螺杆桩利用自身的特殊结构和独特的施工方法使桩身的沉降大为减小,承载力提高,相同条件下与普通的直杆灌注桩相比,可缩短桩长,减少桩径和桩的数量,从而显著降低工程成本,节省工程造价,也大大缩短施工工期,提高了工作效率。该施工方法在钻孔过程中噪音低、无振动,成孔和浇筑混凝土的过程中一次完成,排除了大量的泥浆处理和运输的工作,从根本上避免对施工现场和周边环境的污染,是一种环境保护型的绿色施工方法。该技术在中国获得了《香港国际专利技术专利产品博览会2004年》金奖项目;《全国重点专利技术成果2004年》人民日报推荐项目。列入《建设部2005年科学技术项目计划》;列为2005年全国建设行业科技成果推广项目(项目编号:2005005。证书编号:2005006)等国家重大科技成果。其先进程度已在行业内处于领先地位。中国螺杆桩以其先进性、创新性被中国科技部评定为“国家一级工法”,目前螺杆桩技术已在全国三十多个城市得到推广使用,受到了设计部门和业主单位的一致好评。
现浇螺杆桩是在施工过程中采用桩机钻具旋转挤压土体泵压砼成桩,与打入式预制桩相比,施工噪音低,无振动,对已施工的桩无影响;与全螺旋钻,普通泥浆护壁成孔的灌注桩相比,无泥浆污染和弃土问题。螺杆桩是一种具有很高实用价值的新型桩,将常识中“螺丝钉比钉子牢固”的道理运用在桩与桩施工中,使其更牢固的特点得以实现。
螺杆桩技术是在日本的高强度钢纤维混凝土预制螺纹桩的基础上创新而成,采用常规混凝土灌注和独立的施工工法形成螺杆桩,达到了高强度钢纤维混凝土全螺纹预制桩的承载力水平,并在保持其优点的同时,更具有强度高,工期短,功效高,沉降小,抗震,不取土,不排浆,不污染,施工及成桩质量不受地下水影响,应用范围广,适应多种土层等优势。此外,与其他类型桩相比,工程造价也优势明显。
螺杆桩是采用了变截面的构造形状,成孔过程中桩侧土体受到挤压,加密作用,成桩后部分土体形成螺纹,而桩侧土体形成螺母,桩体螺纹与桩侧土螺母紧密咬合,当桩顶受荷时,螺纹段的桩侧土“螺母”受到压缩,环状“螺母”的根部受到剪切,桩的承载力有直杆段的侧阻力(摩阻力),螺纹段的抗剪强度和桩端的端承载力组成,而螺纹段的抗剪力远远大于同等条件下的侧阻力,满足了附加应力的分布规律和应力分担比及刚度变化的要求,调整了土与桩之间的作用,桩侧土体应力分摊比及应力扩散度提高,桩端荷载减少,使桩身受力与土体受力协调一致。
桩在竖向受力方面,附加应力是遵循由上至下逐步减小的规律,桩身应力逐步分担,约为10:1,即桩身的应力集中为上部大于下部。螺杆桩的上大下小的分段设计满足了附加应力的分布规律。桩的竖向承载立与桩的长细比有着密切的关系,桩断面积的大小和刚度的变化在制约桩的受力及变形方面起重要作用。螺杆桩上部的柱体段在荷载传递过程中,加大了受压面积,提高了桩身刚度和对螺纹段功能发挥起到承上启下的作用。目前已解决了螺杆桩的力学问题,并形成螺杆桩单桩竖向极限承载力应用计算公式。
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