桩基础新技术介绍训讲义PPT（2019年）

桩基础新技术术介绍北京市建筑工工程研究院沈保汉教教授级高工工10/27/2022北京市建筑工工程研究院目录录1.DX多节挤扩灌注注桩2.钻孔压灌超流流态混凝土桩桩3.螺纹桩的来源源与发展10/27/2022北京市建筑工工程研究院DX挤扩装置和DX桩发明人贺德新高级工程师中国专利1998年5月，2001年12月美国专利2001年4月日本专利公告告2004年8月1.1引言1DX多节挤扩灌注注桩10/27/2022北京市建筑工工程研究院1DX多节挤扩灌注注桩10/27/2022北京市建筑工工程研究院DX桩应用技术推推广证书1DX多节挤扩灌注注桩10/27/2022北京市建筑工工程研究院建设部调整更更新建筑业10项新技术建筑业10项新技术（修修订稿）1.地基基础和地地下空间工程程技术1.1桩基新技术1.1.2挤扩灌注桩技技术1DX多节挤扩灌注注桩10/27/2022北京市建筑工工程研究院10/27/2022北京市建筑工工程研究院桩身承力岔承力盘桩根1.2DX桩

的

结构构变截面桩桩足尺观摩工艺艺DX桩1DX多节挤扩灌注注桩10/27/2022北京市市建筑筑工程程研究究院1.3DX桩施工程程序动动态演演示1DX多节挤挤扩灌灌注桩桩10/27/2022北京市建筑工工程研究院1.4.1钻孔机械按不同成直孔孔工艺采用潜潜水钻机、正正循环钻机、、冲击钻机、、钻斗钻机（（旋挖钻机））、螺旋钻机机、全套管贝贝诺特钻机等等。1.4.2DX挤扩装置DX挤扩系统由挤挤扩装置、联联接器、接长长杆、液压控控制系统及液液压步履系统统组成。DX挤扩装置由双液压油缸双双活塞杆、三三岔挤扩臂、、液压操控台台等组成。DX挤扩装置示意意图1.4DX桩施工机械与与设备1DX多节挤扩灌注注桩10/27/2022北京市建筑工工程研究院DX挤扩装置库场场拍摄1DX多节挤扩灌注注桩10/27/2022北京市建筑工工程研究院天津市建委领领导及专家亲亲临现场考察察1DX多节挤扩灌注注桩10/27/2022北京市建筑工工程研究院施工现场观摩摩设备起吊拍拍摄1DX多节挤扩灌注注桩10/27/2022北京市建筑工工程研究院干作业挤扩腔腔拍摄DX钻扩清一体化化机1DX多节挤扩灌注注桩10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院设备型号DX-400DX-500DX-600DX-800适应挤扩的直孔直径（mm）450-600500-700600-800800-1200弓压臂收回最小尺寸（mm）380450580780弓压臂挤扩最大尺寸（mm）1080120015502000承力盘设计直径（mm）1000110014001800弓压臂宽度（mm）130-160180-200200-240250-280挤扩最大尺寸时两臂夹角（°）70707070液压系统额定工作压力（MPa）25252525油缸公称输出压力（kN）1256125622003200油泵流量（L/min）25256363电机功率（kW）18.518.537371.5DX挤扩装置主主要技术参参数1DX多节挤扩灌灌注桩10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院1.6DX挤扩装置特特性双缸双向水水平挤压：：对土体扰扰动小，沉沉渣少装置性能可可靠：挤扩扩臂回位顺顺利挤扩臂外表表面呈弧形形：挤扩后后腔壁成““小屋脊””形，起土土拱作用而而不塌陷等角度的三三对挤扩臂臂：受力稳稳定，挤扩扩腔与桩身身轴心对中1DX多节挤扩灌灌注桩10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院1.7DX桩的优点单桩竖向抗压压承载力高高，抗拔能能力强；节约成本，，降低造价价；挤扩效率高高，缩短工工期；沉降变形小小，且均匀匀；成桩差异性性小；成孔成桩工工艺适用范范围较广；；低噪声，低低振动，符符合环保。。1DX多节挤扩灌灌注桩10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院1.8DX桩承载机理理-1多层端阻及及多段侧阻阻的共同作作用视土层分布布特性，可可将多个承承力盘设置置在不同深深度的承载载力较高的的土层中，，多级挤扩扩形成承力力盘多层承承载，以获获得较高的的盘端阻力力。1DX多节挤扩灌灌注桩10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院1.8DX桩承载机理理-2承力盘腔的的施工过程程可控（压压力）每个承力盘盘腔的首次次挤扩压力力值可反映映出该地层层的软硬程程度，从而而可有效地地控制盘（（岔）持力力层位置，，保证单桩桩承载力能能充分满足足设计要求求，这种调调控性能是是DX桩成孔工艺艺的突出特特点。1DX多节挤扩灌灌注桩10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院挤扩工序过过程的质量量检查挤扩灌注桩桩专用盘径径检测器检检验方法是是目前一种种适宜的机机械测孔法法，其结构构简单，操操作合理、、可靠。1DX多节挤扩灌灌注桩10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院1.9DX桩2岔3盘承承载机理示示例Qu=ΣQsu+ΣQbu+ΣQBu+QpuΣQsu=ΣQsui,（i=1～8）ΣQbu=Qb1u+Qb2uΣQBu=QB1u+QB2u+QB3uΣQsu——总极限侧摩摩阻力ΣQBu——总盘端极限限阻力ΣQbu——总岔端极限限阻力Qpu——桩端极限阻阻力1DX多节挤扩灌灌注桩10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院承力岔的作作用作为承受竖竖向承载力力的补充；；增加桩的整整体刚度；；在桩身上部部的较硬土土层中设置置承力岔以以增加对水平荷载载的抗力；；当某些地层层设承力盘盘可能引起起塌孔时，，如改设承力岔，，因挤扩次次数大为减减少而能保保证承力岔腔体稳稳定而不坍坍塌。1DX多节挤扩灌灌注桩10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院承力盘（岔岔）应设置置在可塑～硬塑粘粘性土、或稍密～密实实状态（N＜40）的粉土和砂砂土中；可设置在密密实状态（（N≥40）的粉土和砂砂土、或中中密～密实实状态卵砾石层层的上层面面上；底承力盘可可设置在强强风化岩或或残积土层层的上层面面上；对于粘性土土、粉土和和砂土交互互土层更为为适合。1.10DX桩承力盘（（岔）适用用土层1DX多节挤扩灌灌注桩10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院钻成孔，，进行第一次清孔；将DX挤扩装置置放入孔孔中；按设计位位置挤扩扩岔盘型型腔；检测盘腔腔尺寸；；进行第二二次清孔；将钢筋笼笼放入孔孔中；放入导管管；进行第三次清孔；浇注混凝凝土，拔拔出导管管；拔出护筒筒，成桩桩。1.11泥浆护壁壁成孔工工艺DX桩施工程程序DX桩施工程程序示意意图1DX多节挤扩扩灌注桩桩10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院正施循循工环环质钻钻量成成管孔孔理DX流

