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水泥土复合管桩技术优势及应用价值研究
作者:网站采编关键词:
摘要：0 引言 水泥土桩、预制桩不适用于软弱的土层，水泥土复合桩的出现，打破其他桩型应用的局限性，大大增强单桩竖向承载能力、节约造价，与现有的技术相比，承载力提高2 倍，相反
0 引言
水泥土桩、预制桩不适用于软弱的土层，水泥土复合桩的出现，打破其他桩型应用的局限性，大大增强单桩竖向承载能力、节约造价，与现有的技术相比，承载力提高2 倍，相反，单位承载力造价节约20%～60%[1-4]。突破桩身结构承载力受芯桩单桩承载力控制的缺陷，与预制芯桩相比，单桩承载力提高40%～100%，保障水泥土桩侧摩阻力充分发挥，将经济桩径扩大到2.0m；水平荷载作用下消除芯桩抗剪脆性破坏容易产生的问题，水平承载力与现有技术相比提高80%～150%。
1 工程概况
1.1 工程简介
萬和府1#、2#、3#、4#楼项目位于枣城南大街东侧，津南路北侧，阜昌路南侧。1#、2#、3#、4#楼住宅楼层高为1+26 层。
1#、2#、3#楼桩基设计 所对应的绝对标高为12.90m，4#楼桩基设计 所对应的绝对标高为13.20m。桩顶标高均为-6.49m。
1.2 设计概况
本工程地基基础设计等级为甲级，建筑桩基安全等级为二级，建筑桩基设计等级为甲级。桩基采用桩径φ0.9m 的水泥土复合管桩，1#、2#、3#、4#楼普通工程桩水泥土桩长度26.0m（保护桩头0.5m，实际26.5m），植入的管桩为PHC-500AB-100-24。水泥土桩固化剂采用P.O 42.5 水泥，水泥掺量为500kg/m3。各栋楼基桩数量见表1 所示，工程桩单桩竖向抗压极限承载力标准值为6200kN。
表1 拟建建筑物桩基数量及桩顶相对标高楼号 桩基数量 单桩水泥用量/kg 桩顶绝对标高/m 桩顶相对标高/m 1# 77 8425.01 6.41 -6.49 2# 77 8425.01 6.71 -6.49 3# 77 8425.01 6.41 -6.49 4# 77 8425.01 6.71 -6.49
2 技术原理
利用特制钻具，配合高压力大流量泥浆泵及大功率空压机组成的水泥土成桩系统，在地基中直接钻进施工水泥土桩，综合高压旋喷与深层搅拌两种方法的优点，施工出直径大、桩身质量均匀、低返浆量的水泥土桩。然后利用一体化桩机，水泥土凝固前在水泥土桩中心位置插入尺寸匹配的预制芯桩，形成水泥土复合桩，综合水泥土桩侧阻力高与预制芯桩自身强度高的优点，使预制芯桩与水泥土桩共同承担上部荷载，达到比灌注桩等刚性桩更高的性价比。
通过实时监测施工全过程，监测不同深度处的水泥用量、钻进难易程度、压桩力等，根据需要随时调整施工参数，使桩身质量均匀，减少水泥浆浪费量，降低工程造价及环保费用。
3 对资源能源利用的影响
3.1 资源利用方面
水泥土复合管桩主要应用石子、钢筋、砂子等材料，以萬和府工程为例，采用水泥土复合管桩共需要308 棵桩，桩径900mm，桩长26m，单桩承载力为6200kN，初始设计钻孔灌注桩同样布置308 棵桩，桩径700mm，桩长40m，每棵复合桩和每棵钻孔灌注桩消耗资源见表2。
表2 复合桩和钻孔灌注桩资源利用情况桩型 水泥量/t 钢筋量/t 砂石量/t 返土量/m3 泥浆处理费用/元复合桩 9.79 0.26 0.57 1.65 115.5钻孔灌注桩 7.17 0.77 2.69 76.93 5385
通过以上计算，在同一承载力条件下，复合桩与钻孔灌注桩相比，节约钢材66%、节约砂石79%，得到相关业主与环保部门的认可，并且减排泥浆近2.3 万方，减轻环境污染，节省泥浆处理直接费用162.3 万元。
3.2 能源利用方面
在水泥土复合管桩施工的过程中，主要是对电力的消耗，主要设备为整体式桩机，功率为210kW，每个工程消耗约19.4 万度电，折算成标准煤5.88 万t，而钻孔灌注桩采用旋挖钻机，功率为220kW，消耗约23.7 万度电，折算成标准煤为7.18 万t，通过计算分析，在能源使用方面，复合桩比钻孔灌注桩节约18%左右，结果见表3。
表3 复合桩和钻孔灌注桩能源利用情况桩型 设备 功率/kW 单桩施工时间/h 总时间/h 用电量/万度 折减系数 标准煤/wt复合桩 整体式桩机 210 3 924 19.4 0.303 5.88钻孔灌注桩 旋挖钻机 220 3.5 1078 23.7 0.303 7.18
4 效果监测
4.1 成桩质量
管桩允许定位偏差为10mm；垂直度偏差为0.5%，桩顶标高允许偏差为±50mm。管桩植入要在水泥土桩施工完成1～2h 内施工完成，允许最长时间间隔不能大于2h。
水泥土桩和管桩是否同心，这一因素对于其质量有较大的影响，为了两者能很好的优化结合，同心组合，我们要严格把控管桩的施工过程，发现偏心随时进行纠偏，本工程严格按照水泥土复合管桩的施工工艺进行施工，同心效果良好，复合管桩示意图如图1 所示。
图1 水泥土复合管桩顶面照片和剖面
4.2 静载试验
文章来源：《绿色环保建材》 网址: http://www.lshbjczz.cn/qikandaodu/2021/0613/796.html
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