根植桩简介PPT课件

1、1n 软土地基中桩周侧阻力发挥不完全n 软土地基中竖向抗压荷载下桩身强度不能充分发挥 以PHC600（130）桩为例：桩身竖向承载力设计值可达4824kN 但一般设计时通常在2200-2800kN左右n 抗水平荷载能力不足（地震，动荷载） 开挖施工不当时易发生桩身倾斜，造成对桩身的损害n 抗拔桩使用时有顾虑 焊接施工不当及桩头结构处理不当时，产生抗拔承载力无法满足要求。n 变形性能不够高，易脆性破坏 现有预制现有预制桩桩开发背景开发背景第2页/共42页第1页/共42页2n 挤土，施工对周围设施（地下构造物、管线）有影响n 产生噪声和空气污染n 穿透各种夹层时有难度n 施工不当时易对桩身造成宏观

2、或微观的损害n 桩顶标高难以控制，而截桩不当易造成桩头破坏或桩身预应力的变化现有预制桩施工法现有预制桩施工法 锤击沉桩 静压沉桩为主开发背景开发背景现有灌注桩施工法现有灌注桩施工法n 泥浆排放成为社会问题n 缩颈，桩底沉渣等时有发生，桩身质量波动大不够稳定n 桩顶标高易发生参差不齐现象，开挖施工时难度大n 现场难以保持整洁n 施工速度慢，效率低n 单方混凝土换算承载力仅为PHC桩30至40%，有限资源利用不充分。第3页/共42页第2页/共42页3开发背景开发背景国内外调查 日本： 管桩产品 PHC PHC+竹节桩 PRC SC 施工法 锤击沉桩 日本2008年预制桩施工工法比例予钻孔扩底固化工

3、法中掘扩底固化工法台湾地区，韩国等采用植入法施工预制管桩第4页/共42页第3页/共42页4预应力高性能混凝土扩径竹节桩（简称扩径竹节桩）代号：PHDCPHDCn 通过桩与周边的咬合，提高桩身侧阻力通过桩与周边的咬合，提高桩身侧阻力n 通过下端扩头，改善桩端阻力特性通过下端扩头，改善桩端阻力特性 n 用于桩基下节用于桩基下节、中节或中段（中节或中段（2-32-3节）节）浙东预制高性能混凝土桩专利产浙东预制高性能混凝土桩专利产品品第5页/共42页第4页/共42页5复合配筋预应力高承载混凝土桩复合配筋预应力高承载混凝土桩代号：代号：PRHCPRHCn 预应力钢筋 + 非预应力钢筋n 密集配置螺旋钢筋

4、n 用于水平荷载要求高桩基的上节桩n 可部分代替钢管桩 参照日本的相关资料，与浙江大学等单位合作进行PRHC桩的研究与试验PHCPRHC第6页/共42页第5页/共42页6扩底扩底注浆注浆植桩植桩钻孔钻孔施工过程施工过程静钻根植工法介绍静钻根植工法介绍第7页/共42页第6页/共42页7n 无震动，无震动，低低噪声噪声n 成桩质量好，单桩承载力高成桩质量好，单桩承载力高n 泥浆排放少泥浆排放少n 具有良好的社会效益和推广价值具有良好的社会效益和推广价值特点特点n利用根植桩组合的新型桩基工法利用根植桩组合的新型桩基工法 n钻孔钻孔深层搅拌深层搅拌扩底扩底预制桩身预制桩身n适应桩适应桩径径：5 500

5、001 12 200mm00mm、最大、最大入土深度：入土深度：8 80 0第8页/共42页第7页/共42页8 施工准备施工准备n钻杆垂直度监控（桩机仪表及经纬仪）钻杆垂直度监控（桩机仪表及经纬仪）n钻头扩大翼尺寸确认钻头扩大翼尺寸确认主要工艺流程主要工艺流程第9页/共42页第8页/共42页9n钻杆垂直度、平面位置监控钻杆垂直度、平面位置监控n钻孔速度控制钻孔速度控制n钻机电流监控钻机电流监控n用水（水和膨润土混合液）量监控用水（水和膨润土混合液）量监控 钻钻 孔孔第10页/共42页第9页/共42页10n钻孔速度保持一致钻孔速度保持一致n监测电流负荷变化监测电流负荷变化 桩端持力层确认桩端持力

