已在國內(nèi)的基礎(chǔ)工程建設(shè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。高頻液壓振動錘和旋挖鉆機(jī)在地下工程建設(shè)中，都具有很廣泛的應(yīng)用前景，二者可以互為補(bǔ)充。

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高頻液壓振動錘施工筒樁及其優(yōu)勢分析