第一篇:竹节桩承载力计算
竹节桩优势总结
总结报告
先张法预应力混凝土竹节桩从发明到应用已10多年了,由于它性能上的优势,满足国家节能、节材、高效、环保等要求,受到了业界的推广和好评,并得到了全国各大权威机构的肯定。浙江大学结构工程研究所和国家建筑五金材料产品质量监督检验中心鉴定各项力学性能指标良好,与普通管桩相比接桩处耐久性能良好。2012年上海科技推广中心组织专家进行论证,认为产品与普通预应力混凝土管桩相比具有质量可靠,可施工性强,连接性能好,抗腐蚀性强,抗拔力及与承台的锚入性能良好等优点。产品在2008年被住建部评定为全国建设行业科技成果推广项目,2009年分别获得江苏省、浙江省颁发的建设科技成果推广项目证书,2014年获得浙江省岩土力学与工程学会科学技术奖一等奖,进入2014年浙江省建设领域推广应用技术名录。公司相继编写国标规程和各省的竹节桩图集、规程,在浙江、江苏、安徽、山东、河北、辽宁、上海等全国7个省市进行销售。
竹节桩卓越的产品性能,可以概况为“五大优势,六大保障,两大亮点”十二个字。 优势一:竹节桩上下节桩采用螺锁式机械连接和专用材料密封(改性环氧树脂)使上下节桩成为一个连续、完整的整体,有效的避免了端板铁件外露及孔内外污水对铁件产生的腐蚀,同时避免了电焊焊接对桩混凝土及钢棒墩头造成的破坏。浙江大学结构工程研究所与国家建筑五金材料产品质量监督检测中心合作一起针对连接件的试验,试验结果表明:竹节桩、普通管桩在5%NaCl溶液腐蚀环境中,经过7V电压下60天的通电加速劣化,劣化后普通管桩接桩处抗剪承载力下降了30%~43%,竹节桩抗剪承载力下降9%~10%,普通管桩的破坏形态为端头连接端剪切破坏,而竹节桩的破坏形态仍表现为桩身剪切破坏;劣化后普通管桩抗拉承载力下降了30%~50%,竹节桩抗拉承载力下降低于6%,普通管桩的破坏形态会由桩身拉断破坏转变为端头连接接缝破坏,而竹节桩的破坏形态仍表现为桩身拉断破坏;与传统的电焊接桩相比,竹节桩连接件的构造能够抵御外界环境的侵蚀作用,比普通管桩具有更好的耐久性。
优势二:在桩基单桩竖向极限承载力标准值的计算上除了按照《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008要求,各省规程中还在侧摩阻力计算上乘以β(取值1.1~1.3)变截面侧阻力增大系数。这样从理论上,相同截面的管桩和竹节桩,在单桩竖向极限承载力的侧摩阻力部分,竹节桩比管桩可以提高10%~30%。
优势三:在施工方面,竹节桩不管在施工质量保证度,还是施工速度方面均比管桩
桩有不可替代的优势。管桩由于采用端板连接,按照规定焊好的桩接头应自然冷却后才可继续施工,自然冷却时间不应少于 8min,并且宜先在坡口圆周上对称点焊 4~6 点,待上、下节桩固定后拆除导向箍再分层施焊,焊接层数不得少于两层。实际现场施工时,不管是冷却时间还是焊接质量都很难保证。而竹节桩采用螺锁式机械连接,经过培训的施工人员能够很快的通过桩身的螺母和附加插杆等将两节桩牢牢的连接住。最关键的是如果插杆无法对准,就无法连接,这样完全保证桩身质量。当然接头连接强度应大于竹节桩的桩身强度。相比管桩施工,竹节桩施工速度可以提高75%;而施工质量方面,竹节桩可以说是100%能够保证施工质量,管桩的施工质量就只能根据施工人员的技术素质高低来判定。
优势四:公司在全国各地房地产项目、各类市政公路、铁路项目方面的积累和收集了很多静载对比宝贵资料,通过资料显示通过对竹节桩与普通管桩的现场静压、抗拔对比试验,竹节桩单桩竖向抗压承载力提高11.1%~56.25%之间,单桩抗拔承载力提高17%~75.35%之间。经对竹节桩单桩静压试验检测数据进行数理统计分析,得到:与《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008给出的单桩抗压承载力经验计算公式相比,当桩身平均侧摩阻力在27~45kPa之间时,竹节桩平均侧摩阻力与总侧摩阻力提高系数之间呈比例关系,总侧摩阻力提高系数随平均侧摩阻力增大而减小,平均提高系数为1.61。同时浙江大学通过江浙地区35个工程,217根试桩的纵向比较研究,也得出了竹节桩可以在不同土层中竖向极限承载力提高的结论。
优势五:竹节桩的性价比突出。以T-PC-A500-460(100)为例,单桩承载力可以比同型号的管桩提高30%,但直接材料单价确比管桩节省30元/米。
保障一:竹节桩具有相当高的可靠保障性。由于采用了螺锁式机械连接,确保了单桩能够可靠连接,对工程本身的安全有重大的意义。
保障二:竹节桩工程的耐久性突出。由于竹节桩由于采用螺锁式连接,并在桩与桩涂抹了环氧树脂,有效的保证连接件不被土体中有害物质侵蚀,极大的增大了竹节桩自身的耐久性。特别是铁路项目设计年限为100年,对耐久性要求苛刻,对于带端板的普通管桩而言是无法达到的。
保障三:竹节桩单桩承载力的效果明显。在同型号同长度的管桩和竹节桩而言,竹节桩由于自身独特的凹凸设计,可以比管桩承载力提高30%左右。
保障四:竹节桩的施工速度快,能够有效的保障工期。对于铁路项目,关系到国家经济命脉的工程,保证施工工期或提前工期,就意味提前实现了经济增长。
保障五:可以有效的节约国家项目的投资。由于竹节桩单桩每米直接材料单价比管桩
节约要低很多,故在铁路项目上节约可以以“亿”计算,明显的节约了国家资金,保障了国家资金的有效利用。
保障六:竹节桩施工对环境的保护。管桩施工中焊接会产生光化学污染,影响生态环境,而竹节桩施工过程中采用机械连接,对环境无任何影响。
亮点一:竹节桩本身就是节能环保产品。竹节桩相比管桩而言,在桩身结构上就做到了节材,并且在生产的过程中采用了先进工艺,大量利用的新型能源,如太阳能等,真正做到绿色生产。
亮点二:竹节桩的设计和施工具有高效的系统性。从理论计算到桩基检测,产品研发到桩基施工,每个细节都考虑的巨细无遗。只有这样,竹节桩无论在性价比方面,还是在施工质量、施工速度方面都能远远超越了管桩。
竹节桩以其“五大优势,六大保障,两大亮点”的特点逐渐成为了国内预制桩市场的主流,并大量运用到铁路、公路和建筑工程的基础中,取得公认的好评。竹节桩带来不仅是经济效益,更是桩基础观念的革新,将对我国现代化建设、环境保护方面起到举足轻重的作用。
第二篇:地基承载力计算公式
地基承载力计算公式的说明:f=fk+ηbγ(b-3)+ηdγο(d-0.5)
fk——垫层底面处软弱土层的承载力标准值(kN/m2) ηb、ηd——分别为基础宽度和埋深的承载力修正系数 b--基础宽度(m) d——基础埋置深度(m) γ--基底下底重度(kN/m3) γ0——基底上底平均重度(kN/m3) 地基的处理方法
利用软弱土层作为持力层时,可按下列规定执行:1)淤泥和淤泥质土,宜利用其上覆较好土层作为持力层,当上覆土层较薄,应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施;2)冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为持力层;3)对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为持力层。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等,可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。在选择地基处理方法时,应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。
