二十種樁基礎(chǔ)工程新工法

1

一.概述

樁的歷史樁的廣泛用途樁的分類

2

樁基應(yīng)用廣泛近三個(gè)世紀(jì)尤為突出19世紀(jì)——

城市橋梁

20世紀(jì)——

摩天大樓

21世紀(jì)——

地下空間開發(fā)利用的新紀(jì)元

——

我國“十一五”科技支撐項(xiàng)目：《城市地下空間建設(shè)技術(shù)研究與工程示范》已近完成3

樁基礎(chǔ)應(yīng)用廣泛上海環(huán)球金融中心地下埋有2271根樁基，最長的約78米，重達(dá)17噸。所有樁基所用的鋼管總重量約為2萬噸，連起來的長度達(dá)到88.67公里。

云中漫步——492米上海環(huán)球金融中心

4樁基形式種類繁多（根據(jù)承載，支護(hù)的需要確定）一擠土樁1、打入樁（1）預(yù)制混凝土樁（2）灌注樁

1）打入套管不取出

2）塑性混凝土灌注樁（3）擴(kuò)底灌注樁

1）導(dǎo)管不取出

2）塑性混凝土灌注樁（4）灌注樁-夯擊干硬性混凝土，并形成擴(kuò)大頭（5）鋼樁

1）閉口鋼管樁

2）敞口帶土塞鋼管樁2螺旋樁

（1）取出導(dǎo)管

（2）不取出導(dǎo)管5二部分?jǐn)D土樁或低擾動(dòng)土樁

1打入樁（1）敞口鋼管樁（2）H型和板樁墻單元

2CFA樁-配有特殊護(hù)壁設(shè)備限制樁周土松弛（1）高壓灌注（2）套管灌注（3）大直徑小葉片鉆具三非擠土樁

1配有特殊護(hù)壁設(shè)備CFA樁

2套管護(hù)壁或泥漿護(hù)壁灌注樁6

二.樁基新工法大直徑旋挖與擴(kuò)底灌注樁長螺旋中心壓灌樁（中心壓灌+旋噴）長螺旋擠壓式灌注樁（灌注樁+螺紋樁）大直徑全套管灌注樁咬合樁CFG樁（復(fù)合地基）擠密碎石樁，振沖碎石樁（復(fù)合地基）預(yù)制樁，靜壓樁深層攪拌樁（雙軸）（復(fù)合地基與維幕）7

高壓旋噴樁，注漿加固復(fù)合載體夯擴(kuò)樁擠擴(kuò)支盤灌注樁靜壓沉管復(fù)合擴(kuò)底樁地下連續(xù)墻（墻與樁）三軸攪拌樁（SMW）TRD地下墻（切割加攪拌水泥土墻）水平旋噴超前排樁（水平管幕）土釘墻與樁錨支護(hù)8基礎(chǔ)托換與樁

（靜壓樁，微型鋼管樁，樹根樁，人工挖孔樁，鉆孔灌注樁）強(qiáng)夯置換隧道開挖與樁工9

大直徑旋挖灌注樁10（a）成孔（b）下放鋼筋籠及壓漿閥、壓漿導(dǎo)管（c）灌注樁身混凝土（d）實(shí)施后壓漿鋼筋籠壓漿閥注漿泵攪漿器注漿導(dǎo)管灌注樁后注漿工藝流程11

長螺旋擠壓式灌注樁12歐洲研制開發(fā)出長螺旋擠壓式灌注樁，如Vibex-Ⅲ型樁、Omega樁、VB型樁、TopDriveRigs樁及RHKE-K樁等。長螺旋擠壓式灌注樁分為部分?jǐn)D出土和全部擠出土兩種類型。13工藝特點(diǎn)：

1、鉆桿是空心的，其外徑為螺旋葉片外徑的65%～80%；

2、當(dāng)鉆進(jìn)至樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高后，可視需要通過鉆桿中空部內(nèi)向樁端部灌入一定量的干硬性混凝土,然后用落錘夯實(shí)形成擴(kuò)大頭;3、鋼筋籠可從鉆桿中空部吊入；

