鋼樁和鋼筋混凝土樁樁基分類(lèi)及樁型特點(diǎn)
摘自丨建筑結(jié)構(gòu)
工程技術(shù)的不斷發(fā)展，新型鋼樁和鋼筋混凝土樁在工程建設(shè)中用途越來(lái)越廣泛。而不同的樁型特點(diǎn)亦有不同。
1.按受力情況分類(lèi)：
①摩擦樁–荷載絕大部分由樁周土的摩擦力承擔(dān)，而樁端阻力可以忽略不計(jì)的樁基樁。
②端承摩擦樁–荷載主要由樁身摩擦力承擔(dān)的樁
③端承樁–荷載絕大部分由樁尖支承力來(lái)承擔(dān)，而樁側(cè)阻力可以忽略不計(jì)的
④摩擦端承樁–荷載主要由樁端阻力承擔(dān)的樁
2.按施工方法分類(lèi)：
①機(jī)械成孔樁
②灌注樁
2.③人工挖孔樁
④沉管灌注樁
⑤鋼筋混凝土樁
⑥預(yù)制樁
⑦預(yù)應(yīng)力混凝土樁
⑧鋼樁
⑨水泥土攪拌樁
⑩攪拌樁
3.其他化學(xué)材料攪拌樁
4.按樁的外型尺寸分類(lèi)
①長(zhǎng)樁
②基樁
③短樁
④中長(zhǎng)樁
⑤變截面樁
5.按沉樁方法預(yù)制樁可分為
①打入樁
②壓入樁
③振動(dòng)沉入樁
④旋入樁等。
預(yù)制樁按材料可分為普通鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁。按樁截面形狀又可分為實(shí)心樁和空心樁，圓形樁和方形樁、異形樁等。
接樁的方法有鋼板角鋼焊接，法蘭盤(pán)加螺栓聯(lián)結(jié)，硫磺膠泥錨固以及機(jī)械聯(lián)結(jié)（如插入楔塊、銷(xiāo)釘聯(lián)結(jié)）等。
6.混凝土灌注樁按施工方法可分為
①振動(dòng)沉管灌注樁
②弗朗克樁
③鋼套管旋入沖抓成孔灌注樁
④泥漿護(hù)壁成孔灌注樁
⑤預(yù)壓孔打入灌注樁
⑥預(yù)壓孔打入混凝土樁
⑦鉆擴(kuò)孔混凝土灌注樁
弗朗克樁在歐洲流行甚廣，我國(guó)也有用此法施工的工程。這種方法適用于松散砂、礫及超固結(jié)粘土，樁身直徑30～60cm，樁長(zhǎng)10～24m，管心錘重25～50kN，落距3～5m，單樁容許承載力可達(dá)1500kN。旋轉(zhuǎn)鋼管下沉成孔的灌注樁，在鋼管底部裝有經(jīng)過(guò)淬火的鋼齒，可沉入至頁(yè)巖或砂巖層，直徑可達(dá)1.5米。鋼管用法蘭盤(pán)聯(lián)接,預(yù)壓孔打入混凝土樁是介于打入樁和灌注樁之間的一種樁型。其施工步驟是先將鋼制的傳力桿打入土中0.5～1.0m,然后拔出鋼傳力桿,往孔中灌注混凝土或砂漿,再將一根預(yù)制的鋼筋混凝土樁置于孔中,打到預(yù)定深度,這種樁的承載力高于普通樁。
鉆孔擴(kuò)底灌注樁，國(guó)內(nèi)外都已廣泛地應(yīng)用，用于住宅及高層建筑。由機(jī)械成孔，直徑一般為0.6～2.5m，可一直鉆到堅(jiān)硬密實(shí)土層或基巖，但在有砂或粉砂的地下水位以下鉆孔時(shí)，需要套管，有時(shí)將套管留在土中，或用膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁。為增加樁端承載力，常在超固結(jié)粘土中設(shè)置擴(kuò)大頭，擴(kuò)大頭直徑約為樁身直徑的2～3倍。
對(duì)于打入樁，在砂土地基上打樁，將樁周邊砂擠密，擠密區(qū)內(nèi)砂土的內(nèi)摩擦角增大。對(duì)于中密或密實(shí)的砂，在打樁時(shí)會(huì)引起地表隆起。對(duì)于較松散的砂，打樁初期地表要下沉，每側(cè)下沉擴(kuò)展的范圍距離相當(dāng)于樁長(zhǎng)。
淺埋的筏板基礎(chǔ)和不同樁長(zhǎng)的摩擦樁，都可用于軟粘土層。補(bǔ)償筏基由于施工時(shí)挖除土方量與上部結(jié)構(gòu)重量相同，因而土中應(yīng)力影響范圍較小，基礎(chǔ)沉降甚小。而長(zhǎng)摩擦群樁由于有可能影響范圍較大，引起地基的沉降變形量也大，這種情況下樁基礎(chǔ)并不一定比淺筏基礎(chǔ)方案好。因此應(yīng)進(jìn)行方案比較。
在粘土中的摩擦群樁中，樁間距一般不少于3D。當(dāng)樁群的破壞方式從塊體破壞轉(zhuǎn)為樁破壞時(shí)，其樁間距應(yīng)大于最佳樁距。
