3月20日

螺旋桩:一个新兴的两百多年的深基础解决方案

下面是一些如何让你的十大老品牌网赌大全体验顺利进行的建议.

什么是螺旋桩?

 

螺旋桩是一种 深基础 适用于支撑轻、重结构. 它们能承受小于1kN(225磅)或大于5000kn (1.1.25亿磅)——从小型平台到32层的塔楼,螺旋桩是一个选择. 螺旋桩的另一个常见名称是“螺旋桩”。.

螺旋桩由圆桩组成 轴和一个或多个焊接到轴上的螺旋轴承叶片. 长度, 轴的厚度和直径取决于几个因素,数量也会不同, 螺旋桩的厚度和直径. 不管尺寸, 螺旋应形成一个一致的螺距(平面或角度),以确保可靠的设计和安装方法,与普遍接受的工程指导方针一致.

螺旋桩的历史是怎样的?

 

螺旋桩通常被认为是一个新项目,当地的工程网络可能没有接受过太多的设计培训或教育, 螺旋桩的安装或一般工程原理. 然而,螺旋桩有近两个世纪的历史用途. 19世纪30年代由亚历山大·米切尔在英国发明, 螺旋桩最初被设计用于支撑海洋结构,如灯塔和船舶系泊处.

在19世纪晚期和20世纪早期,数百座灯塔被建造在北美东海岸的螺旋桩上, 其中一些至今仍然存在.

很少有项目的土壤条件会比在海洋中建造更具挑战性. 认识到螺旋桩在如此具有挑战性的环境中表现良好, 工程社区在19世纪后期开始杠杆螺旋桩大陆.

在20世纪早期,几乎所有的深基础选择都需要大量的劳动力来安装,螺旋桩也不例外. 帽架是由许多人或动物建造和驱动的,他们会在旋转中推进螺旋桩. 到了1920年,一种新的、光滑的蒸汽打桩机出现了,而且效率很高, 的时代, 举起或放下重物将木材压入地面. 结果是螺旋桩在这一点上越来越受欢迎, 失宠,被更简单的打桩方法所取代.

一种变化的螺旋桩出现了,今天被称为地锚. 公用事业部门迅速扩张,需要用锚固定的拉索对输电杆进行横向支撑. 螺旋 它们以抗压和抗拉能力而闻名吗 加载 但是,如上所述,安装起来很费力. 公用事业部门发现,如果他们大大增加螺距的螺旋, 它们变得更容易安装. 与螺旋桩相比,地锚支撑压缩载荷的能力大大降低,因为工程界发现地锚在压缩下容易自我推进.

经过几十年的减少使用, 随着液压、行星齿轮和高扭矩驱动器进入市场,螺旋桩再次成为一种可行的选择. 慢慢地,螺旋桩重新出现在深基础市场.

In 2011, 当我研究螺旋桩和考虑开始螺旋桩承包业务, 我了解到,早在20世纪80年代,美国陆军工程兵团的地基设计手册中就包括螺旋桩. 螺旋桩在2011年广泛应用于轻型住宅市场,但也在超高容量和高可靠性能源部门的规模的另一端. 在我进入螺旋桩市场的两年前,Howard A. Perko, 博士学位, PE出版了非常全面的工程手册《十大老品牌网赌大全》.

快进到2021年, 在过去的十年里,螺旋桩在各个市场上呈指数级增长. 你现在会在国际建筑规范和关于桩的权威中看到螺旋桩, 深度地基研究所(DFI), 召集50名螺旋桩专家,发布《十大老品牌网赌大全》. Perko和DFI设计和安装螺旋桩的原则相辅相成,现在已经在北美和世界各地被应用和证明了数百万次.

 

螺旋桩指南

 

螺旋桩是如何设计的

 

在设计任何基础时, 最好的做法是设计到最薄弱的环节,主要是土壤, 因此,强烈建议从岩土工程调查和分析开始. 有了土壤数据, 岩土工程师, 使用DFI和Perko手册中概述的经验方法以及 基础工程 根据各国手册,可以可靠地设计出满足设计标准的螺旋桩.