6、层确认第11页/共42页第10页/共42页11钻机操作手监控画面n积分电流积分电流变化变化情况情况与静力触与静力触探变化趋向相探变化趋向相似似第12页/共42页第11页/共42页12n逐次完成逐次完成n进行修孔进行修孔n扩孔情况监测扩孔情况监测 扩底扩底第13页/共42页第12页/共42页13 根植桩节外径根植桩节外径D D(mm)(mm)钻孔直径钻孔直径d d2 2 (mm)(mm)最大扩底直径最大扩底直径D D1 1(mm)(mm)PHDC650-5007501125PHDC800-6009001350PHDC1000-8001100 1650PHDC1200-100013001950钻孔

7、孔径及扩底直径表钻孔孔径及扩底直径表 静钻根植桩工法规格静钻根植桩工法规格 第14页/共42页第13页/共42页14n水灰比控制（水灰比控制（0.6）n注入量控制注入量控制n注入部位控制注入部位控制n均匀性控制均匀性控制 桩端水泥浆桩端水泥浆第15页/共42页第14页/共42页15 桩周水泥浆桩周水泥浆n水灰比控制水灰比控制n注入量控制注入量控制n注入部位控制注入部位控制n均匀性控制均匀性控制第16页/共42页第15页/共42页16 根据地质情况选择桩端水泥浆配合比n 按持力层标贯击数（N值），水灰比控制 在0.6-0.9之间。n 桩端水泥浆注入高度2.0mn 桩端水泥浆注入量为注入高度部分的

8、全体积桩端水泥浆桩端水泥浆根据地质情况选择桩周水泥浆的配合比及注入量n 水灰比控制在1.0-1.5之间n 水泥浆与土的比例在30%-50%之间 桩周水泥浆桩周水泥浆水泥浆注入概要水泥浆注入概要图集中规定水灰比为1.0图集中规定水灰比为0.6第17页/共42页第16页/共42页17n保证焊接质量保证焊接质量n提高施工效率提高施工效率 预拼装施工工艺预拼装施工工艺第18页/共42页第17页/共42页18 机械接头第19页/共42页第18页/共42页19连接方法示意第20页/共42页第19页/共42页20操作方法示意218.5mm第21页/共42页第20页/共42页21n平面位置控制平面位置控制n垂

9、直度控制垂直度控制n沉桩速度控制沉桩速度控制植桩植桩第22页/共42页第21页/共42页22 部位组合一组合二上节PHCPRHC中段PHDC或PHC或PHDC+PHC PRHC或PHC或PHDC+PHC下节PHDCPHDC 桩型组合桩型组合 桩节组合 PHDC桩 + PRHC桩 或 PHC桩 1）改善桩身上部的抗水平，抗拔承载力 2）根据地质条件，选择合适的桩型增加侧阻力及桩端阻力第23页/共42页第22页/共42页23n标高控制标高控制n平面位移控制平面位移控制送桩送桩 第24页/共42页第23页/共42页24n 单轴钻机单轴钻机 150HP150HP 钻头带可控扩头装置钻头带可控扩头装置n

10、 桩架桩架 全液压履带桩架全液压履带桩架n 吊车吊车 50-120t50-120tn 挖掘机挖掘机n 净浆系统净浆系统 20m20m3 3/h/h主要施工设备主要施工设备第25页/共42页第24页/共42页25n输出扭矩输出扭矩n钻头扩底形式钻头扩底形式n数据监控内容数据监控内容n钻杆要求钻杆要求n安全性能安全性能n行走方式行走方式n监控功能监控功能 单轴钻机要求单轴钻机要求 桩架要求桩架要求 第26页/共42页第25页/共42页26 施工质量控制手段施工质量控制手段钻机电流检测钻机电流检测流量检测装置流量检测装置第27页/共42页第26页/共42页27施工质量控制手段施工质量控制手段钻机荷载