桩程程

图1DX多节挤扩扩灌注桩桩10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院DX桩的应用用DX桩已在全全国10余省市10多个地区区得到推广广应用DX桩技术被被国家建建设部列列为2004年科技成成果推广广项目中阔公司司已成功功完成了了50多个桩基工程程项目，，山东中中阔完成成20多个。1DX多节挤扩扩灌注桩桩10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院试桩地点试桩号

桩身直径(mm)

盘公称直径(mm)

盘数

桩长(mm)桩侧土层

盘土层

Qu(kN)

Qu/V(kN)/m3

唐山王滩

HTW1HTW2

HTW3HTW4HTW5

7007007007007001500150015001500150022111343421.521.521.5粉细砂、粉质粘土、粉砂、粉细砂

粉细砂1120011000480056005400797782548639616邹平长山

SZC1SZC2

SZC3SZC4SZC5

800800650650650//150015001500直孔桩直孔桩22223.6023.5023.5022.2023.20粉质粘土、粉土、粉质粘土、粉土

粉土38503850535055005600325326605653639王滩、长长山发电电厂DX桩基试桩桩汇总1DX多节挤扩扩灌注桩桩10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院济南部部分DX桩（短短桩））工程程试桩桩汇总总地点桩号桩径(mm)桩长(m)盘径(mm)岔/盘数岔盘土层Qu(kN)Qu/V(kN/m3)Ra(kN)Sa(mm)济南sjs1-165011.5815001/1岔(粉质粘土)盘(强风化岩)5712127528567.91sjs1-265011.8815001/15550121227754.90sjs1-350013.0810501/13100111115503.50济南sjs6-25009.6010501/1岔(粉质粘土)盘(强风化岩)3650173818252.36sjs6-365011.9015001/18550186342758.70济南sjwl165011.8015001/2岔(粉质粘土)盘(粉土、卵石)6500103732505.10sjwl265010.4015001/28000137740008.43sjwl365010.9015001/27500125437506.901DX多节挤挤扩灌灌注桩桩10/27/2022北京市市建筑筑工程程研究究院（1）大唐唐王滩滩发电电厂DX桩基概概况工程地地点：：河北北省唐唐山市市京唐唐港开开发区区装机构构成：：2×600MW分部桩桩基：：主厂厂房、、锅炉炉、汽汽轮机机、集集控楼楼、烟烟囱、、电除尘尘间桩径：700mm桩长：21.5m、34m盘径：1500mm盘数：：21.5m（1盘）、、34m（2盘）桩数：：1141根极限承承载力力预估估值：：21.5m：4000kN；34m：8000-9000kN1DX多节挤挤扩灌灌注桩桩10/27/2022北京市市建筑筑工程程研究究院地层岩岩性及及状态态层号岩性状态Ⅰ粉土、淤泥高压缩性、软塑Ⅱ粉细砂稍密～中密，低压缩性Ⅲ粉质粘土软～可塑，高压缩性Ⅳ粉细砂、中砂中密～密实，中～低压缩性Ⅴ粉土、粉质粘土中密～密实、可塑～硬塑1DX多节挤挤扩灌灌注桩桩10/27/2022北京市市建筑筑工程程研究究院承力盘盘设置置土层层Ⅳ层：粉细砂砂、中中砂，，中密～密密实，，中～～低压缩性性，N≥3025m-29m-30m-38m34m1DX多节挤挤扩灌灌注桩桩10/27/2022北京市市建筑筑工程程研究究院单桩竖竖向极极限承承载力力试验验结果果试桩号荷载(kN)沉降(mm)实测单桩竖向极限承载力（KN）S11040044.009000S21100054.54S3480051