巖土工程師專業(yè)知識點匯集(13)

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二、鉆孔灌注樁
    60年代初,上海已采用鉆孔灌注樁,建造了一些市區(qū)、近郊的橋梁,當(dāng)時采用人工推磨并出土的大鍋錐,逐步由泥漿護壁發(fā)展到清水護壁(利用孔內(nèi)粘土自然造漿),以保持孔內(nèi)水位,防止?jié)撐g和塌孔。1965年,上鋼三廠3號轉(zhuǎn)爐改建工程曾做過鉆孔灌注樁試驗,但與預(yù)制打入樁對比,因承載力偏低而放棄使用。
    1975年開始建造的公交公司電車修配廠,又一次進行了鉆孔灌注樁的試驗,采用潛水電鉆成孔,樁的設(shè)計直徑為600毫米,入土深度25.8米,試樁極限承載力980~1078千牛,此值明顯偏低,原因是沒有做好清孔措施,樁底淤土沉積達0.8~1.0米。
    1981年,色織四廠綜合樓改造,考慮打樁對鄰近建筑物的危害,決定選用鉆孔灌注樁方案,2根試樁(直徑800毫米,深32米)承載力為1960~2136千牛,極限側(cè)摩阻力和端承力與電車修配廠試樁結(jié)果相似。1983年,上?;A(chǔ)公司從聯(lián)邦德國引進一臺NVC120/2型成樁機,可施工900毫米的貝諾托(Benoto)樁,以后在上海雁蕩公寓、混凝土二分廠及中山北路立交橋作過9根試驗樁,靜載試驗做得比較完整的有6根。以后基礎(chǔ)公司采取了向樁底周圍壓漿等措施,取得較好效果,但因成孔機械需要進口,成孔后尚需采取附加措施,降低了貝諾托樁的使用價值。
    1983年,上海市機械化施工公司與中船勘察院聯(lián)合進行凹凸形鉆孔灌注樁的研究試驗,獲得了成功。這種樁的施工工藝特點,為孔壁呈明顯的凹凸形,采用二次清孔措施,減少了孔底沉淤,在澆搗水下混凝土?xí)r,用首罐混凝土量集中在大漏斗中,以沖擊清除部分孔底殘余沉淤等多項措施,使樁的垂直極限承載力得到提高。
    隨著市區(qū)建設(shè)和改造的步伐加快,在建筑物密集地區(qū)打樁施工對周圍環(huán)境的影響和危害日益嚴(yán)重,鉆孔灌注樁則無擠土、無振動、無噪聲,成為取代打入樁的重要樁型,應(yīng)用日益廣泛。90年代以來,房屋建筑的鉆孔灌注樁直徑從600毫米、800毫米擴大為1000毫米、1200毫米甚至更大。橋梁地基早在70年代就采用1~1.5米大直徑鉆孔灌注樁,如松浦大橋引橋,樁的直徑為1.5米,長度50米達到上海的第2砂層(⑨號土)。1988年,中國建筑西南勘察院承擔(dān)了上海恒豐大樓的鉆孔灌注樁施工任務(wù),該大樓為2幢毗鄰的33層蝶形公寓,鉆孔灌注樁樁徑850毫米、樁長75米,為當(dāng)時上海市內(nèi)樁身最長的鉆孔灌注樁工程。90年代初,海侖賓館、新世界商場、京城大廈等工程,鉆孔灌注樁均達地面下73米,海侖賓館建成后,沉降量不超過5厘米。
    三、鋼管樁和H型鋼樁
    鋼管樁具有強度高、擠土量小、裁接方便,貫入性能好等優(yōu)點,缺點是價格較貴,消耗大量鋼材。因此,只能在軟土分布深度大的重大工程項目中應(yīng)用。
    70年代中期,鋼管樁開始在石化總廠碼頭使用。70年代末,寶鋼開始建設(shè),外徑609.6毫米的鋼管樁被大量使用,寶鋼一、二期工程共約打入6萬余根,30余萬米,計39萬噸各種規(guī)格的鋼管樁。通過寶鋼工程的大量使用,鋼管樁的優(yōu)越性得到了肯定。以后,上海的寶鋼電廠、石洞口電廠、華能上海石洞口第二電廠、外高橋電廠等大型電廠,南浦大橋、楊浦大橋和徐浦大橋,以及許多高層建筑都采用了鋼管樁,88層的金茂大廈采用直徑912毫米的鋼管樁,打入深度達83米,可稱“上海之最”。
    上海從事巖土工程的工程技術(shù)人員,在鋼管樁的應(yīng)用方面做出了許多貢獻,寶鋼設(shè)計院和寶鋼顧問委員會的專家,曾對鋼管樁做過廣泛的研究、試驗和理論分析,對于鋼管樁的承載能力、土芯閉塞效應(yīng)、負摩阻力和樁頂位移等方面,結(jié)合上海的地質(zhì)條件,提出了切合實際的設(shè)計方法。華東電力院為在大型電廠中應(yīng)用鋼管樁,曾做過大量的試驗研究和分析,特別是在北侖港電廠做過2根直徑609.6毫米×11毫米、長45米的閉口鋼管樁的堆載負摩擦試驗,采用瑞士生產(chǎn)滑動測微計測量樁身應(yīng)變,獲得了樁身負摩擦力的實測數(shù)據(jù),為堆煤場地基處理節(jié)約了大量工程費用。1989年,在外高橋電廠進行了規(guī)模很大的試樁,樁身上貼了電阻應(yīng)變片,區(qū)分樁側(cè)摩阻和樁端阻力,在此基礎(chǔ)上確定了樁基持力層位置和單樁承載力,修正了可行性研究時確定的樁基設(shè)計參數(shù),僅樁基一項,節(jié)約8000萬元。
    H型鋼樁在國外應(yīng)用甚廣,與鋼管樁相比,沉樁阻力小,擠土量也小,穿透能力強,由于一次軋制成型,成本較低,運輸、儲存均較方便,缺點是相同材料用量下斷面尺寸較小,側(cè)壁摩阻力較鋼管樁為小,樁入土較深時沉樁易發(fā)生屈折。
    80年代,上海引進了盧森堡的H型鋼,曾由上?;A(chǔ)公司特種基礎(chǔ)研究所和上??辈煸汉献?,在虹橋開發(fā)區(qū)的蓮花大廈做過試樁。1988年,又由三航局科研所在太陽廣場兩幢30