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扩大头沉管灌注桩的扩张式桩尖

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  2001年3月在海宁市狮龄中学实验楼工地由浙江大学地基基础工程公司进行单桩承载力对比测试(桩径均为 Φ377mm)。持力层为粉质粘土。应用扩张式桩尖的100号桩有效桩长15.60m,采用普通型桩尖的15号桩有效桩长为16.4m,静载测试用锚桩法进行。对100号桩加载至660KN时,由于锚桩有明显上拔而停止加下一级荷载。桩顶沉降为21.58mm,因此可判断100号桩极限承载力应高于660KN。而同一场地相近的另一根采用普通桩尖的15号沉管灌注桩其承载力极限仅为320KN。根据测试情况浙江大学工程学院出具了扩张式桩尖沉管灌注桩是有效的,值得推广的证明材料。并提出在推广过程中要用静载试桩来确定或验证单桩承载力的要求。

 2001年7月又在德清县武康金宋花园一期工程进行单桩对比测试,{桩径均为Φ377mm }。测试单位是浙江省华厦工程勘察院岩土工程所。桩端持力层选为5-1层砾砂层,桩长定为11.30m。从静载试验结果分析对比可知:普通桩尖试桩{4号桩}在900KN时总沉降量达30.63mm,而采用扩张式桩尖的试桩{3号桩}在900KN时沉降量仅为7.7mm,在110KN时总沉降量亦仅为13.94mm,两试桩的回弹率相似{约百分之六十}。对比两试桩的Q—S曲线,可以看出扩张式桩尖试桩在有效提高桩端阻力的同时也提高了桩侧阻力。为此,检测单位作出如下检测结论……综上所述两根试桩在相似的工程地质环境,相同的桩径,桩长情况下仅改变桩尖的施工工艺所产生的静载试验结果明显不同,扩张式桩尖桩承载力相对较高,沉降量较大,有明显的侧阻荷载传递分配率:普通桩尖试桩承载力相对较低,沉降量较大,无明显的侧阻荷载传递分配率。从试验分析结果对比中可知,采用扩张式桩尖的3号试桩在承载能力,相应沉降量等指标方面明显优于采用普通桩尖的4号试桩,充分显示了新桩型在类似地质条件下有较好的推广价值……

在以上对比测试的基础上2002年4月又在湖州万达工艺品有限公司作了工程应用实例试验:据湖州市水利水电勘察设计院岩土工程勘察报告,设计单位德清县建筑勘察设计所要求采用Φ377mm震动沉管灌注桩,有效桩枨16.80M,单桩承载力标准为R=350KN。借鉴以往试桩经验和对地质资料深入分析,认为采用扩张式桩尖的Φ377mm震动沉管灌注桩在桩长为9.70M左右时完全有可能达到设计单桩承载力标准值要求,经打试桩测试符合设计要求后全部按此进行施工。    目前房屋已结顶进入装修,根据观察沉降量极小只5-6mm尤其值得提出的是根据测试:用扩张式桩尖试桩{桩长9.7M}的端承力为508KN远高于用普通桩尖按设计要求打的试桩的端承力367KN,(而后者桩端土层摩阻力极限值为3600—4000Kpa,前者土层为3000KPa),说明用扩张式桩尖的试桩其端承力的增加是极其明显的,由于有如此明显的经济效益(桩基砼工程量节省约五分之二)因此建设单位在后期7100平方米厂房建设中仍采用此专利技术。目前,该厂房已经结顶,沉降量十分微小,据造价分析约可节约投资20余万元。

最近该专利技术被浙江工业大学建筑设计研究院用于开元中利达花园一标段二期程。经现场八根桩对比测试,承载力提高十分明显(极限承载力均可提高到设计值的三倍,详见桩基检测资料),不但给建设单位带来巨大经济利益,而且使建筑物更加安全。

  由于此专利的特点是简单(打桩设备无需改制,桩尖模具的制作和浇捣一般砼预制场均能胜任)、明确(受力明确,方法直观)、显著(效果极其显著,而所化成本较低)、安全(能使工程安全度更高)、易掌握(通过一次观摩即能掌握),是对现仍在广泛使用的传统沉管灌注桩技术的一次创新改造,在如此明显的环境效益{尤其在软土地基中}和经济效益的驱动下推广应用的潜力应该说是巨大的。

专利已引起浙江大学等院校的重视,去年九月份我和浙江大学签订了联合开发研究协议,拟以扩张式桩尖专利为基础,分析自扩大头工作的机理,研究桩基荷载规律探讨自扩大头灌注桩基适用条件,设计参数方法及施工工艺,总结给出自扩大头灌注桩基设计和施工的全套技术为下一阶段全面推广应用打下基础。但目前由于研发经费至今尚未解决仅靠个人能力在支撑,所以工作进展甚为缓慢,迫切希望得到有关部门的大力帮助支持,也希望建筑界的同仁们能在现场测试工程实例应用等方面给予配合。 

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