.894700S4560050.48S5540050.801DX多节挤挤扩灌灌注桩桩10/27/2022北京市市建筑筑工程程研究究院王滩电电厂工工程造造价效效益比比估算内容直孔灌注桩DX挤扩桩单桩竖向承载力特征值（kN）25003900桩数（根）17801141单桩混凝土量（m3）12.1712.87混凝土总方量（m3）2166214685单方造价（元/m3）10651285总造价（万元）23071887单方提供承载力(kN/m3)205303减少桩数（根）639节约造价（万元）420节约率（%）18.21DX多节挤挤扩灌灌注桩桩10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院实例1：河北大唐王王滩发电厂厂（2×600MW）电厂应用实实例1DX多节挤扩灌灌注桩10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院实例2：山东高唐发发电厂（2×25MW）实例3：山东长山发发电厂（2×25MW）电厂应用实实例1DX多节挤扩灌灌注桩10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院实例4：国华黄骅发发电厂（2×600MW）电厂应用用实例1DX多节挤扩扩灌注桩桩10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院应用证明明1DX多节挤扩扩灌注桩桩10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院1.14结论-11DX多节挤扩扩灌注桩桩DX挤扩装置置和DX桩是对支支盘挤扩扩机和支支盘桩的的扬弃，，前者是是在后者者的基础础上进行行了多方方位的实实质性改改进，明明显地改改善了挤挤扩成型型的效果果。10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院1.14结论-21DX多节挤扩扩灌注桩桩DX桩是在钻钻孔灌注注桩基础础上发展展起来的的一种变变截面的的新桩型型，由于于其多个个承力岔岔和承力力盘的作作用能承承受较大大的荷载载，故能能充分发发挥扩径径体周边边土体的的承载性性能。10/27/2022北京市建筑工工程研究院1.14结论-3DX桩与等直径钻钻孔灌注桩相相比，可节约约原材料有效效地降低工程程造价，缩短短工期，具有有显著的技术术经济效益，，是一种值得得推广应用的的新桩型。1DX多节挤扩灌注注桩10/27/2022北京市建筑工工程研究院2钻孔压灌超流流态混凝土桩桩超流态混凝土土灌注桩，是一种新型型的桩基施工工手段，于1995年7月29日由中国专利利局授予发明明专利权，专专利号：ZL93120168.3。黑龙江省于1999年4月1日引进了该项项专利技术。。2.1工艺介绍10/27/2022北京市建筑工工程研究院2钻孔压灌超流流态混凝土桩桩黑龙江省于2003年7月1日颁布了地方方标准。10/27/2022北京市建筑工工程研究院2钻孔压灌超流流态混凝土桩桩用长螺旋钻机机钻至涉及深深度；在提钻钻的同时，通通过设在钻杆杆内的芯管或或直接由钻杆杆内腔经钻头头上的喷嘴向向孔底灌注一一定数量的水水泥浆；边提提钻边用混凝凝土泵压人超超流态混凝土土至设计略高高于没有塌孔孔危险的位置置；提出钻杆杆向孔内放入入钢筋笼至桩桩顶设计标高高；最后把超超流态混凝土土压灌至桩顶顶设计标高。。2.2基本原理10/27/2022北京市建筑工工程研究院2钻孔压灌超流流态混凝土桩桩2.3DX桩施工程序动态态演示10/27/2022北京市建筑工工程研究院2钻孔压灌超流流态混凝土桩桩适用于填土层层、粘性土层层、淤泥土层层、粉土层、、砂土层及卵卵石层（粒径径小于150mm、卵石含量30%~40%）等，采用特特殊钻头也可可进入强、中中风化岩层。。采用过长螺旋旋钻机成孔时时，该桩的直直径为400、500、600、800mm，常用桩径为600mm，桩长最大可达达32m。