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MC 劲性复合桩与钻孔灌注桩在某工程项目中应用对比分析

2022-05-24杨天龙

交通科技与管理 2022年9期
关键词:钻孔灌注桩

摘要 为提升建筑工程中地基建设质量,试桩设计处展开地质勘探工作,展开方案制定中,在试桩施工监测的基础上,进行试桩检测工作,通过单桩竖向空压静载试验获取相应的数据及结果,对比劲性复合桩与钻孔灌注桩两种桩型适用性,得出工程项目理论,为之后工程项目提供指导,推动和桩基建设行业不断向前发展。文章以某工程项目为研究对象,研究了MC劲性复合桩对于建设工程的应用效果,展望工程项目以及未来技术创新应用。

关键词 MC劲性复合桩;钻孔灌注桩;应用对比

中图分类号 TU473.1 文献标识码 A 文章编号 2096-8949(2022)09-0124-03

前言

随着我国社会经济的不断发展,建设工程各行项目不断增加,建筑工程建设呈现高速发展状态,城市化发展处于高速推进阶段。同时受我国幅员辽阔、地质环境呈现复杂性等因素影响,在建设工程展开中可能会遇到不同的地质环境,为保证建筑的稳定性与施工质量,试验人员通过创新与探索相应的建设方法,达成保证建筑建设质量的目标。在地基建设工程中,劲性复合桩作为一种新型的地基处理技术,在水泥土搅拌桩的技术支持下,MC劲性复合桩试验以初凝混凝土塑形技术展开,填入强体在凝固后形成刚性加强的复合桩,劲性复合桩应用区域主要在东南沿海的软土建筑建设之中。

1 试装方案设计

1.1 工程概况

该工程为云南省某自治州一工程项目,施工内容为站前广场工程及综合交通枢纽配套工程。经实地勘探设计人员计算之后可知,站前广场的占地面积为40 133.54 m2,室内面积设计标高为547.83 m,廣场下层拟建设一层地下室,开挖深度为水平地面之下的3.8 m[1]。根据施工场地地质环境建设需求,该工程受力结构是工程的基础部分,主要选用桩基础,为保证工程建设的实际质量,该文通过两种桩体比较的形式获取数据,分辨同一环境下桩体效果最佳的一种桩基建设形式,具体实践方法为,两种桩体采用三对进行对比试验。

1.2 工程地质水文情况

根据现场工程地质调查及钻探工程,进行最大深度钻探,将最大钻探深度控制在50 m,此范围之内的基土结构为:表层分布第四系人工堆积(Q4ml)层,岩性为杂填土、素填土,其下为第四系冲、洪积(Q4pl)层,岩土性质为:黏土、粉土、圆砾、卵石[2]。

岩土勘探环节,各钻孔之中均涉及地下水位对复合桩建设的影响问题,岩土特征与地下水因素结合分析后可知,岩土若存在较高的储水能力,会出现上层滞水现象,积水深度较高情况下,坑基工程施工难度提升,防水存在难题[3]。施工单位可根据钻孔实测稳定地下水位埋深情况展开施工,相应标高需控制在540.16 m~541.25 m之间,水位变化需控制在400 mm以内。

1.3 方案设计

方案设计环节,施工单位进行场地中水位及土层特点展开分析,季节性降水开挖后,该区域地下水位较高,岩土层存在渗水性较高的砂砾土,呈现松散状态[4]。试桩设计试验对该文研究的两种桩体进行对比分析,每种桩体选用的数目为3根,以MC劲性桩与灌注桩配对的形式展开设计,进而完成对比试验,试验要求为对比分析的两根桩体需要保持4 m以上的距离,防止其互相影响。详细的设计参数如表1所示。

1.4 试桩施工

MC劲性复合桩采用的搅拌设备为降板的机械施工设备,随即应用静压桩机植入PHC管桩的形式展开施工,该种搅拌桩施工控制工作可从材料供应处着手,保证材料质量标准,根据该区域水文特征,进行桩基的定位工作,随即展开钻桩、布设等工作[5]。管桩施工技术重点可以从以下几个方面落实:

(1)桩基的定位调平:施工重点为设备调平后,管桩植入与地面呈现90°直角;

(2)管桩的起吊、就位、压桩:施工重点为压桩条件需要在预制桩强度达到相应等级方可展开,强度为100%,压桩工作从纵横两个方向展开,保证垂直度的同时,控制水准仪标高;

(3)管桩的验收工作:管桩表面需保证平整度,掉角深度不可高于1.0 cm。与此同时,钻孔灌注桩技术采用反循环成孔施工技术,该技术目前已经相对成熟,无须过多分析[6]。

