深层基础

在以色列NES Ziona附近的桥梁423中的桥梁直径150厘米的钻孔
在加利福尼亚州纳帕的一座桥梁的深层基础安装。
佛罗里达州坦帕港口的桩驾驶行动。

深层基础是一种基础,它将建筑物的负载转移到地面较远的地球上比浅基础向地下层或一系列深度所做的。堆积是深层基础的垂直结构元素,被驱动或钻入建筑物的地面深处。

码头火炬的深刻,迪拜的摩天大楼

岩土工程师会建议在浅水基础上为摩天大楼等地基础上一个深厚的基础,这是有很多原因的。一些常见的原因是非常大的设计负荷,浅深度处的土壤差或诸如财产线之类的现场限制。有不同的术语用于描述不同类型的深基础,包括桩(类似于极点),码头(类似于柱子类似),钻孔轴和尾子。堆通常被驱动到原位;通常使用挖掘和钻孔构成其他深层基础。工程学科和公司之间的命名约定可能会有所不同。深层基础可以用木材钢筋混凝土预应力混凝土制成。

驱动的基础

管子被驱车到地面
1480年后德国手动桩司机的插图

预制的桩被使用桩驱动器驱动到地面上。驱动的桩由木材,钢筋混凝土或钢制成。木桩由高高的树木树干制成。混凝土桩有广场,八角形和圆形横截面(如弗兰基桩)。它们用钢筋加固,并且经常得到预应力。钢桩是管子桩或某种梁截面(例如H-Pile)。从历史上看,当所需的驱动深度太长的一堆时,木桩使用拼接端到端连接多个部分。如今,剪接在钢堆中很常见,尽管混凝土桩可以用机械和其他方式剪接。与钻孔轴相反,驾驶桩是有利的,因为通过驱动桩来移动的土壤会压缩周围的土壤,从而在桩的侧面造成更大的摩擦,从而增加了承载能力。由于其安装方法,驱动的桩也被认为是“测试”的,以实现重量的能力。因此,桩驾驶承包商协会的座右铭是“驱动的堆……是经过测试的堆!”。

桩基础系统

依靠驱动桩的基础通常具有由桩盖连接的一组桩(嵌入桩的头部的大型混凝土块),以分发大于一堆可能承受的载荷。桩帽和孤立的桩通常与级梁连接,以将粉底元素绑在一起。较轻的结构元素靠在坡度上,而较重的元素直接贴在桩盖上。

单一基金会

单层基础利用一个通常大的直径的基础结构元素来支持大型上面表面结构的所有负载(重量,风能等)。

近年来,已经使用了许多单一基础,用于在浅水海底的经济上建造固定底部的近海风电场。例如,丹麦北海Horns Rev风电场利用80个大型单物件直径为4米的直径25米深,而英格兰海岸附近的Lynn和Inner Dowsing Wind Farm于2008年在网上进行了100台涡轮机,每台涡轮机安装在高达18米的海洋深处的4.7米直径的单一基础上。

沙滩中风力涡轮机底部单层粉底的典型施工过程包括驾驶直径约4 m的大空心钢堆,大约50mm厚的墙壁,大约25 m,深入海床,通过0.5 m的较大石头和砾石以最大程度地减少周围的侵蚀。一个过渡件(配有预装的特征,例如船舶地面布置,阴极保护,用于亚航线的电缆管道,涡轮塔法兰等)都附着在驱动堆上,并将沙子和水从堆的中心并用混凝土代替。直径高达0.5 m的更大石材的额外层被应用于海床的表面以进行长期侵蚀。

钻桩

阿姆斯特丹的一台桩机。

还称为铜管钻孔的竖井钻孔码头铸入式孔桩(CIDH桩)位于原位的桩,将钻孔钻入地面,然后放置混凝土(通常是某种钢筋)进入钻孔以形成堆。旋转钻孔技术允许比任何其他堆积方法更大的直径桩,并允许通过特别致密或硬地层进行桩结构。施工方法取决于场地的地质;特别是,无论是在“干”地面条件下还是通过水饱和地层进行钻孔。当钻孔的侧面倒入混凝土之前,通常会使用套管

对于末端的桩,钻孔一直持续到钻孔将足够的深度(套接字)扩展到足够强的层为止。根据现场地质的不同,这可以是岩石层,硬支台或其他密集的较强层。桩的直径和桩的深度都高度特定于地面条件,负载条件和项目性质。如果轴承层不是水平,则桩的深度可能会在项目中有很大差异。可以使用多种方法对钻桩进行测试,以验证安装过程中桩的完整性。