2.4适用范围10/27/2022北京市建筑工工程研究院2.5.1优点1）桩身强度高，，适应性强，，应用广泛；；不受地下水水位的限制；；2）不易产生断桩桩、缩径、塌塌孔等质量问问题，桩体质质量好；3）在施工过程中中桩端土及虚虚土经水泥浆浆渗透、挤密密、固结；桩桩周土经水泥泥浆填充、渗渗透、挤密及及超流态混凝凝土的侧向挤挤压，提高了了桩端阻力和和庄侧摩阻力力，从而大大大提高单桩承承载力；4）经多种外加剂剂配制成的超超流态混凝土土具有摩擦系系数低、流动动性好、抗分分散性好、细细石能在混凝凝土中悬浮而而不下沉、钢钢筋笼放入容容易、施工方方便；2钻孔压灌超流流态混凝土桩桩2.5优缺点10/27/2022北京市建筑工工程研究院2.5.1优点5）低噪声、低振振动，不扰民民；6）施工中不需泥泥浆护壁、不不用排污、不不需降水、施施工现场文明明；7）螺旋钻机成孔孔混凝土及水水泥浆的拌和和与泵送等一一条龙施工，，效率高、速速度快，尤其其适合于大型型工程施工场场地作业，如如哈尔滨某工工地桩径600mm、桩长17m、1台班成桩17根；北京某工工地桩径400mm、桩长12m，1台班成桩30根。2钻孔压灌超流流态混凝土桩桩2.5优缺点10/27/2022北京市建筑工工程研究院2.5.2缺点1）成桩直径与深深度受目前国国产的长螺旋旋钻孔机设备备的限制，目目前最大直径径为800mm，最大深度为32m；2）设备种类多，，要求作业人人员技术水平平较高、配合合紧密，施工工管理较难。。2钻孔压灌超流流态混凝土桩桩2.5优缺点10/27/2022北京市建筑工工程研究院2.5.1长螺旋钻孔机机国产螺旋钻孔孔机经改装和和改造后均能能满足钻孔压压灌超流态混混凝土桩的施施工工艺要求求。2.5.2混凝土泵及输输送管道混凝土泵是该该桩施工的关关键设备。一一般选用泵压压小于7MPa的中压式柱塞塞泵。混凝土土泵型号选择择需考虑最大大理论排量、、实际最大排排量、最大混混凝土压力、、最大水平运运送距离、最最大竖向运送送高度和施工工进度等。输送管道的管管径应根据混混凝土排量、、泵送压力和和骨料最大粒粒径确定。此此外，还应避避免向下配管管的问题。2.5.3注浆泵及管理理系统注浆泵是该桩桩施工的必备备设备，以供供灌注水泥浆浆用。2.5.4混凝土搅拌机机搅拌超流态混混凝土。2钻孔压灌超流流态混凝土桩桩2.5施工机械与设设备10/27/2022北京市建筑工工程研究院2钻孔压灌超流流态混凝土桩桩2.6施工程序2.6.1钻孔机就位；；2.6.2钻至设计深度度后空钻清底底；2.6.3注水泥浆，注注入量为桩体体积的3%~10%；2.6.4边提升钻杆边边用混凝土泵泵经钻杆内腔腔向孔内压灌灌超流态混凝凝土；2.6.5提出钻杆，放放入钢筋笼；；2.6.6灌注超流态混混凝土至桩顶顶设计标高。。10/27/2022北京市建筑工工程研究院2钻孔压灌超流流态混凝土桩桩2.7施工特点2.7.1钻孔至设计深深度后，略提提起钻杆，而而后向孔底压压灌水泥浆，，其作用为：：1）水泥浆在压压力作用下可可渗透到桩端端砂土或碎卵卵石层中形成成扩大头，提提高桩端阻力力；2）与桩端虚土土发生物理化化学反应，使使其固化，提提高桩端阻力力；3）在进行下道道工序即压入入超流态混凝凝土时，混凝凝土沉入水泥泥浆下部，是是水泥浆沿孔孔壁上生，沿沿桩周土上渗渗扩散，致使使混凝土与周周围的土体紧紧密地固结成成一体，提高高桩侧摩阻力力。10/27/2022北京市建筑工工程研究院2钻孔压灌超流流态混凝土桩桩2.7.2超流态混凝凝土组成超流态混凝凝土的主要要材料如表表1所示，坍落落度为220~250mm，初凝时间控控制为8~18h。2.7.3超流态混凝凝土具有可可泵性及可可灌注性，，能用混凝凝土泵进行行混凝土管管道输送，，钢筋笼能能手工放入入、压入或或振入到已已灌注在桩桩孔的混凝凝土中。2.7施工特点10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院2钻孔压灌超超流态混凝凝土桩表1超流态混凝凝土的主要要材料材

