2013年岩土工程师综合辅导：岩土双液压技术在“可动传力桩”中的应用.docVIP

2013年岩土工程师综合辅导：岩土双液压技术在“可动传力桩”中的应用 　　1、前言　　随着新世纪科技的发展，交通土建工程的勘测、设计、施工和管理都有了日新月异的变化，出现了许多新的领域和成果。为了提高我国交通土建工程领域的水平，加强该领域科技工作者的交流与合作。本文专题介绍一种新型的“可动传力桩（KDZ）及OG箱”专利成果。　　可动传力桩（KDZ）及OG箱专利成果是现代工业液压传动技术、液压自动控制技术与传统基桩相结合的产物，该技术的应用、研究与分析，将为基桩工程相关的勘测、设计、施工与检验提供了新的思路、新的工艺、新的技术。　　以下重点介绍：　　（1）常规桩型的应用现状及问题；　　（2）基于液压及控制技术下的“可动传力桩”专利成果；　　（3）通过液压OG箱直接对其上下桩段施加压力使桩进行有控制的运动，从而实现压实桩端、提高并测定桩的承载潜能；　　（4）通过液压泵将水泥浆直接经打开的OG箱对桩周岩土挤密置换改良，从而提高桩周承载潜能。　　2、常规桩型的应用现状及问题的提出本文　　依据桩基的挤土分类：常规桩可分为非挤压就地浇灌式和挤压贯入式基桩，在此分别被简称为桩型Ⅰ和桩型Ⅱ。桩型Ⅱ是对土实施挤压处理后形成的桩，在同等桩材、同等桩周界面、无桩外地基土明显沉降的情况下，桩型Ⅱ的承载力及效率要远高于桩型Ⅰ。　　从承载性能上来看：桩型Ⅱ的桩周阻力（桩侧与桩端阻力）能更好的同步发挥、共同协调工作，能充分调动桩周地基岩土（含桩侧及桩底地基岩土）的承载能力；桩型Ⅰ的桩周土扰动（应力松弛、泡水软化作用）、桩侧泥浆皮与桩端沉碴（大直径桩的沉碴很难清除）的阻隔降低了桩周地基岩土能所提供的承载能力，桩周阻力很少能有机会同步发挥、共同协调工作，大直径桩的同步发挥问题尤为明显。　　从施工控制及验证的角度来看：桩型Ⅰ的承载还会有较大的个体差异；其承载性能受桩周地基岩土的扰动及桩周的阻隔等状况、程度的不同而不同，诸如桩孔泥浆皮厚度、岩土扰动破碎程度、桩底沉渣厚度等的不同都将影响着桩的事后承载力。　　正因为如此，桩的液压注浆技术有了较快、较大的发展，它填补了桩型Ⅰ所存在的不足，一定程度上改善了常规桩侧的状况及承载，能有效提高桩侧及桩底的承载力、减少沉降。　　另外，大型基桩的整体承载力确定和施工细部改善与控制的验证也运用了液压技术，诸如桩基反压法、自平衡法、载荷箱法、压力盒法、囊压法等测试技术，有效地填补了常规静载测试法费工费时的问题，为大量工程提供了客观的检测数据，解决了工程实践中的难题，避免基桩承载力出现大的失误，其积极意义是重大而深远的，但它不能从根本上改善工程桩的桩周状况及承载性能。　　如何制定并保证大型桩科学经济有效工作的工艺技术方法？ 尤其是承载性能要求高、工艺不可靠、施工难度大的深大基桩、深入岩基桩等？如何从施工工艺技术及手段上保证和加强，能更好地直接有效地加固桩底、又能对桩侧注浆、又能测试验证采取加固改善工艺前后的承载及性能呢？　　3、可动传力桩的工作机理　　在使用之前的常规工程桩型Ⅰ基本是静止不动的，从常规试验桩的测试分析得知：当桩端沉降运动量大于桩底沉渣及扰动岩土综合厚度时，桩端岩土的承载性能就能得到较为充分的发挥；当基桩的设计承载力较为保守时，桩端沉降运动量较小，桩端岩土的承载性能就不可能得到发挥。　　试验桩的目的仅仅是对工程桩承载力及其位移量等承载性能的一种个体予知和检验，不能改变工程桩中桩侧及桩端岩土状况，从而改善发挥桩周阻力。　　双液压技术在桩中的重复循环应用——可动传力桩——通过在桩体内的OG箱的液压传动技术，改善了桩型Ⅱ的不足，有效的解决上述几个问题，同时又具备桩型Ⅰ的特点：通过在接近工程桩桩底的附近布设、予埋一个具有现代液压工业及控制技术的液压OG箱，让原先静止不动的桩底部能进行一定可控制的运动，当桩底沉降发生量（可达300mm以上）大于桩底沉渣及扰动岩土综合层厚度时，可实现液压压实桩底沉渣及扰动岩土，使桩端岩土的承载性能得到较为充分的发挥，从而提高并且验证了桩底的承载性能。举例说明：如某桥梁桩基2米直径的桩底岩石风化层，理论设计的极限承载仅为1000kpa，通过予埋在距桩底1米处的液压OG箱测试发现：经250mm的桩底予压沉降过程，其[液压压力/累计沉降]从700kN/40mm—8000kN/150mm—25000kN/250mm，换算的桩底岩土实际承载力可到8000kpa，还可通过OG箱压注水泥质复合浆修复桩身并且对桩周界面挤密置换加固、提高桩侧的承载性能；注浆完成后，还可通过液压OG箱利用其上下桩段的抗顶推力和抗压力形成的平衡力进行基桩整体承载性能的确定或验证。　　4、可动传力桩的工艺实现　　4.1 可动传力桩的实现工艺　　可动传力桩工艺技术在传统施工工艺的基础上，穿插加入了OG