地基处理设计时,应考虑上部结构,基础和地基的共同作用,必要时应采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法,宜按建筑物地基基础设计等级,选择代表性场地进行相应的现场试验,并进行必要的测试,以检验设计参数和加固效果,同时为施工质量检验提供相关依据。
经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数取零,基础埋深的地基承载力修正系数取1.0;在受力范围内仍存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的地基承载力。对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物,以及钢油罐、堆料场等,地基处理后应进行地基稳定性计算。结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值;根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等,按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。地基处理后,建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求,并在施工期间进行沉降观测,必要时尚应在使用期间继续观测,用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时,设计要综合考虑土体的特殊性质,选用适当的增强体和施工工艺。复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。
常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。
1、换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。
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2、强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
3、砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。
4 、振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。
5 、水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。
6 、高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。
7、预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。
8 、夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。
9、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。
10 、石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。
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11 、灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为5~15m。当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。
12 、柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。
13 、单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1~2m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地,对Ⅱ级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。
14、在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言,方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。
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第三篇:地基承载力计算公式是什么
地基承载力计算公式的说明:f=fk+ηbγ(b-3)+ηdγο(d-0.5) fk——垫层底面处软弱土层的承载力标准值(kN/m2) ηb、ηd——分别为基础宽度和埋深的承载力修正系数 b--基础宽度(m) d——基础埋置深度(m) γ--基底下底重度(kN/m3) γ0——基底上底平均重度(kN/m3) 地基的处理方法
利用软弱土层作为持力层时,可按下列规定执行:1)淤泥和淤泥质土,宜利用其上覆较好土层作为持力层,当上覆土层较薄,应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施;2)冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为持力层;3)对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为持力层。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等,可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。在选择地基处理方法时,应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。
地基处理设计时,应考虑上部结构,基础和地基的共同作用,必要时应采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法,宜按建筑物地基基础设计等级,选择代表性场地进行相应的现场试验,并进行必要的测试,以检验设计参数和加固效果,同时为施工质量检验提供相关依据。
