螺桿樁在工程中的實(shí)際應(yīng)用探討

邢朝陽

【摘要】通過螺桿樁受力機(jī)理的介紹，通過工程實(shí)例，介紹了螺桿樁的優(yōu)越性及實(shí)用性，螺桿樁的運(yùn)用提高了承載力，并為工程的實(shí)際應(yīng)用節(jié)約了成本。

【關(guān)鍵詞】螺桿樁；承載力

1. 前言

螺桿樁是一種高性能、低造價(jià)、短周期的新型樁，螺桿樁及其工法無論在工程實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性還是環(huán)保性方面，都有明顯的優(yōu)點(diǎn)及廣闊的發(fā)展前景。尤其是在軟弱或塌陷區(qū)回填的土質(zhì)中，其螺桿的效應(yīng)能充分體現(xiàn)出來，增大樁土接觸面，增加基樁承載能力，該方法在塌陷區(qū)已經(jīng)實(shí)踐證明，其效果明顯，具有較高的經(jīng)濟(jì)適用價(jià)值。

2. 螺桿樁受力機(jī)理

螺桿樁采用變截面的構(gòu)造形狀，成孔過程中樁側(cè)土體受到擠壓、加密作用，成樁后部分土體形成螺紋，而樁側(cè)土體形成螺母，樁體螺紋與樁側(cè)土螺母緊密咬合，當(dāng)樁頂受荷時(shí)，螺紋段的樁側(cè)土“螺母”受到壓縮，環(huán)狀“螺母”的根部受到剪切，樁的承載力有直桿段的側(cè)阻力（摩阻力），螺紋段的抗剪強(qiáng)度和樁端的端承載力組成，而螺紋段的抗剪力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同等條件下的側(cè)阻力，滿足了附加應(yīng)力的分布規(guī)律和應(yīng)力分擔(dān)比及剛度變化的要求，調(diào)整了土與樁之間的作用，樁側(cè)土體應(yīng)力分?jǐn)偙燃皯?yīng)力擴(kuò)散度提高，樁端荷載減少，使樁身受力與土體受力協(xié)調(diào)一致。樁在豎向受力方面，附加應(yīng)力是遵循由上至下逐步減小的規(guī)律，樁身應(yīng)力逐步分擔(dān)，約為10：1，即樁身的應(yīng)力集中為上部大于下部。螺桿樁的上大下小的分段設(shè)計(jì)滿足了附加應(yīng)力的分布規(guī)律。樁的豎向承載力與樁的長細(xì)比有著密切的關(guān)系，樁斷面積的大小和剛度的變化在制約樁的受力及變形方面起重要作用。螺桿樁上部的柱體段在荷載傳遞過程中加大了受壓面積，提高了樁身剛度和對(duì)螺紋段功能的發(fā)揮，起到承上啟下的作用。

3. 工程實(shí)例

3.1某工程地質(zhì)情況。

（1）層表土：灰黃色，灰色，主要成分為黏性土及粉土，夾大量植物根系，松散。（1-1）層雜填土：灰黃色，雜色，主要由建筑垃圾、石子混黏性土及粉土組成，局部夾少量素填土；層底埋深：0.4～1.8m。

（2）層黏土：黃色、灰黃色，可塑，局部軟塑，含鐵錳質(zhì)氧化物。無搖震反應(yīng)，切面有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。

（3）層粉土：灰黃色、黃色，濕——很濕，稍密——中密，底部夾軟塑黏土薄層，含鐵錳質(zhì)氧化物及云母碎屑。搖震反應(yīng)迅速，切面無光澤，干強(qiáng)度低，韌性低。

（4）層黏土：青灰色、灰黃色，硬塑，局部可塑，含鐵錳質(zhì)氧化物，底部含姜結(jié)石，夾粉質(zhì)黏土條帶及薄層。無搖震反應(yīng)，切面有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。

（5）層粉土夾粉砂：灰黃色、淺黃色，濕，中密——密實(shí)，含云母碎屑，夾粉砂，搖震反應(yīng)迅速，切面無光澤，干強(qiáng)度低，韌性低。（5-1）層黏土：灰褐色、灰黃色，可塑，局部硬塑，含鐵錳質(zhì)氧化物，夾粉土條帶及薄層。無搖震反應(yīng)，切面有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。

圖1CFG樁試樁Q-S曲線

（6）層粉細(xì)砂：灰色、灰黃色、黃色，密實(shí)，主要礦物成份為石英、長石、分選較好，級(jí)配較差，局部夾粉土及粉質(zhì)黏土薄層，底部夾貝殼及小姜石顆粒。

（7）層粉質(zhì)黏土夾粉土：黃色、灰黃色，可塑，局部硬塑，含鐵錳質(zhì)氧化物，局部夾粉土薄層，底部含姜結(jié)石，夾黏土。無搖震反應(yīng)，切面稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等。

（8）層黏土：黃色、黃褐色，硬塑，含鐵錳質(zhì)氧化物及少量姜結(jié)石。無搖震反應(yīng)，切面有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。

（9）層含砂姜黏土：黃色、黃褐色、棕黃色，硬塑，局部堅(jiān)硬，含鐵錳質(zhì)氧化物及姜結(jié)石，局部姜結(jié)石富集。無搖震反應(yīng)，切面有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。

圖2螺桿樁試樁Q-S曲線

3.2兩種施工方式承載力比較。

（1）根據(jù)該工程地質(zhì)情況，在該工程地質(zhì)條件下，設(shè)計(jì)采用兩種不同的施工工藝進(jìn)行試驗(yàn)，第一種采用CFG樁，第二種采用螺旋樁，設(shè)計(jì)的樁長均為16m，樁徑均為400mm，樁身混凝土強(qiáng)度采用C30，螺桿樁采用先直桿后螺旋形式。根據(jù)這兩種不同的樁型在成樁28天后進(jìn)行破壞性試驗(yàn)（CFG樁試樁曲線見圖1，螺桿樁試樁曲線見圖2），其試驗(yàn)結(jié)果如表1。

（2）通過對(duì)兩種施工方法靜載荷試驗(yàn)對(duì)比可見，同種類型基樁螺桿樁比CFG樁單樁承載力提高了1000KN，由此可見，螺桿樁的樁體螺紋與樁側(cè)土螺母緊密咬合而成的樁的摩阻力有較明顯的提高?；谝陨锨闆r，工程實(shí)際應(yīng)用中可優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)螺桿樁的樁長進(jìn)行調(diào)整，減小螺桿樁的樁長，從而達(dá)到節(jié)約工程用料，而工程實(shí)際承載力沒有降低，為工程節(jié)約經(jīng)費(fèi)。

4. 結(jié)語

通過對(duì)螺桿樁受力機(jī)理的了解可知，與目前應(yīng)用廣泛的幾種建筑基礎(chǔ)樁型相比較，螺桿樁在技術(shù)、環(huán)保及造價(jià)方面均有明顯優(yōu)勢。目前，在許多的地方的塌陷區(qū)已廣泛推廣應(yīng)用該工法，為工程實(shí)際解決問題，降低了工程造價(jià)，為社會(huì)帶來不菲的效益。

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