料

名

称主

要

作

用普通硅酸水泥或硅酸水泥（标号325~625）混凝土的基本材料粒径为0.5~2.0cm的石子粗骨料，细石能提高混凝土强度，改善可灌性和减少下沉离析可能性中、粗砂（砂率0.45~0.50）细骨料萘系减水剂（SNF—6、NNO、UNF—4等）获得抗分散性，能在水中自落施工、自行流平、自动振密UWB—1型缓凝型絮凝剂除同萘系减水剂作用外，还能增大混凝土粘度，使石子在混凝土中悬浮而不下沉聚丙烯酰胺提高混凝土凝聚力、降低流体摩擦系数木质硫酸钙为减水剂，增加坍落度，提高和易性，缓凝粉煤灰提高可泵性，防止沁水、离析、堵塞、缓凝水（水灰比0.45~0.55）使水泥水化、胶凝，拌合物有流动性，硬化后获得强度注：木质硫硫酸钙在泵泵送前10min左右加入混混凝土拌合合料中，视视实际情况况也可不加加。10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院2钻孔压灌超超流态混凝凝土桩2.8专利的发展展延续截止到1999年，该专利利技术已在在全国40多个工程中中采用钻孔孔压灌超流流态混凝土土桩。主要采用该该方法的地地区：北京、山西西、河南、、河北山东、辽宁宁、吉林、、黑龙江等等黑龙江省1999年引进此专专利技术后后，先后施工了了近160余项工程。。10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院2钻孔压灌超超流态混凝凝土桩2.8专利的发展展延续螺旋钻杆中中心泵注砼砼、喷射注注浆扩底方方法10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院2.8专利的发展展延续2钻孔压灌超超流态混凝凝土桩超流态混凝土桩后续专利项目专利号螺旋钻杆中心泵注砼成桩、喷射注浆扩底方法,01106104.9螺旋钻机钻孔喷射注浆扩底方法01138939.7螺旋钻杆中心泵注砼及注浆扩底装置01211476.6注浆搅拌扩底钻杆中心泵注砼成桩方法及其装置03214051.7螺旋钻杆中心泵注砼成桩后插管注浆装置01241171.X手动夹紧式钢筋笼振动器02280785.3翻转式泵注砼灌注桩活门钻头02280786.1灌注桩混凝土挤扩孔装置及施工方法