11、测定装置钻机荷载测定装置桩架钻杆垂直度测定装置桩架钻杆垂直度测定装置第28页/共42页第27页/共42页28 n钻孔深度钻孔深度n钻孔速度钻孔速度n钻机电流钻机电流n钻孔用水量钻孔用水量n水泥浆注入量水泥浆注入量 桩端部分桩端部分 桩周部分桩周部分扩底操作监控与记录扩底操作监控与记录 施工过程控制与记录施工过程控制与记录施工管理装置画面记录结果施工管理装置施工管理装置第29页/共42页第28页/共42页29 施工管理装置记录结果施工管理装置记录结果钻孔深度记录钻孔深度记录扩底记录扩底记录钻孔用水记录钻孔用水记录桩端注浆记录桩端注浆记录桩周注浆记录桩周注浆记录流量（x10升）第30页/共42页第

12、29页/共42页30工程内容工程内容控制项目控制项目钻孔搅拌钻孔搅拌桩心桩心桩架垂直度桩架垂直度钻孔深度钻孔深度钻孔速度钻孔速度桩周水泥浆桩周水泥浆水泥量水泥量用水量用水量比重比重桩端扩底处理桩端扩底处理持力层钻孔持力层钻孔持力层确认持力层确认钻孔深度确认钻孔深度确认端部扩底确认端部扩底确认桩端水泥浆桩端水泥浆水泥量确认水泥量确认用水量确认用水量确认抗压强度抗压强度植桩植桩桩植入精度桩植入精度焊接或环向锁紧卡箍连接焊接或环向锁紧卡箍连接桩平面位置确定桩平面位置确定桩心位置校正桩心位置校正主要施工质量控制项目主要施工质量控制项目第31页/共42页第30页/共42页31 根植桩单桩竖向抗压承载力计

13、算根植桩单桩竖向抗压承载力计算根据建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 第5.3.5条，当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，参照国外同类规范的规定，初步建议按下式计算 ppkisikipkskukAqlquQQQsikq桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，可按照混凝土预制桩极限侧阻力标准值取值pkq极限端阻力标准值，可按照混凝土预制桩极限端阻力标准值的二分之一取值 iu桩身周长（PHDC桩按节外径取值，其他类型桩按桩外径取值） pA桩端扩底部投影面积。 第32页/共42页第31页/共42页32 根植桩工法与现有预制桩施工工法相比根植桩工法与现有预制桩施工工

14、法相比1. 单桩抗压承载力高，桩身混凝土强度得到充分发挥2. 桩身抗拔性能得到大幅提高（可用环向锁紧卡箍机械连接）3. 桩身抗水平承载力大幅提高4. 无挤土，施工对周围设施无影响5. 无噪声和空气污染6. 可穿过各种夹层，适应桩端持力层变化较大的地质条件；7. 不会对桩身造成因沉桩而产生宏观或微观的损害8. 桩顶标高可控，可避免因截桩而造成桩头破坏或桩身预压应力的变化9. 桩身，特别是桩身接头部分受桩身内外水泥土的保护，长期耐久性可靠10.桩身完整性更加可靠第33页/共42页第32页/共42页33 根植桩工法与现有灌注桩施工工法相比根植桩工法与现有灌注桩施工工法相比1. 工厂化规模生产，混凝土

15、强度可达到C80C100,桩身质量稳定2. 技术先进，成桩过程全自动监控，施工质量可靠3. 无需现场浇注混凝土，不会出现缩颈现象4. 桩底无沉渣，确保端阻力满足设计要求5. 同承载力条件下泥浆排放量可减少70%，社会效果明显6. 台班施工速度快45倍7. 单方混凝土承载力高23倍，资源得以充分利用8. 桩顶标高可控，便于机械开挖施工9. 文明施工，现场整洁，无需现场加工钢筋等 10.成桩垂直度控制好，完整性更加可靠第34页/共42页第33页/共42页341. 持力层确认时的注意点持力层确认时的注意点1) 在勘探孔附近通过试桩确认地质勘察报告的在勘探孔附近通过试桩确认地质勘察报告的符合程度，掌握