4、從鉆桿中空部灌入混凝土，邊灌注混凝土邊提起鉆桿直至成樁。14

螺桿樁

螺桿樁是一種“上部為圓柱型，下部為螺絲型”的組合式新型樁。1516

全套管鉆孔咬合樁17MZ全套管灌注樁施工法利用搖動(dòng)裝置的搖動(dòng)使鋼套管與土層間的摩阻力大大減少，邊搖動(dòng)邊壓入，同時(shí)利用沖抓斗挖掘取土，直至套管下到樁端持力層為止。挖掘完畢后立即進(jìn)行挖掘深度的測定，并確認(rèn)樁端持力層，然后清除虛土。成孔后將鋼筋籠放入，接著將導(dǎo)管豎立在鉆孔中心，最后灌注混凝土成樁。該工法實(shí)質(zhì)上是沖抓斗跟管鉆進(jìn)法。18

載體樁復(fù)合載體夯擴(kuò)樁19

載體樁成套技術(shù)載體樁（舊稱復(fù)合載體夯擴(kuò)樁）是指柱錘夯擊成孔，將護(hù)筒沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，柱錘擊出護(hù)筒底一定深度，分批向孔內(nèi)投入填充料和混凝土，用柱錘反復(fù)夯實(shí)、擠密，在樁端形成復(fù)合載體，然后放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土或放置預(yù)制樁身而形成的樁。20

三岔雙向擠擴(kuò)灌注樁21三岔雙向擠擴(kuò)灌注樁（又稱DX樁）是在預(yù)鉆（沖）孔內(nèi)，放入專用的三岔雙缸雙向液壓擠擴(kuò)裝置，按承載力要求和地層土質(zhì)條件在樁身適當(dāng)部位，經(jīng)多次擠擴(kuò)形成近似雙圓錐盤狀的上下對稱的擴(kuò)大腔，成腔后提出三岔雙缸雙向擠擴(kuò)裝置，放入鋼筋籠，灌注混凝土，制成由樁身、承力岔、承力盤和樁根共同承載的鋼筋混凝土灌注樁。

22擠擴(kuò)臂收回狀態(tài)擠擴(kuò)臂張開狀態(tài)油缸內(nèi)活塞桿三岔擠擴(kuò)臂外活塞桿23

靜壓沉管復(fù)合擴(kuò)底樁24靜壓沉管復(fù)合擴(kuò)底樁機(jī)由頂壓式液力靜壓樁機(jī)與靜壓沉管擴(kuò)底裝置組件組成。靜壓沉管復(fù)合擴(kuò)底樁機(jī)上安裝有壓入地下成樁孔的內(nèi)管、外管和拔外管機(jī)構(gòu)。目前良工樁基公司可生產(chǎn)120～600噸級的靜壓沉管復(fù)合擴(kuò)底樁機(jī)。25靜壓沉管復(fù)合擴(kuò)底樁26272829

地下連續(xù)墻30

超深SMW工法三軸水泥土地下連續(xù)墻工法31

隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展，特別是地下空間的開發(fā)利用，水泥土攪拌樁墻要滿足“深、快、強(qiáng)”的需要，截?cái)嗷虿糠纸財(cái)喑袎核畬优c深基坑的水力聯(lián)系，控制由于基坑降水而引起的地面過度沉降，確保深基坑和周邊環(huán)境的安全，即解決深基坑30m-60m承壓水層深度范圍和部分標(biāo)貫值在30擊以上緊密砂層施工水泥土攪拌樁的難題。超深SMW工法和TRD工法技術(shù)和裝備就成為首選。32

超深SMW工法分類

連續(xù)加接鉆桿施工

采用大功率三軸攪拌機(jī)動(dòng)力頭，可以連續(xù)接長的帶內(nèi)外六角接頭的鉆桿施工。適用于N值在30擊以下的土質(zhì)，如下圖所示，先連接加接鉆桿做第一單元

，然后再做第二單元。做

第三單元時(shí)，將其A軸和C

軸分別插入第一單元的C

軸和第二單元的A軸（完全搭接）依次類推直到形成連續(xù)的超深SMW工法水泥土地下連續(xù)墻體331.鉆掘預(yù)埋孔，放入加接鉆桿。2.進(jìn)行水泥土攪拌樁施工。3.攪拌下沉鉆桿，到第一組鉆桿結(jié)束。4.拆卸鉆桿，移動(dòng)樁機(jī)到加接鉆桿位置。超深SMW工法加接鉆桿施工順序345.連接加接鉆桿，提升加接鉆桿。6.移動(dòng)樁機(jī)，回到原樁位將加接鉆桿和第一組鉆桿連接起來。7.繼續(xù)攪拌下沉，重復(fù)步驟3、4、5、6直至到達(dá)設(shè)計(jì)樁深。35