0510009847.710/27/2022北京市建筑筑工程研究究院2钻孔压灌超超流态混凝凝土桩2.8专利的发展展延续10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院2钻孔压灌超超流态混凝凝土桩2.9代表工程1998年斯里兰卡卡锡兰石油油公司紧急急修复工程程采用该桩桩型共941根，桩径350mm和600mm两种，桩长长9.0~27.0m,单机单班成成桩15~17根。该工程程深受斯里里兰卡同行行赞赏，并并组织参观观。10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院2钻孔压灌超超流态混凝凝土桩2.9代表工程哈医大门诊诊保健大楼楼世贸滨江新新城一期一一区10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院2钻孔压灌超超流态混凝凝土桩2.9代表工程世贸滨江新新城一期四四区四栋高高层万达商业广广场10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院3螺纹桩的来来源与发展展3.1工艺介绍变截面灌注注桩于上世世纪五、六六十年代在在国外很多多国家被用用于黄土、、亚粘土、、粘土和砂砂土中。经经验表明：：变截面灌灌注桩与普普通直线型型灌注桩相相比，承载载力大为提提高，沉降降变形小，，经济成本本低，有着着显著的社社会效应。。八十年代初初国内出现现的扩孔桩桩及后来在在此基础上上出现的挤挤扩桩都在在北京、济南、武武汉等地成成功的应用用，经济效效益显著，，在设计、、施工、检检验、验收收等方面都都制定了相相应的规程程，得到了了地方政府府和有关单单位的认可可。10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院3螺纹桩的来来源与发展展3.1工艺介绍高强度钢纤纤维混凝土土全螺旋预预制桩是日日本首先发发明使用的的一种桩型型，它具有有刚度大，，强度高的的特点，采采用大扭距距桩机旋转转切削土体体钻进。日日本高强度度钢纤维全全螺纹预制制桩在桩身身材料方面面采用的是是高强度材材料，避免免了由于其其内径小而而引起的桩桩的刚度和和强度不够够的特点，，作为端承承摩擦桩，，挤土效应应明显。体体现了日本本在采用高高强度预制制桩，对在在刚度和强强度方面要要求高的灌灌注桩进行行替换的技技术上的成成熟。但是是其造价过过高，在我我国推广使使用有一定定难度。10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院3螺纹桩的来来源与发展展3.1工艺介绍10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院3螺纹桩的来来源与发展展3.1工艺介绍螺纹桩于2000年9月20日由中国专专利局授予予发明专利利权，专利利号：ZL96119602.5。黑龙江省于于2005年5月引进该项项专利技术术。10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院3螺纹桩的来来源与发展展3.1工艺介绍螺纹桩的技技术开发状状况：全螺旋灌注注桩简称““螺纹桩””又称““螺丝桩””“螺杆桩桩”、螺纹纹桩可适用用于一般粘粘性土、粉粉土、砂性性土等均匀匀或软硬交交互的土层层，以及黄黄土、膨胀胀土、残积积土、回填填土、强风风化岩等其其它可形成成桩孔的地地基土，且且地下水位位上下均可可进行施工工。螺纹桩桩一般可应应用于建（（构）筑物物抗压桩基基、抗拔桩桩基、基坑坑支护桩，，包括建筑筑物增层改改造桩基、、复合地基基处理以及及桥梁桩等等工程领域域。螺纹纹桩受力机机理明确，，竖向承载载能力高，，受荷变形形小，抗震震性能良好好，使结构构设计方案案优化；由由于其独特特的技术形形式，能有有效缩短工工期，节省省原材料30%-70%至使工程造造价大幅度度降低，改改良施工作作业环境，，降低劳动动强度，且且工程质量量稳定、结结构工作安安全度高。。10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院3螺纹桩的来来源与发展展3.1工艺介绍全螺纹灌注注桩简称螺纹桩桩，是指采采用带有自自控装置的的螺纹桩机机，特制的的螺纹钻杆杆，钻至设设计深度，，钻杆倒转转同步提升升安原轨迹迹退出，同同时通过钻钻杆中心，，向孔内泵泵送大流动动性混凝土土填充形成成的螺纹空空腔，在土土体中形成成从下到上上混凝土螺螺纹桩体。。半螺纹灌注注桩简称螺杆桩桩，是指采采用带有钻钻具与旋转转同步自控控装置的螺螺杆桩钻机机和特制的的螺杆钻杆杆钻进，呈呈螺旋状挤挤压土体，，钻至设计计深度，在在土体中形形成螺纹。。提钻过程程中，螺杆杆桩钻机反反旋转原轨轨迹转出。。同时自控控系统严格格控制，由由钻头处泵泵出高压细细石混凝土土，迅速填填充由于螺螺杆钻杆旋旋转提升所所产生的螺螺纹空间。。提到螺纹纹部分设计计高度时，，钻杆再次次正旋转或或直接提升升产生带圆圆柱空间，，同时管内内泵压浇灌灌混凝土至至桩顶设计计标高，即即灌注成螺螺杆桩。10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院3螺纹桩的来来源与发展展3.1工艺介绍“螺纹桩””同传统直直线型灌注注桩（简称称灌注桩））的关系如如同日常生生活中钉子子与螺丝钉钉之间的关关系。10/27/2022北京市建筑筑工程研究究院3螺纹桩的来来源与发展展3.2工艺流程1）螺纹桩钻钻机采用中中空带螺纹纹的螺纹钻钻杆下钻，，下钻过程程中钻机自自控系统严严格控制螺螺纹钻杆下下降速度和和旋转速度度，使二者者匹配，要要求螺纹钻钻杆旋转一一圈，钻杆杆下降一个个螺距，钻钻至设计深深度，在土土体中形成成螺纹。2）到达设计计深度后，，要求螺纹纹钻杆的转转速和提升升速度同下下降一样保保持同步和和匹配。