经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数取零,基础埋深的地基承载力修正系数取1.0;在受力范围内仍存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的地基承载力。对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物,以及钢油罐、堆料场等,地基处理后应进行地基稳定性计算。结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值;根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等,按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。地基处理后,建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求,并在施工期间进行沉降观测,必要时尚应在使用期间继续观测,用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时,设计要综合考虑土体的特殊性质,选用适当的增强体和施工工艺。复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。
常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。
1、换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。
2、强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
3、砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。
4 、振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。
5 、水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。
6 、高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。
7、 预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。
8 、夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。
9、 水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。 10 、石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。
11 、灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为5~15m。当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。
12 、柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。 13 、单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1~2m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地,对Ⅱ级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。
14、在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言,方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。
第四篇:计算三轴搅拌桩方量
SMW工法三轴搅拌桩技术总结
最近几年我一直做高速公路方面的技术和合同工作,偶得公司去年八月份在天津溏沽响螺湾商务区中标金唐大厦基坑与工程桩工程,其中的三轴搅拌桩在做标书单价分析时,我就对其工艺和价格分析概念上很模糊,原因是我以前接触的多是单轴或二轴的,所以中标进场后我就对SMW三轴搅拌桩施工工艺和计算方法较留心,现通过总结写下来,希望我的同行朋友们遇到此类问题时能有所帮助。
一、首先是概念上的介绍:
SMW是Soil Mixing Wall的缩写, SMW工法1976年在日本问世,是日本一家中型企业--成辛工业株式会社所拥有和开发的一项专利,现该法广泛应用于沿海地区地下连续墙和深基坑止水帷幕。
该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘,同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌,在各施工单元之间则采取重叠搭接施工,然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材,至水泥结硬,便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。
SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机,其中钻杆有用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分,此外还研制了其他一些机型,用于城市高架桥下等施工,空间受限制的场合,或海底筑墙,或软弱地基加固。
SMW工法施工顺序如下:
1、导沟开挖:确定是否有障碍物及做泥水沟。
2、置放导轨。
3、设定施工标志。
4、SMW钻拌:钻掘及搅拌,重复搅拌,提升时搅拌。
5、置放应力补强材(H型钢)
6、固定应力补强材。
7、施工完成SMW.
SMW工法的主要特点。
1、施工不扰动邻近土体,不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。。
2、钻杆具有螺旋推进翼与搅拌翼相间设置的特点,随着钻掘和搅拌反复进行,可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌,而且墙体全长无接缝,从而使它可比传统的连续墙具有更可靠的止水性,其渗透系数K可达10-7cm/s。
3、它可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土、Φ100以上卵石及单轴抗压强度60MPa以下的岩层应用。
4、可成墙厚度550~1300mm,常用厚度600mm;成墙最大深度目前为65m,视地质条件尚可施工至更深。
5、所需工期较其他工法为短,在一般地质条件下,每一台班可成墙70~80m2。
6、废土外运量远比其他工法为少。
二、 双轴与三轴搅拌桩的区别:
SMW工法与传统的深层搅拌桩工法的区别在于深层搅拌是采用传统的双轴搅拌钻机,施工时水泥浆注入充填在原土间隙中,而新型三轴搅拌钻机则在充填水泥浆时加入高压空气,同时钻机对水泥土进行充分搅拌,并换出大量原状土,由于采用的设备不同,新型的三轴钻机成桩体强度及桩身均匀性明显优于传统的双轴钻机,桩体的垂直性、桩与桩的平行性和搭接型程度都十分良好,保证了优良可靠的防水性能,同时也有利于型钢的插入和回收,与传统的重力坝基坑围护方法相比,具有占地面积小,开挖深度大,施工进度快,可靠性强等许多优点,——与目前经常采用的地下连续墙和钻孔灌注桩等施工方法相比主要有以下特性:(1)挡水性强(2)对周围地基影响小(3)多用途(能适应各种地层)(4)工期短(6)造价低。
三、计算方面上的认识和总结:
根据计算规则,搅拌桩是以延米计量的,单价分析时重点是怎样计算水泥含量。常规算法是水泥用量=桩体积×土的密度(一般取1.8t/方)×水泥掺量 ,搅拌桩之间有搭接,工程量如何计算呢?