由于安装扭矩和土壤承载力之间的经验关系,螺旋桩的一个好处是增加了性能的可预测性. 安装扭矩和容量之间的关系是非常可靠的,但, 当责任很高时, 它不是岩土工程调查的替代品. 一个很好的比较是,一个打入的桩被安装以抵抗一定的力量,这使他们的性能可靠的桩-再次, 安装力不是岩土勘察的替代品. 当能力和负债较低时, 比如住宅甲板, 在这种情况下,工程师可能会根据安装扭矩来设计螺旋桩.

大多数桩的选择是简单的设计,当你比较他们螺旋桩. 想象一下,你面前有一块板,上面有刻度盘,你可以调高或调低. 设计预制的表盘 混凝土 pile are simply pile diameter and length; it’s pretty straightforward. 对于螺旋桩,板上有几个刻度盘, 轴直径, 轴厚度, 轴的长度, 数量的螺旋, 螺旋直径, 螺旋的厚度. 因此, 螺旋桩是可定制的,设计工程师的经验和技术将真正发挥一个因素,以获得最有效的桩可能的地点,将满足最终设计和安装过程中遇到的力.

螺旋桩是如何安装的

 

今天,螺旋桩安装有各种各样的液压设备. 轻型螺旋桩安装有便携式液压扭力杆或液压扭力塔, 微型打滑引导, 打滑引导, 迷你挖掘机, midi挖掘机, 和公用事业部门风格的螺旋钻卡车(挖掘机井架). 大容量螺旋桩的安装主要使用15吨或更大的挖掘机,但有时也使用改装过的钻机或定制设备.

选择的机器应适合于将桩转到地面的锚驱. swing阻力, 辅助液压流量和压力, 达到, 出桩力和向下的轴向力都对螺旋桩的正确安装起到一定的作用. 大容量的螺旋桩一般都是按拒挡方式安装的, 像打滑转向这样的机器不会有向下的轴向力,让螺旋桩咬入坚硬的层,像直到-软直到是特别难穿透,没有适当的机器.

一个流行的形象是,一个中等容量的螺旋桩被安装在一个机器小如橇引导或履带式装载机. 用这么小的设备来安装一个堆是很酷的,但它不一定是正确的设备. 一个打滑驾驶, 设计是为了提升, 在许多情况下,它们缺乏正确安装螺旋桩所需的摆动阻力和力,可能导致桩的垂直,并在安装过程中搅打土壤. 在理想的情况下,螺旋桩在2度的垂直范围内,并安装在一种方式,即桩的前进与螺旋叶片(s)的螺距成正比,尽可能减少土壤的扰动. 挖掘机是用来挖进去的,更有能力施加向下的力量来实现专业的安装. 霍伊特和克莱门斯对用非专业方式安装的螺旋桩和用专业方式安装的合适设备安装的螺旋桩进行了测试, 同样的土壤,同样的深度, 然而,在紧张的表现上有50%的差异!

当负债很高时, 现场验证负载测试的增加将进一步增加设计和安装的信心.  在测试桩负载的场地,可以根据桩的实际性能进行更精简的设计.

另一个步骤,十大老品牌网赌大全可能也会在高责任项目地点看到第三方工程师的存在,以监督安装. 如果你与一个螺旋桩承包商工作,你没有一个良好的关系, 这是一个很好的主意,监督安装和验证桩没有预示的土壤和安装所需的扭矩是达到.

达到深度的打桩报告, 扭矩和任何可能与性能有关的观察结果, 应始终由螺旋桩承包商完成,而不管 类型的项目.

钻螺旋桩

安装轻型螺旋桩以满足22kN(5000磅)荷载的实例.

大容量螺旋钻桩

安装满足1000kn的大承载力螺旋桩实例 (225000磅)的负载.

查看在温尼伯正在安装的螺旋桩的例子, MB用于大型定制家居, 单击此链接: http://youtu.be/koP0mgNto_U

螺旋桩的好处

 

螺旋桩由于其提供的许多优点,正以指数级的方式越来越受欢迎. 简而言之, 螺旋桩是一种非常通用的深基础,这种多功能性导致了一长串的好处, 包括但不限于:

  • 在一个典型的项目现场,每根直线桩大约30秒的高效安装;
  • 能够立即装载堆料-在冬季无需固化或加热和囤积;
  • 它们是干净的-没有预钻或尾矿/战利品, 这桩简单地变成了地面;
  • 容易修复工程场地-螺旋桩可容易拆卸、重复使用或回收;
  • 安静、低振动的安装不会干扰邻居或野生动物;
  • 较小的安装, 与传统的桩基相比,更灵活的设备意味着可以节省移动费用,更容易进入有问题的项目地点;
  • 延长螺旋桩是快速和经济的-而不是潜在的指数更高的成本更深, 螺旋桩相对昂贵;
  • 能够通过饱和,松散和脱落的土层没有问题;
  • 卓越的抗冻胀性;
  • 抗拉、抗压工作良好;
  • 可设计为浮动桩或安装至拒收处作为端承桩;
  • 可以镀锌, 加厚或增加阳极系统,以使堆芯寿命延长几个世纪;
  • 很容易在现场进行修改,以适应不可预见的现场条件(例如:如果土壤密度比预计的更大,螺旋的直径可以变得更小);
  • 各种安装方法和设备使螺旋桩安装在现有结构下或在非常有限的位置成为可能;
  • 重量轻,便于运输;
  • 各种各样的桩帽和过渡可以设计为螺旋桩支持几乎任何 梁或结构元件;
  • 能够通过霜冻安装高效的冬季建筑;
  • 安装扭矩与容量平均可预测性能的经验关系;
  • 卸载桩的能力意味着你可以重新安置遇到像巨石这样的障碍物的桩,而不是放弃它;
  • 改变许多设计方面的能力往往导致价值工程桩是有效的和高效的;
  • Installation on a batter to combat high lateral forces or to combine pile groupings in a tight space; and
  • 其他未列出的优点.

螺旋桩的缺点或局限性

 

在深地基的世界里没有银弹,螺旋桩也不例外. 螺旋桩的优点很多,但也有一些局限性或缺点, 包括但不限于:

  • 螺旋桩通常不包括作为结构或岩土工程师的常规课程,因此螺旋桩的专业知识被认为是niche;
  • 通用准则是可用的,但并不总是使用,这导致制造商依赖专有数据,往往缺乏在广泛的土壤条件下的测试(当坚持普遍接受的螺旋桩工程原则时,这是避免的);
  • 螺旋桩存在其它变型, 比如螺旋钻或鸭嘴兽堆, 地锚和接地螺钉增加了市场的混乱, 这些桩缺乏标准的设计和通用的工程原则不存在或适用于这些相似但非常不同类型的螺旋桩;
  • 当在1或之前存在浅层拒绝(无法穿透的非常密集的地层)时,螺旋桩不是一个可行的选择.距地面5米;
  • 当安装在巨石上时,扭矩和能力的可预测性降低了, 在这种情况下,需要进行负载测试;
  • 螺旋桩承包商的道德规范对其施工性能有很大的影响, 他们的经验, 技术知识/工程背景和使用的设备;
  • 与其他桩相比,螺旋桩具有较小的桩身,从而降低了对横向和/或弯曲力的阻力(这可以通过包括桩帽在内的各种策略来克服, 近地表大型竖井, 格栅或受压的抗拔桩);
  • 当桩必须通过非常密集的层安装,以达到所需的安装深度, 螺旋桩可能需要建造得更坚固,以抵抗安装扭矩或可能需要预钻;
  • 螺旋桩不能穿透基岩;
  • Require quality mill grade 钢 and certified welds; and
  • 其他缺点与替代桩选择取决于一系列因素,如钢材的可用性, 熟悉当地工程师或建筑权威对螺旋桩的了解, 等.

螺旋桩概述

 

螺旋桩的通用性与健全的工程原则相结合,意味着螺旋桩是任何设计工程师的箭筒. 螺旋桩正以指数级的速度增长,因为在一般工程社区中螺旋桩的信心. 螺旋桩具有近两个世纪的工程历史,具有良好的性能记录, 然而,螺旋桩的通用准则是可用的,但缺乏执行方面. 重要的是选择一个坚固的螺旋桩队(安装承包商), 专业工程师, 和信誉良好的制造商),以确保所有的优势螺旋桩将提供给您的项目.

希望这能给你一个关于螺旋桩的好主意. 如果你有任何问题关于使用螺旋桩在你的下一个项目, 请在下方留言,十大老品牌网赌大全很乐意帮助你!

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这篇文章由Stan Higgins提交 VersaPile公司. -螺旋桩承包商.

stan@versapile.com .793.0653 .855.4.打桩(474.5464)


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