堆积不足

直径下方的桩的机械形成的碱基的直径高达6 m。形式是倒锥的形式,只能在稳定的土壤或岩石中形成。较大的基本直径比直轴桩更大。

这些桩适合经常经历季节性水分变化或松散或软地层的膨胀土壤。它们在正常地面条件下也用于经济学有利。

在雷亚桩基础下用于以下土壤: -

1.在黑棉土壤中使用的堆积物:当水与水接触并在去除水时发生收缩时,这种类型的土壤会膨胀。因此,在这种粘土上完成的结构中会出现裂缝。底座中使用了一个较低的桩来消除此缺陷。

2.在低轴承能力过时的土壤(填充土壤)中,使用的桩子在裂缝下使用

3.当地下水位高时,在沙质土壤中使用堆积的桩。

4.使用在地基底部出现举重力的桩桩下。

前盘堆

通过用空心的茎连续飞行钻到达所需的深度或电阻程度,形成了一块环绕堆,通常称为连续飞行膨胀(CFA)桩。不需要套管。然后将水泥灌浆混合物泵向下螺旋钻的茎。当水泥灌浆被抽时,螺旋钻缓慢地撤回,沿着飞行沿着飞机运送土壤。形成了一组流体水泥灌浆。可以安装加固。除了严格的质量控制之外,最近的创新还可以在需要时将加固笼子放在全长的堆中。

前盘桩会导致最小的干扰,通常用于对噪声敏感和对环境敏感的部位。由于昂贵的废物处理成本,因此普遍不适合在受污染的土壤中使用。在诸如此类的情况下,位移堆(例如奥利维尔桩)可能会提供前盘堆的成本效率和最小的环境影响。在含有障碍物或鹅卵石和巨石的地面中,库库桩不太适合,因为可能会遇到高于设计桩尖端高程的拒绝。

小型的螺旋螺旋钻钻机也可以用于堆积地基。这些产生与连续飞行螺旋钻机相同类型的桩,但使用较小,更轻巧的设备。这种打桩方法是快速,成本效益,适合大多数地面类型。

码头和坡道基础

在钻孔的码头基础上,可以将码头与结构所在的等级梁连接在一起,有时还可以直接在码头上载有重柱载荷。在某些住宅建筑中,码头延伸到地面高于地面,旁边的木梁用于支撑结构。这种类型的基础会导致建筑物下方的爬行空间,在建筑或重新建模期间可以铺设接线和管道工作。

特色桩

喷气钢板

在喷气堆积中,高压水用于设置桩。高压水通过高压射流流通过土壤切割,并可以安装桩。喷气堆积的一个优点:水喷射润滑堆并使地面变软。该方法正在挪威使用。

微孔

微孔是小直径,通常小于300mm的直径,钻孔和灌浆的元素。他们通常会从沿元素侧面的皮肤摩擦中获得能力,但也可以在硬岩中结束。通常用钢占其横截面的40%以上的钢通常会大大加固。它们可以用作直接的结构支持或作为地面增强元件。由于它们的成本相对较高以及用于安装这些元素的设备类型,因此通常将它们用于访问限制和或非常困难的地面条件(鹅卵石和巨石,施工碎片,喀斯特,环境敏感性)或对现有结构进行改造。有时,在艰难的地面上,它们被用于新建筑基金会元素。典型的应用包括基础桥梁传输塔坡度稳定项目。

三脚架堆

使用三脚架钻机安装桩是形成堆的最传统方式之一。尽管单位成本通常高于大多数其他形式的打桩,但它具有几个优势,可以确保其持续到今天。 Tripod系统容易且便宜地将其带到现场,因此非常适合少量堆的工作。

板堆

在此发掘中,使用薄板桩来限制基岩上方的软土

薄板堆积是使用薄薄的钢板驱动堆积的一种形式,可以在地面上获得连续的屏障。堆桩的主要应用是固定墙壁和竖立的Cofferdams ,以使永久性的工作能够进行。通常,使用振动锤,T-Crane和Crawle钻孔来建立薄板桩。

士兵桩

士兵桩墙使用回收的铁路卧舖,作为滞后。

士兵桩,也称为国王桩或柏林墙壁,由钢H截面建造,相距约2至3 m,并在开挖前进行了驱动或钻孔。随着发掘的进行,水平木材板(滞后)被插入h桩法兰后面。

水平的地球压力集中在士兵桩上,因为它们的相对刚性与滞后相比。通过在开挖后立即安装滞后,以避免土壤流失,可以最大程度地减少土壤的运动和沉降。滞后可以通过木材,预制混凝土,shot泥和钢板来构建,具体取决于士兵桩的间距和土壤类型。