改變樁距尺寸，必然要影響承臺(tái)尺寸。加大樁距可減少樁數(shù)，但承臺(tái)尺寸卻要增加，這也會(huì)影響整個(gè)樁基礎(chǔ)的工程造價(jià)。
根據(jù)不同建筑荷載要求及場(chǎng)地條件，可使用不同樁型，一些新樁型的發(fā)展，又有力地推動(dòng)了上部結(jié)構(gòu)的發(fā)展，為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了許多可選擇的方案
樁基礎(chǔ)分類(lèi)
1、按承臺(tái)位置的高低分
①高承臺(tái)樁基礎(chǔ)-承臺(tái)底面高于地面，它的受力和變形不同于低承臺(tái)樁基礎(chǔ)。一般應(yīng)用在橋梁、碼頭工程中。
②低承臺(tái)樁基礎(chǔ)-承臺(tái)底面低于地面，一般用于房屋建筑工程中。
2、按承載性質(zhì)不同
①端承樁-是指穿過(guò)軟弱土層并將建筑物的荷載通過(guò)樁傳遞到樁端堅(jiān)硬土層或巖層上樁側(cè)較軟弱土對(duì)樁身的摩擦作用很小，其摩擦力可忽略不計(jì)。
②摩擦樁-是指沉入軟弱土層一定深度通過(guò)樁側(cè)土的摩擦作用，將上部荷載傳遞擴(kuò)散樁周?chē)林?，樁端土也起一定的支承作用，樁尖支承的土不甚密?shí)，樁相對(duì)于土有一定的相對(duì)位移時(shí)，即具有摩擦樁的作用。
3、按樁身的材料不同
①鋼筋混凝土樁可以預(yù)制也可以現(xiàn)澆。根據(jù)設(shè)計(jì)，樁的長(zhǎng)度和截面尺寸可任意選擇。
②鋼樁常用的有直徑250~1200mm的鋼管樁和寬翼工字形鋼樁。鋼樁的承載力較大，起吊、運(yùn)輸、沉樁、接樁都較方便，但消耗鋼材多，造價(jià)高。我國(guó)目前只在少數(shù)重點(diǎn)工程中使用。如上海寶山鋼鐵總廠工程中，重要的和高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備基礎(chǔ)和柱基礎(chǔ)使用了大量的直徑914.4mm和600mm，長(zhǎng)60mm左右的鋼管樁。
③木樁目前已很少使用，只在某些加固工程或能就地取材臨時(shí)工程中使用。在地下水位以下時(shí)，木材有很好的耐久性，而在干濕交替的環(huán)境下，極易腐蝕。
④砂石樁主要用于地基加固，擠密土壤。
⑤灰土樁主要用于地基加固。
4、按樁的使用功能分
①豎向抗壓樁
②豎向抗拔樁
③水平荷載樁
④復(fù)合受力樁
5、按樁直徑大小分
①小直徑樁d≤250mm
②中等直徑樁250mm<d<800mm
③大直徑樁d≥800mm
6、按成孔方法分
①非擠土樁泥漿護(hù)壁灌筑樁、人工挖孔灌筑樁，應(yīng)用較廣。
②部分?jǐn)D土樁先鉆孔后打入。
③擠土樁打入樁。
7、按制作工藝分
①鋼筋混凝土預(yù)制樁是在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，用錘擊打入、振動(dòng)沉入等方法，使樁沉入地下。
②灌筑樁又叫現(xiàn)澆樁，直接在設(shè)計(jì)樁位的地基上成孔，在孔內(nèi)放置鋼筋籠或不放鋼筋，后在孔內(nèi)灌筑混凝土而成樁。與預(yù)制樁相比，可節(jié)省鋼材，在持力層起伏不平時(shí)，樁長(zhǎng)可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)。
8、按截面形式分
①方形截面樁制作、運(yùn)輸和堆放比較方便，截面邊長(zhǎng)一般為250~550mm。
②圓形空心樁是用離心旋轉(zhuǎn)法在工廠中預(yù)制，它具有用料省，自重輕，表面積大等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)鐵道部門(mén)已有定型產(chǎn)品，其直徑有300mm、450mm和550mm，管壁厚80mm，每節(jié)長(zhǎng)度自2m~12m不等。
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