与与此同时，，通过中空空钻杆高压压向孔内泵泵送大流动动性混凝土土或砂浆迅迅速填充形形成的螺纹纹空间。3）螺纹钻杆杆全部旋转转提升出地地面，泵送送混凝土全全部填充桩桩孔，形成成桩体。若若需配筋可可放置钢筋筋笼。4）半螺纹纹形成，，混凝土土泵送过过程中，，螺纹钻钻杆旋转转提升至至指定位位置后，，直接向向上正旋旋转拔出出钻杆，，形成桩桩下部带带有螺纹纹、上部部成为直直线型的的半螺纹纹桩。10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院3螺纹桩的的来源与与发展3.3承载机理理1）螺杆桩与与现有的的沉管灌灌注桩，，钻孔灌灌注桩相相比，由由于在泵泵送混凝凝土时，，管内压压力保持持在7MPa左右，远远大于桩桩头地下下水压力力和桩侧侧土压力力，可以以有效的的防止混混凝土的的离析，，对于底底部清淤淤和护壁壁，防止止塌孔，，缩颈，，断桩等等现象具具有显著著效果。。2）螺杆桩由由于采用用变截面面桩身，，在成孔孔过程中中对桩周周土起到到了挤密密加固的的作用，，有效的的提高了了承载力力；将应应力传递递给较深深的持力力层，有有效的减减小沉降降和差异异沉降，，抗拔能能力好。。3）螺杆桩由由于螺牙牙间由土土取代了了部分混混凝土，，可比普普通灌注注桩节省省水泥，，降低工工程造价价。桩身身钢筋可可根据荷荷载大小小与性质质及荷载载沿深度度的传递递特征，，以及土土层的变变化来配配置，配配筋率远远低于预预制桩。。4）螺杆桩可可穿过各各种软硬硬夹层，，将桩端端置于坚坚实土层层，扩大大桩底可可充分发发挥桩身身强度和和持力层层的承载载力。根根据土层层分布情情况和上上部建筑筑的荷载载分布还还可任意意变化桩桩长和桩桩径；对对于承受受侧向荷荷载的桩桩可设计计成有利利于提高高水平承承载力的的桩型。。10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院3螺纹桩的的来源与与发展全螺纹桩桩外观全螺纹成成孔灌注注桩10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院半螺纹成成孔灌注注桩3螺纹桩的的来源与与发展半螺纹桩桩外观10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院3螺纹桩的的来源与与发展3.4施工设备备履带式:(方圆集团团制造)规格：Ø300~500mm，长度28m10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院3螺纹桩的的来源与与发展3.4施工设备备步履式:(中铁工程程机械研研究院制制造)规格：Ø300~500mm，长度20m10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院3螺纹桩的的来源与与发展3.5施工过程程10/27/2022北京市建建筑工程程研究院院3.6.1螺纹桩利利用在通通常情况况下土层层上软下下硬的特特点，上上下分层层设置螺螺牙，将将普通摩摩擦桩改改进为变变截面的的多支点点摩擦端端承桩，，从而改改变了桩桩的受力力机理，，使桩身身的沉降降变形大大为减小小。对于于一些对对沉降变变形要求求很高的的建筑物物，螺纹纹桩有很很高的使使用价值值。3.6.2螺纹桩对对不同土土质有很很强的适适应性。。由于现现有的螺螺纹桩钻钻机成套套设备具具有机械械扭矩潜潜能大，，穿透力力强的特特点，对对于内陆陆平原地地区和沿沿海河口口的海陆陆交替层层下的硬硬塑粘性性土、密密实粉土土、粉细细砂层及及中粗砂砂层，包包括各种种陆相、、海相沉沉积或其其陆、海海相沉积积的互层层均适合合作为螺螺纹桩的的持力层层，并且且不受地地下水位位的影响响。3螺纹桩的来源源与发展3.6工艺特点10/27/2022北京市建筑工工程研究院3螺纹桩的来源源与发展3.6工艺特点3.6.3螺纹桩由于单单桩承载力较较高，同等条条件下与普通通直孔灌注桩桩相比可缩短短桩长，减少少桩径和减少少桩数。作为为大型建筑物物的基础时，，既可作为桩桩下单桩方案案以减少承台台工程量，又又可沿箱基墙墙下或筏基板板下布桩以减减少底板厚度度及配筋量。。减少了工程程造价，又方方便了施工。。3.6.4螺纹桩由于螺螺牙间由土取取代了部分混混凝土，达到到设计承载力力的同时，单单方混凝土的的承载力为同同等条件下普普通灌注桩的的2倍以上，材料料节约了15%~20%。3.6.5螺纹桩在施工工过程中是采采用桩机旋转转挤压土体钻钻进的，与打打入式预制桩桩相比，施工工噪音低、无无振动、对已已施工的桩无无影响；与普普通泥浆护壁壁成孔的灌注注桩相比，无无泥浆污染和和弃土问题；；与静压管桩桩相比，承载载力高于管桩桩1.2倍以上，造价价低于管桩10~30%。10/27/2022北京市建筑工工程研究院3螺纹桩的来源源与发展3.7工程实例一、工程概况况海口阳光·经典项目由10栋8层公寓楼和6栋2-3层豪华别墅群群组成。建筑筑物总占地面面积约为128亩，均采用筏筏板基础，公公寓基础埋深深为1米，上部设计计荷载（修正正后的地基承承载力特征值值）1－8栋为200KPa，9、10栋为160KPa；小别墅基础埋埋深为1米上部设计荷荷载（修正后后的地基承载载力特征值））为140Kpa。建筑物的绝对对沉降不大于于30mm。8号楼基底占地地面积为1683.54平方米。项目目位于海口市市滨海大道北北侧、万绿园园西侧。场地地原属海漫滩滩，现已被人人工填海，场场地地形中部部高，东北及及西南低洼。。3.7.1海南“阳光。。经典”项目目AAA智能小区10/27/2022北京市建筑工工程研究院二、地基岩土土性能3螺纹桩的来源源与发展3.7工程实例3.7.1海南“阳光。。经典”项目目AAA智能小区层数名称厚度压缩模量承载力极限摩阻力标准值极限端阻力标准值1人工填土0.9~5.8m