士兵桩最适合在结构良好的墙壁不会导致沉降的条件下,例如过度固结的粘土,地下水位上方的土壤,如果它们具有凝聚力,以及可以有效脱水的自由排水土壤,例如沙子。

不合适的土壤包括柔软的粘土和较弱的土壤,这些土壤允许大量运动,例如松散的沙子。也不可能将墙延伸到发掘的底部,并且通常需要脱水。

螺丝桩

自19世纪中叶以来,螺丝桩(也称为螺旋码头螺钉基础)被用作螺丝杆灯塔。螺钉桩是带有螺旋鳍的镀锌铁管,通过机器将其变成所需的深度。螺钉将负载分配到土壤中,并相应尺寸。

吸堆

抽吸桩用于水下以固定浮动平台。管状桩被驱车到海底(或更常见的几米掉入柔软的海底)中,然后泵在管状的顶部吸水,然后将堆倒下。

桩的比例(直径至高度)取决于土壤类型。沙子很难穿透,但具有良好的保持能力,因此高度可能短于直径的一半。粘土和泥浆易于穿透,但可提供较差的保持能力,因此高度可能是直径的八倍。砾石的开放性质意味着在安装过程中水会流过地面,从而导致“管道”流动(水通过土壤较弱的路径沸腾)。因此,吸管桩不能在砾石海床中使用。

Adfreeze堆

Adfreeze Pile支持阿拉斯加Utqiaġvik建筑物的建筑物

连续冷冻地面的高纬度中,Adfreeze桩用作主要的结构基础方法。

Adfreeze桩从它们周围的冷冻地面的粘结中得出了强度。

Adfreeze桩的基础在导致永久冻土融化的条件下特别敏感。如果建筑物的建造不正确,则可以融化下面的地面,从而导致基础系统的故障。

振动的石柱

振动的石柱是一种地面改进技术,其中将粗骨料的柱放置在排水不良或轴承能力以改善土壤的土壤中。

医院堆

特定于海洋结构的医院桩(也称为胆小桩)是为了在翻新工程期间为海洋结构组件提供临时支持。例如,当拆除浮桥时,额头将附着在医院堆中以支撑它。它们是正常的桩,通常带有链条或钩子附件。

堆墙

卡特里娜飓风损坏了它后,用桥梁堆积在新奥尔良的一条运河。

堆积的墙壁可以驱动或无聊。在可用的工作空间决定并开放发掘​​的情况下,它们提供了特殊的优势。两种方法在技术上都提供了有效的效率,并提供了一种具有成本效益的临时或永久手段,即使在水轴承层中也保留散装挖掘的侧面。当在永久作品中使用时,这些墙壁可设计为抵抗垂直载荷,此外还可以从固定土壤中侧向负载。两种方法的构建与基础轴承桩相同。连续的壁是相邻桩之间的小间隙构造的。桩的间距可能因探索合适的弯曲刚度而变化。

叶堆积的墙壁

建造了割线的桩墙,以使替代的“女性”桩之间留出空间,以便随后建造“雄性”桩。 “雄性”桩的结构涉及在“雌性”桩孔中的混凝土中无聊,以便在介于两者之间的“雄性”堆中。雄性堆是安装钢筋笼子的一个,尽管在某些情况下,雌性桩也得到了加固。

根据设计要求,叶堆积的墙壁可以是真正的硬/硬/硬/中间(坚硬/中间(牢固)或硬/软墙。硬性是指结构混凝土,牢固或柔软通常是含有膨润土的较弱的灌浆混合物。所有类型的墙壁都可以作为自由立式的悬臂构造,也可以在空间和子结构设计允许的情况下支撑。党墙协议允许的地方,地面锚可以用作领带后背。

泥墙

泥浆壁是用膨润土和水混合在地下建造的障碍物,以防止地下水流动。由于周围土壤中的液压而导致的沟渠不会塌陷,因为浆液平衡了液压压力。

深层混合/质量稳定技术

这些本质上是原位增强的变化,以桩的形式(如上所述),块或更大的体积。

将水泥,石灰/快速石灰,蝇什,污泥和/或其他粘合剂(有时称为稳定器)混合到土壤中以增加轴承能力。结果不像混凝土那样固体,而应被视为改善原始土壤的轴承能力。

该技术最常应用于粘土或有机土壤(如泥炭) 。可以通过将粘合剂与通常安装在挖掘机上的设备混合或挖掘质量,将其与质量混合,将其与粘合剂分开混合并在所需区域中加入,从而在土壤中进行混合。该技术也可以用于轻微污染的质量作为结合污染物的一种手段,而不是挖掘它们并运输到垃圾填埋场或加工。