16、持力层附近积分电流变化情况，符合程度，掌握持力层附近积分电流变化情况，为工程桩的施工积累参考数据；为工程桩的施工积累参考数据；2)钻机钻至持力层附近时，根据附着在钻杆上的钻机钻至持力层附近时，根据附着在钻杆上的泥土状况与地质勘测报告进行对比，确认持力泥土状况与地质勘测报告进行对比，确认持力层。层。 常见问题常见问题第35页/共42页第34页/共42页352 中间有卵石等夹层时的对策中间有卵石等夹层时的对策1）在成孔时，添加膨润土，有必要时，添加增）在成孔时，添加膨润土，有必要时，添加增凝剂；凝剂；2）钻头穿过此夹层后，反转提升钻头，利用钻）钻头穿过此夹层后，反转提升钻头，利用钻头附着下部的土体

17、挤密桩周，起到护壁效果；头附着下部的土体挤密桩周，起到护壁效果；第36页/共42页第35页/共42页363 地层中混有混凝土块、孤石时对策地层中混有混凝土块、孤石时对策1）粒径小于）粒径小于200mm的，可以按常规方法施工的，可以按常规方法施工;2）粒径大于）粒径大于200mm的，表层的，表层5m以内的用挖机以内的用挖机清除，超过清除，超过5m的，通过引孔或其它方式清除。的，通过引孔或其它方式清除。第37页/共42页第36页/共42页374 强酸性土层中的耐久性强酸性土层中的耐久性1）PH值大于值大于4时，由于根植桩采用的是离心成时，由于根植桩采用的是离心成型的高强混凝土预制桩，桩身混凝土密实

18、，且型的高强混凝土预制桩，桩身混凝土密实，且外部包裹有水泥土，自身能够抵御其侵蚀；外部包裹有水泥土，自身能够抵御其侵蚀；2） PH值小于值小于4时，可增大桩周水泥浆中的水泥时，可增大桩周水泥浆中的水泥含量，以水泥的碱性来消减土层中的酸性，从含量，以水泥的碱性来消减土层中的酸性，从而增强桩的耐久性。而增强桩的耐久性。第38页/共42页第37页/共42页385、根植桩本质也是管桩，在浙江省管桩图集中管桩没有做抗拔桩的具体节点，抗拔桩也基本不考虑用管桩，根植桩为什么可以做抗拔桩？回答：1）施工工艺不同 管桩依靠锤击或者静压施工等传统工艺施工，不同程度对管桩强度造成一定程度损失。根植桩的施工工艺对桩材

19、无任何损伤，材料强度没有损失。2）受力机理不同 管桩桩身光滑，桩周直径和周围土体接触，摩擦力来源于桩和桩周土体的摩擦力。根植桩桩身带有竹节，桩周围是水泥土，水泥土强度高于桩周原土使得周周摩擦力大于传统的管桩摩擦力。另外由于桩底扩底，增加了桩的抗拔性能。3）桩材构造不同 普通管桩钢筋是预应力钢筋，根植桩可以采用复合配筋桩，增加了非预应力钢筋，使桩的抗拔性能大幅度提高，另外可曾设锚固筋，增强法兰盘与桩身的连接。4）节点构造不同 传统管桩 采用焊接接桩，施工单位往往为了抢进度保证不了焊接冷却时间，造成焊接质量达不到规范要求，而根植桩采用的是预埋孔接桩工艺，保证足够的冷却时间。另外可以根据工程需要采用机械连接，保证节点强度。第39页/共42页第38页/共42页396 根植桩承载力提高机理是什么？根植桩承载力提高机理是什么？1) 根植桩桩周是水泥土，水泥土强度高于桩周原土体的强度，根植桩桩周是水泥土，水泥土强度高于桩周原土体的强度，另外由于水泥浆向桩周土体的渗透，提高了桩周土体的强度，另外由于水泥浆向桩周土体的渗透，提高了桩周土体的强度，使得侧摩擦力增加。使得侧摩擦力增加。2)根植桩通过扩底，扩底直