18kPa

2淤泥质粘土4.6~9m2.8MPa70kPa10kPa

3粘土0.4~6.1m3.71MPa170kPa65kPa

4粗砂0.4~7.2m10.58MPa190kPa46kPa

5粉质粘土最大12.2m5.6MPa180kPa50kPa500kPa6中砂最大8.6m12.88MPa190kPa70kPa1700kPa7粉质粘土最大15.7m6.08MPa190kPa76kPa900kPa8细砂最大4.3m7.67MPa200kPa60kPa1200kPa9粉质粘土最大10.3m5.75MPa200kPa76kPa900kPa10/27/2022北京市建筑工工程研究院3螺纹桩的来源源与发展3.7工程实例3.7.1海南“阳光。。经典”项目目AAA智能小区三、试桩结果果10/27/2022北京市建筑工工程研究院3螺纹桩的来源源与发展3.7工程实例10/27/2022北京市建筑工工程研究院3螺纹桩的来源源与发展3.7工程实例1）本工程在选选择刚性的长长桩时，选用用了螺纹桩。。该桩型主要要技术特征表表现为“上部为直线线型，下部为为螺丝型”，，因此更加符符合在荷载作作用下应力场场由上而下减减小的分布规规律。上部直直线型在软弱弱土层中施工工可保证桩身身质量，桩体体刚度好；下下部螺丝型桩桩体处理在较较好土层中，，受力特征变变为剪切作用用，可提高承承载力。螺丝丝部分可节省省砼，经济效效果明显。2）原设计的管管桩基础造价价为800万元，改为水水泥土搅拌桩桩与螺杆桩形形成的长短桩桩复合地基后后工程费用为为500万元，仅为原原方案的62%，取得了较好好的经济效益益。在软弱地地基处理中具具有技术优势势，值得其他他类似地基处处理工程借鉴鉴。四、结论10/27/2022北京市建筑工工程研究院3螺纹桩的来源源与发展3.7工程实例3.7.2海口市新外滩滩复兴城一、工程概况况工程地点位于于海口市滨海海大道（海口口市世纪大桥桥西侧）拟建建建筑物为五五栋3~5层综合楼。该该建筑物基础础采用三种桩桩型进行施工工，分别是螺螺纹桩、预应应力管桩和沉沉管灌注桩。。其中螺纹桩桩和预应力管管桩的桩长同同为26m。螺纹桩桩径为为450mm，单桩竖向承载载力设计值为为1500KN。预应力管桩桩桩径为400mm，单桩竖向承载载力设计值为为1250KN。10/27/2022北京市建筑工工程研究院3螺纹桩的来源源与发展3.7工程实例二、工程地质质条件1，杂填土：层层厚0.60~4.30m，褐灰，褐黄色色。qs=20kPa。2，素填土：埋深深1.80~5.90m，层厚0.50~3.40m，黄，灰色。Es=