按投影面积×实际深度(投影面积是要扣除两圆交叉重叠部分),一般按双头或三头为一组来计算。投影面积应该是一组的面积。一组与一组间的交叉重叠部分是不扣除的,这部分在定额里面考虑了。
有原位复打的,只计算一次体积,不能重复计算。要按水泥掺量的不同,分别计算。比较麻烦的就是如何区分是原位复打还是重叠交叉了,很多边角转弯的地方,重叠相交的面积相当大!
根据天津建筑工程预算定额桩基工程的工程量计算规则:深层水泥搅拌桩工程量按桩径截面积乘桩长计算。桩长按设计桩顶至桩底另加 0.50m 计算;若设计桩顶标高至自然地坪小于 0.50m 或已达自然地坪时,另加长度应小于 0.50m 或不计。空搅部分的长度按设计桩顶至自然地坪的长度减去另加长度计算。其工程量计算公式为:
水泥搅拌桩工程量=桩径截面积×(设计桩顶标高-设计桩底标高+另加长度)×根数
空搅部分工程量=桩径截面积×(自然地坪标高-设计桩顶标高-另加长度)×根数
1、对于单头水泥搅拌桩来说,桩径截面就是一个圆,所以桩径截面积=π r 2 。
注:式中 r 为圆的半径,π为圆周率。
2、对于双头水泥搅拌桩来说,其桩径截面是由两个圆相交而组成的图形(可画示意图理解),所以桩径截面积应按两个圆面积之和减去重叠部分(由两个弓形组成)面积来计算,然而这个重叠部分面积,计算起来是比较麻烦的。
如果圆的半径 r 、两圆连心距d均为已知数据,假设圆心角为θ(未知),图形中的三角函数关系为:
cos( θ /2) = ( d / 2 )/r
θ /2 = arccos[d/ ( 2r ) ]
∴θ= 2arccos[d/ ( 2r ) ]
根据平面几何和三角函数知识,且θ以弧度来计量,则可以推导出一个较简便的弓形面积计算公式:
扇形 O 1 AB 面积=( 1/2 ) r 2 •θ
三角形 O 1 AB 面积=( 1/2 ) r 2 • sin θ
∴ 弓形面积=扇形 O 1 AB 面积 - 三角形 O 1 AB 面积
=( 1/2 ) r 2 (θ- sin θ)
所以 , 对于双头水泥搅拌桩来说 :
其桩径截面积= 2 π r 2 - r 2 (θ- sin θ)= r 2 ( 2 π-θ+ sin θ)
注:式中的θ必须用弧度来计量;计算时,可把计算器设置在弧度( RAD )状态;如θ为角度,只须乘以(π /180 )就可化为弧度。
双头水泥搅拌桩,桩径截面积计算举例:已知圆半径 r = 0.25m ,两圆连心距d= 0.40m , 则圆心角θ= 2arccos[d/ ( 2r ) ] = 2arccos[0.40/ ( 2 × 0.25 ) ] = 1.2870 (注:计量单位为弧度,一般可以不写), 其桩径截面积= r 2 ( 2 π- θ+ sin θ)= 0.25 2 ×( 2 π- 1.2870 + sin1.2870 )= 0.3723m 2 。
3、三头水泥搅拌桩:这也是金唐大厦基坑止水帷幕采用的形式,设计要求是水泥土搅拌桩桩径为φ850mm,间距为600mm,桩间搭接250mm,设计要求采取重叠搭接施工,采用32.5级A型矿渣硅酸盐水泥,水泥掺量为25%。水泥土搅拌桩垂直偏差<1%,搅拌桩桩位偏差<5㎝。现对水泥掺量如何计算作如下总结: 配合比及水泥掺量计算: 水灰比控制在1.5~2 水泥土搅拌桩每延米土体V=πr2=3.14×0.4252=0.567m3 土体天然重度r取1.8g/cm3=1800kg/m3 每延米桩水泥掺加量:1800×0.567×25%=255kg(不含损耗) 每延米桩水加入量:1.5×255kg=383kg
2×255kg=510kg 三头桩每延米水泥用量计算: 三头桩尺寸 弓形面积:
F=1/2[rl-c(r-h)] 其中:r=0.45m
h=0.125m
