Q:目前國內已經出現過全螺紋灌注樁,螺桿樁是否只是區別于全螺紋灌注樁的一種外形專利?
A:我們的螺桿樁技術不僅僅是外形專利,而是從結構上更符合樁的工作機理。由于在承受上部荷載時,樁頭直接受壓,軸力比較大,由于樁側阻力的作用而使得樁身軸力沿深度遞減,因此使用螺桿樁這樣的變截面結構是比較合理的。
Q:螺桿樁怎樣用灌注的方法實現預制管樁的承載力?
A:經前人研究表明,螺紋式樁型可將土對樁提供的握裹力提高至1~5倍(飽和粘性土中任何樁型均無法提高土的承載力)。我們研發出了先進的控制系統,實現了鉆桿的旋轉速度與提落速度的同步,并用技術手段防止塌孔等不利現象,保證灌注的螺紋形樁段的上佳質量。經大量工程經驗表明,螺桿樁提供的承載力比同設計直徑的直桿型灌注樁高2倍以上,可達到甚至超過預制管樁的承載能力。
Q:螺桿樁在控制沉降方面有什么特點?
A:由于螺桿樁自身結構較復雜,改變了樁土結合的情況,經研究表明,螺桿樁的沉降性能要明顯優于同等條件下的預制混凝土管樁(如某工程中管樁靜壓250噸時沉降18.58mm,回彈率約20%;螺桿樁靜壓300噸時沉降9.48mm,回彈率達30%)。同時由于充分發揮了樁側土的能力,樁端阻力減小,使樁端土體所受擠壓減弱,有力解決了樁端虛土造成的過大沉降問題。
Q:螺旋樁能夠使樁的側阻大大提高,具體理論上要如何計算?
A:《中國螺桿樁技術》推廣中心已解決了螺桿樁的計算問題,并形成螺桿樁單樁豎向極限承載力應用計算公式。。具體公式可以參考本網站,可從網站下載中心下載“螺桿樁設計施工及技術規定”,里面有詳細的計算公式。
Q:最近看見了螺桿樁與全螺紋樁的靜載試驗對比報告,螺桿樁承載力幾乎比全螺紋樁高近一倍,為什么會出現這種情況?在施工工程中先后在各種不同的土層中已經做了數十組試驗,結論都差不多,而且往往都是螺紋樁的樁頭先破壞,也就是說樁先于土體破壞,為什么會這樣呢?
A:關于此類疑問,可以從以下幾個方面解釋:
一.20世紀70年代美國學者湯姆遜在粘性土中對68根樁的研究結論提出了著名的α理論:即在同等條件下,將樁土的表面受力由摩擦受力改為剪切受力可以大大提高樁的承載力。其核心是土與樁形狀的改變使土體為樁體提供了更大的支撐力(承載力)。
二.眾所周知,樁的承載力是用兩個公式進行控制的:(1)樁破壞公式;(2)土破壞公式,而且最終是以樁的承載力大于土的承載力作為最終選擇。
三.樁體承載力的提高,無外乎是加大樁身斷面積和提高混凝土強度。而全螺紋樁是采用普通混凝土形成的帶通長螺紋狀的樁體。以直徑400mm的全螺紋樁為例,盡管外徑為400mm,但是樁身內徑一般僅為250mm左右,斷面面積僅為0.0489㎡,如果采用普通混凝土,如C20,其樁的承載力特征值只能達到760KN,盡管螺紋土體提供的承載力遠大于760KN,當超過承載力特征值時,樁頭就會出現先于土體破壞的現象,就好比榔頭砸沒有釘帽的釘子,首先破壞的肯定是釘子頭,而不是釘身或釘尖,而土體承載力卻沒有得到充分的發揮。至于采用大幅度提高混凝土的強度從而求得樁土之間承載力的平衡,在經濟上完全沒有意義。
四.而螺桿樁采用的樁上部至少1/3范圍為圓柱體,同樣取直徑400mm的樁體為例,斷面面積為0.1256㎡,面積比幾乎是全螺紋樁的2倍,同樣在C20混凝土強度下,樁體承載力特征值大于1700KN,明顯高于全螺紋樁,概而論之,就是螺桿樁上部的柱體段在荷載傳遞過程中,加大了受壓面積,而且螺桿樁下部也采用螺紋狀,抗剪力遠遠大于同等條件下的側阻力,滿足了應力分擔比及剛度變化的要求,調整了土與樁之間的作用,樁側土體應力分攤比及應力擴散度提高,樁端荷載減少,使樁身受力與土體一致,同時螺桿樁上大下小的分段設計也遵循了附加應力由上至下逐步減小的分布規律。
所以說,在同等的條件下,螺桿樁的承載力是遠遠高于全螺紋樁的。
Q:螺桿樁作為一種新樁型,受地域限制嗎?
