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32米长螺旋钻头包括液压脚踏桩和钻入系统两部分。桩架采用液压步行式底盘,自动化程度高,可自行行走和360度旋转,设置4个液压支腿和1个行走缸,辅助行走和旋转,同时提高施工时整体稳定性,整体运输。柱为可折叠式箱型柱,法兰连接方式,柱采用两块高厚锰板,采用大型折弯机折弯技术,同时柱内部每60cm焊接四根加强筋固定,增加柱抗扭曲性。柱子由两个变幅液压缸控制起降。钻机系统包括动力头和钻机,动力头输出轴和螺旋钻机为中空式,桩机采用长螺旋钻机,通过钻机中心管可泵送混凝土(泥)混凝土CFG桩,钻机可一次性完成,也可采用干法钻机,注入换钻机后,可采用深层搅拌等多种工艺施工。
CFG桩机的特点与工作机理
其一、CFG桩机的特点
当前在高层及高层建筑的地基处理中多采用CFG桩机地基处理技术,CFG桩机和桩间土以及褥垫层共同组成了复合地基,CFG桩机复合地基由褥垫层与基础连接,不管桩端是位于日常的土层,还是坚硬的土层上,都能够确保桩间土始终都参与工作,因为桩体的强度和模量都要比桩间土的大,在上部结构荷载的作用下,桩顶面所作用的应力要比桩间土表面所作用的应力大,桩能够将它所承受的竖向荷载向深的土层中进行传送,从而降低了桩间土承受的荷载,这样在桩的作用下,复合地基的承载能力得到提高,变形减小。并且CFG桩机不需要配筋,而且桩体还能利用工业生产中产生的废料粉煤灰作掺合料,的减少了工程的造价。
在复合地基设计中,通常在基础与桩及桩间土间铺设厚度的散体粒状原材料(级配的砂石、粗砂、碎石等)构成褥垫层。基础下面是否铺设褥垫层,对于复合地基承所能承受荷载的能力影响很大,若是不铺设褥垫层,那么复合地基的承载能力特点就与传统的桩基础相类似,桩间土的承载能力不能够很好的发挥,就不能够形成复合地基。若是基础的底下铺设一层褥垫层,那么桩间土的承载能力能否很好的发挥就不止依靠桩自身的沉降,即便桩端能坐落在较好的土层上,仍然能够确保上部结构的荷载能够依靠褥垫层的作用传递到桩间土的上面,能够使桩间土和桩一起的分担工程荷载。
总的来说,褥垫层在复合地基中的作用有如下几种:
(1)保证桩、土承担荷载
铺设褥垫层能够使CFG桩机复合地基在承受上部结构的荷载后上、下的刺入。即便是桩端坐落在硬土层上,起码还能够提供向上刺入的条件,以确保桩间土至始至终都能参与到工作中。
(2)减少基础底面的应力集中
褥垫的铺设厚度发生改变时,基础底面桩顶的应力6RP与桩间土的应力6R:之比也随之改变。而且铺设的褥垫的厚度大于lOcm时,应力集中的现象将会明显的有所降低,铺设的褥垫的厚度为30cm。
(3)铺设的褥垫层能够调节桩与桩间土之间的荷载分担比
(4)铺设的褥垫的厚度能够调整桩、土水平荷载分担比
铺设的褥垫的厚度的合理性在于既要确保桩在水平荷载的作用下不产生断裂现象,又要合理的发挥桩和桩间土的承载能力。
CFG桩机复合地基是由褥垫层和上部建筑物的基础相连,确保桩间土能够一直的参与到工作中来,并且和传统的桩基础设计相比较,CFG桩机的施工数量可以的减少,而且CFG桩机不要求配筋,能充分的利用石屑及粉煤灰,使工程的造价的降低。
总结来说CFG桩机主要特点是:
(1)通过改变CFG桩机设计参数,桩长,桩径,桩间距,承载能力可在较大范围内调节;
(2)沉降量小,变形稳定较快;
(3)具有高的强度,对软土地基,改变效果加的明显;
(4)施工工艺简单,灌注方便,容易对施工质量进行控制;
(5)由于CFG桩机在成桩的过程中利用了工业废料粉煤灰,因此可以节约水泥,有利于保护环境,降低造价。
由于CFG桩机复合地基处理技术具有的优点,近年来,在我国各省得到了广泛的推广,并被应用于各种高层建筑的地基加固处理中,取得了良好的经济效益及社会效益。随着CFG桩机复合地基处理施工技术的不断改进,CFG桩机复合地基处理将会得到广泛的应用。
其二、钻杆钻头复合地基技术的工作机理与特点
钻杆钻头的工作机理是足够刚度的基础、钻杆钻头、桩间土、褥垫层共同作用,构成复合地基,共同承担荷载。而共同承担荷载是通过设置一定厚度的褥垫层来实现的,这也是钻杆钻头复合地基技术的核心。外部荷载作用下,钻杆钻头桩体承担大部分荷载,桩周摩阻力发挥充分,伴随着荷载作用的时间增长和桩侧阻力的发挥,桩端阻力逐渐增强。同时桩顶褥垫层发挥调节作用,将桩身所承担的部分荷载转移至桩间土来承担,进而使桩间土与桩身进入共同工作状态,逐渐形成复合地基,共同承担荷载与变形。
和其他类型的地基处理技术相比,钻杆钻头具有的工程特性。
采用钻杆钻头处理地基,可适用于不同的基础形式和不同土体的性质,并且钻杆钻头桩长可根据工程要求设定,变化范围可从几米到20多米,调整空间相当的大,并且在全桩长度范围内发挥桩侧阻力,桩所承担的荷载可占到总体荷载的40%~75%左右,使复合地基的承载力得到很大幅度的提高。
另一方面,大量的工程实践表明,采用钻杆钻头处理软土地基,建筑物的沉降量一般可控制在20mm一50mm,而路基设计规范对普通路基工后沉降量的要求是小于30cm,可见此项技术在路用上的应用是非常的优良。
再者,钻杆钻头处理软土地基如若遇到饱和的粉土和砂土时,由于桩机沉管、拔管的振动,使得土体内产生了超孔隙水压力。
在超孔隙水压力作用下,透水性不好土层中的孔隙水顺着刚施工完钻杆钻头体排出,这样对桩间土的密实起到很大的帮助;在利用振动沉管机在高灵敏度的土体中施工时,由于振动沉管施工对周围土体产生扰动,会使得土体结构破坏、丧失或降低土体强度。
但随着施工结束,成桩后,桩间土承载力有所增长,结构强度也将逐渐恢复。
此外,钻杆钻头桩体组成材料在拌和的过程中,掺入适量的粉煤灰,作为活性混合料,可改变混凝土的工作性和耐久性。
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