異形樁有兩種，第一是通過改變樁身縱向截面形狀得到變截面異形樁，第二是通過改變樁截面幾何形狀得到異形截面樁，其共同目的是通過改變樁身形狀來提高樁基承載力。機挖異形灌注樁是指用機械挖異形樁樁位，然後灌注混凝土成樁。
基本介紹
- 中文名：機挖異形灌注樁
- 外文名：Special shaped cast-in-place pile with machine digging
- 學科：基礎工程
- 有關術語：異形樁
- 目的：樁基承載力
- 套用：地基處理
簡介,異形樁,有關樁型,樁土剪下作用,
簡介
灌注樁是直接在設計樁位造孔，然後灌注混凝土成樁。它僅承受軸向壓力的灌注樁，可不配置鋼筋。機挖異形灌注樁。機挖異形灌注樁是指使用有關機械挖掘成孔，然後安放鋼筋籠，灌注混凝土成樁。但要實施它相當困難，例如異形沉管灌注樁樁模沉入土層後在未灌入混凝土前，模板必須承受模內外土壓差，而深層土壓力十分巨大 ，模體的剛度就成為實施的關鍵，採用過厚的模板是不現實的。問題就變為如何在不同的工程要求條件下最佳化設計，選擇最佳的樁形和相應模具。
異形樁
異形樁成為國內外學者研究的熱點之一，所謂異形有兩種：一是通過改變樁身縱向截面形狀得到的變截面異形樁，如此可增加樁—土接觸面的不平直度和粗糙度，以求增大側摩阻力和端阻力；二是通過改變樁截面幾何形狀得到的異形截面樁，如此可提高樁側承載力，節省材料。異型樁包括橫向截面異化樁和縱向截面異化樁。橫向截面異化的樁型有：三角形樁、六角形樁、八角形樁、外方內圓空心樁、外方內異形空心樁、L形樁、C形樁、Z形樁、十字形樁、X形樁、T形樁及壁板樁等。縱向截面異化的樁型有：楔形樁（圓錐形樁和角錐形樁）、梯形樁、菱形樁、齒形樁、根形樁、多節樁（多節灌注樁和多節預製樁）、樁身擴大樁、波紋柱形樁、波紋錐形樁、帶張開葉片的樁、擴底樁、螺桿樁及DX擠擴灌注樁等。
有關樁型
擴底樁
擴底樁是底部直徑大於上部樁身直徑的灌注樁。經試驗，對於擴底樁來說，在相同的樁軸直徑尺寸下，單樁軸向容許承載力比等徑樁提高30%以上；而在相同承載力的情況下，比等徑樁混凝土用量節省25%以上，而且樁徑越大，節省量越多。1984年日本成功開發研製了擴底樁施工機具，該設備在日本經多項工程套用及大量對比的科學試驗後效果顯著，並在提高單樁容許承載力、降低造價方面取得了良好效果，在日本已普及套用。
DX樁
DX樁也就是多節擠擴灌注樁，“DX”是發明人賀德新名字的漢語拼音“de xin”的縮寫。是使用DX三岔雙向擠擴裝置進行擠擴而完成的一種變截面樁。DX擠擴灌注樁的優點：①單樁承載力高，可充分利用樁身上下各部位的硬土層。②成孔成樁工藝適用範圍較廣，DX樁按不同成孔工藝可結合採用潛水鑽機、正循環鑽機、反循環鑽機、衝擊鑽機、旋挖鑽機進行泥漿護壁法成孔，也可結合採用長螺旋鑽機、旋挖鑽機進行乾作業法成孔，還可結合採用貝諾特鑽機進行全套管護壁法成孔。低噪聲、低振動，泥漿排放量減少。節約成本，縮短工期。擠擴後盤、岔腔成形穩定而不坍塌。樁身穩定性好。抗拔力大。機腔轉角，定位準確，成樁差異性小。可實施成孔與擠擴裝置的車載一體化，擠擴效率高。
矩形灌注樁
矩形灌注樁的首研者為原江西省水利電力廳副總工程師陸祖蔭先生，1965 年冬在江西南昌西溪霞水庫為了處理壩體及壩基管涌，在極盡種種常規手段後，根據當時有限的國外資料，得到了廳領導和當地政府的支持，進行了模灌素混凝土防滲牆的試驗，作成深9 m，厚0. 3 m，長 6m 的試驗段。限於文革，試驗中斷，但得到的經驗在 30 年後仍不失其意義。1996 年受原水利電力部錢正英部長的推，參加浙江錢塘江標準海塘立項論證會，在會上介紹了預製和灌注兩種防沖牆技術，得到與會專家的認同並寫入紀要 。1999 年由水利部華水工程公司山東分公司組織實施，在浙江杭州西險大塘堤防作成 4 km 防滲牆，取名“ 振動沉模防滲板牆”專利技術，並由水利部發文推。 現正在江蘇省淮河入海工程套用。
樁土剪下作用
樁土剪下作用（vertical shearing mechanism），又叫豎向拱效應（vertical arching effect），用於分析荷載在樁土之間的豎向傳遞，早在 1982 年 Janssen 對糧倉側壁的受力分析中被提及，其假設糧倉側壁與散粒體接觸面上發生剪下，產生的剪應力使原有散粒體的豎向自重應力折減。Write 採用Janssen分析糧倉側壁豎向剪下作用的方法分析了樁頂豎向荷載作用下管樁內外壁的樁土剪下作用，分析對象是緊鄰樁土接觸面的土單元，分析方法為土單元豎向力的平衡方程。結果表明，管樁內壁的側摩阻力可以準確得到，但由於外側剪應力影響區域未知，管樁外壁的側摩阻力難以準確計算。Lam採用同樣的方法對樁周土豎向均布荷載作用下H形樁半封閉區域內的土單元進行了分析，結合數值模擬結果，很好地證明了樁土剪下作用的存在，並分析了剪下作用對 H 形樁樁側摩阻力的影響。Ng 等對地下連續牆周圍土體的剪下作用進行了分析，發現地下連續牆周圍一倍牆深範圍內土體的法向有效應力有所折減，從而揭示了地下連續牆的豎向荷載傳遞機理。事實上，樁周土剪下作用的產生受樁土接觸面形狀的影響，而不受樁土接觸面形狀的控制。換言之，不同截面形狀的樁受不同程度的樁土剪下作用，但任何截面形狀的樁都受樁土剪下作用的影響。