A:螺桿樁作為一種新型的異性樁,在施工條件上具有很強的適應性。與現在最常見的長螺旋樁和管樁相比較,長螺旋和管樁可以的螺桿樁都可以的,長螺旋和管樁不行的螺桿樁大部分也可以,特別是密實性的砂層,卵石層等惡劣的地質條件下,螺桿樁都可以成孔成樁。
Q:在淤泥等處于流塑狀態下的螺桿樁成孔和成樁質量問題,不知道有沒有經驗?
A:在流塑狀淤泥質中使用螺桿樁要控制好塌落度和提管速度,同時應采用屏障技術成樁,控制擴頸。
Q:螺桿樁在流塑軟土成孔要護壁嗎?
A:螺桿樁在任何土中成孔成樁都不需要護壁的,而且還不受地下水的影響。
Q:螺桿樁在膠結礫巖中能適用嗎?
A:螺桿樁在承載力小于等于400KPa的各類巖中均可成樁,完全可以穿透強風化巖,直達中風化巖的表面。我們已經研發成功旋轉擠壓灌注樁技術,可采用螺桿樁的設備形成可作為端承樁使用的光壁面擠土樁。
Q:如果將全螺紋樁的混凝土標號提高的C60以上呢?是不是就意味著全螺紋樁就比螺桿樁承載力高了呢?
A:樁的上部設計為直桿段是比較適合國內大部分土層的應力分布情況的,一般情況下往往上面土軟下面土硬,在軟土里面樁體無論設計成什么形狀,土體都不可能提高大的承載力,這是其一;其二,作為樁使用的時候,還得考慮彎矩對樁的影響,包括兩個方面,一個是樁抵抗彎矩的能力,抵抗彎矩的能力與樁的剛度有關,當然,與樁的直徑更有直接的關系;第二個是彎矩對樁的影響深度,這兩條往往都是采用樁內鋼筋籠來加以解決,從樁的構造上來講,還得保證鋼筋籠的基本內徑,也就是說直徑400的樁,鋼筋籠一般設置為直徑300,如果把它設置為直徑200,恐怕誰也不會接受,所以直桿段的設置是有多方面的用途的。
在一般情況下,樁的軸力變化也是遵循上大下小的規律,嚴格的講,混凝土斷面的變化也應該遵循這樣的規律,國內大量的研究資料表明,樁的軸力分攤比基本上是8:1的關系,當樁頭為8時,應力往下逐步衰減,樁端基本為1,無論是管樁、鉆孔灌注樁,基本上都遵循這個規律,所謂的一般情況基本是指摩擦類型樁,端承摩擦樁。
如果在樁的上部采用加大混凝土的強度的方法來提高全螺紋樁的抵抗能力,恐怕不如將節約下來的錢用在螺桿樁的其他方面,比如說增加樁長,加大樁徑等,效果比全螺紋樁好的多。就比如說C60的價格幾乎為C20的兩倍,就意味著混凝土成本要增加一倍,這樣做確實也是得不償失,螺桿樁花少的多的錢,卻可以達到同樣甚至更好的效果。
Q:螺桿樁有沒有它的適用條件,譬如在軟土地區,另外在砂土地區有沒有用?
A:在軟土,砂土中均無問題,且成樁質量優良。螺桿樁在大部分的土層中均可使用,包括粉土、粘土、粉質粘土、中細沙,粒徑小于20cm沙礫石層,強風化層,橡皮土等地層,不受地下水的限制,而且可以在承載力小于等于400KPa的各類巖中均可作為端承樁使用,也就是說它可以穿透強風化巖,直達中風化巖的表面,而且螺桿樁在任何土中成孔成樁都不需要護壁。不過就是在在流塑狀的淤泥質土要慎用,當然,在這種土質中,任何灌注樁都是很難施工的。
Q:全國都有哪些地方普及了螺桿樁?
A:2003年至今螺桿樁技術已在海南等一批一百多項示范工程中進行了具體運用,特別是2006年螺桿樁在??谑忻T廣場29層超高層地基中的成功運用更證實了螺桿樁技術在國內的領先地位,在國內引起了轟動。2007年元月成功召開了首屆《中國螺桿樁技術》推廣會,目前在廣東省湛江市、 湖南省長沙市、 陜西省西安市、河南省鄭州市、洛陽市、山東省濟南市、遼寧省沈陽市、丹東市等多個省市形成技術市場,正以星火燎原之勢席卷全國。目前在著名雅居樂房地產開發公司的海南陵水首期111幢獨立樁基工程取代管樁廣泛運用。