材料

木材

顾名思义,木材堆是用木头制成的。

从历史上看,木材一直是许多领域的当地可用资源。如今,木材堆仍然比混凝土或钢更实惠。与其他类型的桩(钢或混凝土)相比,根据木材的来源/类型,木桩可能不适合较重的负荷。

关于木材桩的主要考虑因素是应保护它们免受地下水水平以上的腐烂。木材将持续很长时间以下。为了使木材腐烂,需要两个元素:水和氧气。在地下水位以下,即使有充足的水,也缺乏溶解的氧气。因此,木材往往持续很长时间以下。 1648年,阿姆斯特丹的皇宫建造了13,659个木材桩,自从地下水以下以来,这些木材堆仍能生存下来。在地下水位上方使用的木材可以通过压力处理(碱性铜Quaternary (ACQ),镀铬铜砷(CCA),CREOSOTE, CREOSOTE ,CREOSOTE等)保护木材的腐烂和昆虫。

剪接木材桩仍然很普遍,并且是所有堆积材料中最容易的拼接材料。剪接的正常方法是首先驾驶领导者桩,驱动钢管(通常长60-100厘米,内径不小于最小脚趾直径),其长度一半的长度到了领导桩的末端。然后,将追随者桩简单地插入了管的另一端,然后驱动继续。钢管简直就是在那里确保在驾驶过程中彼此跟随。如果需要提升能力,剪接可以结合螺栓,螺丝螺丝,钉子等,以赋予其必要的容量。

铸铁可用于打桩。这些可能是延展性的

切割插图。深倾斜的(撞倒)管堆堆支持预制的分段天线,上层土壤层是弱泥浆。

管子堆是一种钢驱动的桩粉底,是倾斜(撞倒)桩的好候选者。

管桩可以驱动开放端或闭合端。当驱动开放端时,允许土壤进入管道或管的底部。如果需要空管,则可以使用一架水或螺旋钻来驾驶后将土壤移开。封闭的管桩是通过用钢板或铸钢鞋覆盖桩底部来构建的。

在某些情况下,管桩充满了混凝土,以提供额外的力矩容量或耐腐蚀性。在英国,通常不是为了降低成本而进行的。在这些情况下,通过允许牺牲钢的牺牲厚度或采用更高级别的钢来提供腐蚀保护。如果将混凝土填充的管桩腐蚀,则由于混凝土的大部分负载承载能力将保持完整,而在空管桩中将丢失。管子桩的结构容量主要是根据钢强度和混凝土强度(如果填充)来计算的。根据现场条件和本地建筑法规,腐蚀津贴。钢管桩可以是专门为打桩工业制造的新钢,也可以是以前用于其他目的(例如石油和天然气勘探)的再生钢管套。

H-Piles是在地面上驱动的结构梁,以进行深层基础应用。可以通过焊接或机械驱动拟合拼接器轻松切断或连接它们。如果将桩驱动到具有较低pH值的土壤中,则存在腐蚀的风险,可以应用煤炭环氧树脂或阴极保护以减慢或消除腐蚀过程。通常,只需超越钢堆的横截面区域,就可以允许设计量的腐蚀。这样,腐蚀过程可以延长长达50年。

预应力的混凝土桩

混凝土桩通常是用钢加固和预应力肌腱制成的,以获得所需的拉伸强度,以生存处理和驾驶,并提供足够的弯曲抗性。

长堆可能很难处理和运输。桩接头可用于连接两个或更多的短桩以形成一堆。桩接头可以与预制和预应力混凝土桩一起使用。

复合桩

“复合桩”是由钢和混凝土成员制成的桩,端到头地固定在一起,形成一个桩。它是不同材料或不同形状的材料的组合,例如管道和钢束或钢和混凝土。

“桩夹克”在盐水环境中封闭旧混凝土桩,以防止腐蚀和桩的腐蚀,当裂缝允许盐水接触内部钢加固杆时

用于将堆驱动到地面的施工机械

用于将桩堆入地面的施工机械:

  • 桩驱动器是将桩放置在其设计位置的设备。
  • 柴油桩锤是将桩锤入地下的设备。
  • 液压锤是液压挖掘机,水电式机器(固定岩石破碎机,装载机,操纵器,桩驾驶锤)的可移动工作设备压力流体。
  • 振动桩驱动器是一台用于将桩堆入沙质和粘土土壤的机器。
  • 按入桩驱动器是一台通过静态力传输将桩沉入地面的机器。
  • 通用钻机。

替换桩的建筑机械

用于构建替换桩的建筑机械:

  • 部分飞行螺旋钻或连续飞行螺旋钻
  • 反向循环钻探
  • 圈位同心钻孔

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