c=2√h(2r-h)
=2×√0.125×(2×0.425-0.125)
=0.602
l=0.017453dr
d=0.602/2÷0.425=sin0.70824=45.09°×2=90.18°
l=0.017453×90.18×0.425=0.6689m
F=1/2×[0.425×0.6689-0.602×(0.425-0.125)] =1/2×[0.2843-0.1806] =0.052m2 三头桩截面积:
F=πr2×3-0.052×4 =3.14×0.4252×3-0.208 =1.701-0.208 =1.493m2 本工程根据SMW法施工,采用套接一孔法施工,每幅桩平均断面面积为(1.493+0.567-0.052×4)/2=0.926 m2 平均每幅桩每延米土体:0.926×1=0.926m3 平均每幅桩每延米水泥掺加量:1800×0.926×25%=417kg(不含损耗) 每m3土体水泥掺加量:417÷0.926=450kg(不包括损耗)
四、单价方面的总结:通过以上方法就可以得出每立方桩体的水泥含量了,在做单价分析时可根据水泥含量的不同作相应调整。值的一提是,现天津市定额中还没有三轴搅拌机具体的机械台班价格,后来的设计变更申报价格时我是参考的上海市补充台班价格,大致在7000元左右每台班,按水泥含量25%分析的综合单价一般在220元/米左右。
以上总结希望能对同行朋友们有所帮助,但由于受本人知识面的局限和认识上的不足,难免有总结上的不够细致和差错,望同行们提出宝贵意见,以便及时改正并不断地交流,来函请发电子邮箱0395boy@163.com。感谢大家!
2009年11月27日写于天津溏沽项目部工地
第五篇:竹节的力量
《竹节的力量》读后感
暑假期间,我阅读了教培研中心推荐的《竹节的力量》一书,翻开《竹节的力量》,字里行间是一幅幅智慧的画卷,鲜活翔实的典型案例分析,把你带入了一个个活生生的场景。细读第三章第三节,园长对促进幼儿教师专业成长的辅助作用,给我留下了很深的印象。面对我园越来越多的年轻教师,她们都将经历开始怀孕到子女两岁这个最困难、最需要帮助的时期,身为园长的我,将怎样帮助她们渡过养育事件的困难时期,使她们尽早走出困境呢?
一、以身作则、树立榜样,为教师提供精神支柱
园长作为幼儿教师群体的“领头羊”,给予教师们的角色印象首先是个女人,其次才是领导。在这个群体中,园长的一举一动对教师有着潜移默化的影响,同样是作为女人、同样作为母亲和妻子、同样在幼儿园工作,园长的所作所为往往成为教师关注的焦点。所以,如果园长希望教师做到八分,自己一定要做到十分,这种无声的激励在很大程度上就是对教师走出困境的精神支柱。
二、体恤教师困难、给予及时关怀,为教师提供情感慰藉
教师在体验到初为人母的喜悦之后,接踵而来的就是各种麻烦,这个时候也是教师感情脆弱、容易产生心理危机的时期。所以在教师休产假这个时期,虽然暂时脱离了工作岗位,但园长作为教师的领导还是应该及时介入,关心教师和孩子的身体状况,给教师提供情感慰藉。通过加强与教师的感情沟通,让教师体会到领导的关心、组织的温暖,从而可以产生对幼儿园组织的认同感和归属感,进而迸发出强大的工作动力。
三、针对教师特点设置平台,为教师提供专业鹰架
我们在教育过程中要重视幼儿的个体差异,找到幼儿的最近发展区,才能提供有针对性的教育支持。同理,园长也应力求发现每位教师的“最近发展区”并为她们提供专业鹰架。特别是在教师休完产假重新回到工作岗位的时候,应根据每位教师的特点,根据每个教师原有发展状况和现在工作状态为教师提供合适的平台,给她们施展才华的机会,帮助她们在经历了怀孕、生产、哺乳之后找到专业成长新的生长点,发现自己的价值,逐步赶上其他教师的步伐,最终重新找到自己的职业定位。