2 试桩检测

2.1 试桩检测要求

两种桩型承载力特征值呈现相同状态,在试验中对比试验桩体需达到崩溃(承受能力临界值)状态,以保证数据精准性[7]。

2.2 试桩检测结果

复合桩以及钻孔灌注桩,承载力为4 500 kN,分级荷载取值为900 kN,单桩竖向抗压试验如表2所示。

表2内容为该次试验所选取的三对试验桩,具体数据如表中所示。

由图1、图2可知,劲性复合材料的静载力试验数值均在450 kN以上,和施工设计中的要求相吻合[8]。但是,钻孔灌注桩静载力试验数据跨度较大,其中一则数据并未达到设计标准,呈现出离散性较高的问题。钻孔灌注桩技术在具体施工中对于水泥的应用状态要求较高,该项内容作为施工中的重点,直接影响压浆桩端注浆的数量以及注浆压力,也是导致试验数据呈现离散状态的主要原因[9]。灌注桩中,持力层主要由砾砂、圆砾以及卵石构成,该种层级以中密状为主,设计采用桩端后注浆技术,该场地之中,上部土层存在较厚的砂砾层,以松散状为主,展开泥浆护壁成孔中比较容易出现坍塌等相关问题,后端压浆中水泥浆扩散,桩端缺少严密性,沉降压力随之增加。最后,在进行场地工程施工条件的标准要求之中,复合桩施工以及承载力方面产生影响。工程地质与水文地质影响钻孔灌注桩施工质量,为达到实际的施工要求,造价成本也随之提升,场地中的复合桩的使用价值较高。

3 两种桩型适用性对比分析

3.1 技术实用性对比分析

钻孔灌注桩桩径为0.8 m,主要是通过后压浆工艺展开施工,有效桩长为26 m,承载能力为4 500 kN,钻孔灌注桩技术为反循环钻机形式下成孔后压浆工艺,该项工艺受各方面因素影响施工速度较慢,且会对环境产生污染。施工场地之中,场地处理费用相对较高,混凝土充盈系数较大。充盈系数已经达到了1.2,且桩端之后的压浆质量难以保证,对于桩基的承载能力来说影响较大[10]。

劲性复合桩主要采用专用的单轴搅拌设备展开施工,以压桩植入的形式完成管桩设计,施工质量得到保证,施工效率随之提升,并且其中附带少量的打桩弃土,施工具有绿色、低碳等特点。

3.2 经济性对比分析

经过对文中两种桩型的研究,二者在实际施工中的成本控制价值如表3所示,施工单位也将选择出质量优成本低的桩基。

在承载能力的保障中,MC劲性复合桩实际应用的成本较钻孔灌注桩技术成本低,成本控制优势明显。因此,在该建设环境中,可选用MC劲性复合桩。在实际的工程施工中,施工单位不但需要加强在工程施工中新兴技术的应用能力,还需要保证施工中的成本控制能力,在成本最低的状态下,保证施工质量不受影响。

4 结束语

钻孔灌注桩在实际的施工之中对环境的要求较高,且施工技术与施工材料、施工工艺有着较为紧密的联系,实际推动中可能存在规格上的差距,承载力离散性相关问题可能会不断出现。该场地的地下水位施工中,根据该区域积土层分布情况,钻孔灌注桩适用性与MC复合桩相比不高,采用MC复合桩,工程基础承载能力较强,有环保性,并不会对水源、空气等造成污染,且成本控制效果佳,可为之后工程施工提供相应的技术思路。

参考文献

[1]包华, 洪俊青, 夏胞刚, 等. 劲性复合桩外界面侧阻强化效应试验研究[J]. 建筑科学, 2022(1): 107-113.

[2]趙风岭, 李强. 近距离并行高架时盾构施工防护技术[J]. 中国港湾建设, 2021(12): 61-65.

[3]李鹏, 安红林, 王柳媛, 等. MC劲性复合桩与钻孔灌注桩在某工程项目中应用对比分析[J]. 建筑科学, 2021(11): 147-152.

[4]吴静. 劲性复合桩在高层基础设计中的应用分析[J]. 江苏建筑, 2021(3): 92-94.

[5]孙广利, 赵炳瑄. 植入式复合桩应用前景探讨[J]. 四川建材, 2021(1): 79-80+84.

[6]陈家冬, 别小勇, 汪小健, 等. 劲性复合桩承载性状及施工对环境的影响研究[J]. 建筑结构, 2018(21): 114-118.

[7]陈用伟, 刘俊. 钻孔咬合桩在复合地层中的应用研究——以杭州地铁3号线工业大学站为例[J]. 河北工业科技, 2020(4): 246-252.

[8]张晓湘. 通过工程实例探究长螺旋钻孔灌注桩复合地基在地基处理工程中的应用[J]. 中华建设, 2020(7): 116-118.

[9]王海东, 隋明昊, 牛井恒, 等. 某封闭煤场改造项目钻孔灌注桩与劲性复合桩方案对比分析[J]. 工程质量, 2020(6): 76-81.

[10]刘建红, 陈良江, 史良洪, 等. 铁路桥梁大直径管桩的适用性对比分析[J]. 铁道建筑, 2019(5): 56-58+116.

收稿日期:2022-03-07

作者简介:杨天龙(1995—),男,工学硕士,助理工程师,研究方向:道路与桥梁施工。

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