空气幕管柱基础

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1、空气幕管柱基础空气幕管柱基础1.刖5随着我国国民经济稳步持续地高速发展，交通工程量也相应大人增加，需新建的特大桥、港湾巨型码头的数量越来越多，技术耍求和规模越来越人。从远景看将来跨越琼州海峡、渤海湾海峡和台湾海峡的交通工程也正在研究之中。这些超级大工程(Superinfrastructure)的共性问题是：投资巨大、技术复杂、坏境影响因索较多，因而风险系数也相应人。故对其功能(Performance)a可施工性(Construetionability)、经济指标(EconomicalIndex)、工期(Cons

2、tmetionPeriod)和耐久性(Duwb订ity)必须I•分重视。而特大桥基础工程方案的比选范围狭窄，特别在深海区、厚覆盖层或地质、水文、环境、气候恶劣较复杂的桥位区域，受风、浪、地震、海啸、船撞等因索的破坏袭击儿率较大。因此对基础结构的承载力和抗灾能力要求越来越高，其安全度、耐久性、整体稳固性、经济性和防腐等课题也是研究关键。早期设计的特大桥基础都力求达到新鲜岩层，这样能安全承受任何施加的预见荷载，这是桥梁工程界最稳妥的设计理念。因为基础工程的稳定可靠可以满足100年以上的规范要求。如果棊础工程结构木身

3、的抗腐蚀能力及其耐久性能得到科学的预控，就不必为「I后的养护维修难度付出沉重的代价。因此，超人型建筑的基础工程在选择方案时，应选择质量可预控的方案，取得主动权，确保其长久性。鉴于此，本文针对当前桥梁工程界对■大桥基础工程常偏好于钻孔灌注桩基础方案提出一些拙见。2.大直径超长钻孔桩基础之不足自上世纪70年代以來，大直径钻孔灌注桩逐渐受到偏爱。其主要优点是设备简单、操作方便、变水下作业为陆上作业，因而可简化施丁过程，降低造价，且可增加工点，缩短T期。故钻孔桩在其他水T、建筑等T-程领域也得到了广泛应用。但钻孔桩在施

4、T过程屮，rh于水文、地质条件复杂，影响因素较多或操作稍有不当就极易造成塌孔，缩颈、断桩、桩身夹带泥沙或存在孔洞等缺陷的隐患。为了护壁成孔，启用高比垂的泥浆或就地造浆，易使孔壁泥皮过厚，孔底的沉渣也随之积聚加厚。前者将会使摩阻力大大降低［5］。在灌注水下混凝土时，往往使混凝土夹带泥沙，桩身强度下降，因而在成桩过程中，质量事故几率较大。此外，在钻孔桩的施工工艺屮，对钻渣、泥浆造成的污染还没有完善的处理措施。近来，为了改善钻孔桩的质量，已釆用优质的膨润土加适量的碱作为制作低比重优质泥浆护壁的原料。但价格昂贵，级配要

5、求严格。为了节约原材料，必须冇循环净化系统的设施来循坏倒用泥浆，需有一定的场地，因血要增加投资和工序。在水屮的钻孔桩施工时，必须设置施工平台和钢护筒，耗钢量很大。无论是采用高比重泥浆还是低比重优质泥浆，作用仅仅是对钻孔进行护壁。但却降低桩侧的摩阻丿J.这样不得不增加桩长，但钻孔加深势必乂加人泥浆比重来护壁，于是出现了恶性循环（例如桩长已超过120m,承载力仍不能达到设计要求时，就在桩侧、桩底压浆，造价势必提高，以直径2.5mih每延米已达到3万元以上的纪录）。用泥浆护壁的钻孔桩即使承载力达到耍求，但如果在施工中

6、投放长钢筋笼，其保护层也难以保证均匀.钢护筒以下防腐的耐久性播施并不到位。另外.采用超长钻孔桩时忽略了临界深度这一垂要的理论性概念及摩阻力沿着桩长变化的分布影响因素。根据试验可知，砂土屮钻孔桩沿着桩长方向的表皮摩阻力，在某一深度内（即临界深度LcWlO〜15D,D为孔径），随着深度的增长很快达到它的最大值。超出此深度后（L~20D）摩阻力虽仍有增长，但增长缓慢。当L=40D时，增长率等于常数。如果按现行规范的计算方法，过分地加大桩长以图提高承载力，不仅达不到预期效果，反而会造成浪费和增加施工难度。因此用大直径的

7、摩擦桩，尤其用泥浆护壁的大直径钻孔桩是很不经济的。这是因为：［4］（1）端阻力按孔径的二次方増长，而摩擦力仅按一次方增长。所以，在大直径的桩屮不去利用端阻力是不合理的。（2）在同样的十层中，泥浆护壁的钻孔桩，其摩阻力要比打入桩小得多。这是因为打入桩时，丄体被向外挤，使土的水平应力增大，产生较大的摩阻力。当用钻孔桩时，土向孔内移动，致使上的水平应力降低，摩阻力也就降低。（3）由于以摩擦力为主的桩应服从最小桩距2.5D的规定，以D=2.5m为例，其桩距就需6.25m,显然会使承台座板尺寸加大，造成不必要的经济损失。

8、因此，当结构上耍求用人直径桩时，宜采用充分发挥摩阻力和端阻力的柱桩基础方案。1.空气幕管柱基础新方案的优势管柱基础和空气幕沉井施工是我国较成熟的技术，将管柱基础与空气幕技术相结合可提高施工效率和下沉深度。这是一种较可靠的皋础方案，［2］相比Z下它的优点在于管柱是一种具有较大承载力的少桩基础（武汉大桥在N3号墩，曾做过①155cm管柱的单柱静载试验，达到45000KN的承载力尚未达到极限