復(fù)雜地層先鉆孔后造墻施工

適用于N值在30擊以上的非常緊密的土質(zhì)和N值在30擊以下，但混有Ф100mm以上砂礫的土質(zhì)。進(jìn)行超深SMW工法施工時(shí)，需先用裝備有強(qiáng)力減速機(jī)的單軸全螺旋鉆孔機(jī)按下圖所示預(yù)先打出a1、a2、a3…孔，使地基有一定的松動(dòng)并將石塊等粉碎，然后再用三軸攪拌機(jī)連續(xù)加接鉆桿方式將a1、a2、a3…孔連接起來,形成連續(xù)的超深SMW工法水泥土地下連續(xù)墻體。超深SMW工法加接鉆桿施工順序同前。注：1)圖中陰影部分表示完全搭接

2)圖中數(shù)字為造墻或打孔的先后順序36

TRD

工

法

等厚水泥土地下連續(xù)墻工法37

TRD工法在日本上世紀(jì)九十年代已經(jīng)規(guī)模施工，至2009年不完全統(tǒng)計(jì)，施工330項(xiàng)工程，總面積約為233萬m2，施工最大深度56.8m，壁厚550mm～850mm。該工法將水泥土地下連續(xù)墻的攪拌方式由傳統(tǒng)的垂直軸螺旋鉆桿水平分層攪拌，改變?yōu)樗捷S鋸鏈?zhǔn)角邢飨溲貥渡畲怪闭w攪拌。38

水平超前排樁工法39

這項(xiàng)技術(shù)也稱之為水平超前排樁工法。其典型做法是沿拱部外緣用水平鉆孔旋噴柱體相互搭接形成拱棚，在它的保護(hù)下開挖隧道。

水平旋噴超前支護(hù)原理40

水平旋噴技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)加固體強(qiáng)度較高，加固直徑可控，能形成可靠的預(yù)加固襯砌，減少開挖對地面建構(gòu)筑物的影響；對地層適應(yīng)性強(qiáng)，對軟弱土及松散地層也能取得良好的加固效果；對富水地層，隔水效果好，以避免隧洞水力破壞；

41

水平旋噴施工方法

42

基礎(chǔ)托換與樁工43

基礎(chǔ)托換的概念

基礎(chǔ)托換的定義托換的定義：

采用新增加基礎(chǔ)工程的方法，對既有建筑物某一部位的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行部分、或者完全替換，并與原有基礎(chǔ)共同承擔(dān)上部荷載，以取得預(yù)期的沉降和沉降差控制效果。在地鐵工程中，樁基托換是一種最常用的基礎(chǔ)托換方法

44

基礎(chǔ)托換的概念

基礎(chǔ)托換的作用民用建筑和市政工程中用于工程中質(zhì)量事故樁基的補(bǔ)樁。用于建筑物改造中基礎(chǔ)加固、補(bǔ)強(qiáng)。用于建筑物糾偏。

45

基礎(chǔ)托換的概念

地鐵工程中的基礎(chǔ)托換的基本形式基礎(chǔ)托換樁基托換法筏板基礎(chǔ)托換法淺基礎(chǔ)加寬法樁-筏板基礎(chǔ)托換法拱結(jié)構(gòu)托換法樁式托換樁-梁托換獨(dú)立的樁-梁托換平面主次梁托換體系46

托換方法綜述樁基托換：樁式托換和樁-梁托換：樁式托換樁-梁托換47

托換方法綜述樁基托換：托換樁的種類樹根樁微型鋼管樁錨桿靜壓樁人工挖孔樁鉆孔灌注樁48

托換方法綜述

樁基托換：樁基的種類樁類型適用地層特點(diǎn)錨桿靜壓樁淤泥質(zhì)土、粘性土、人工填土和松散粉土對環(huán)境影響小，承載力低，需要的樁數(shù)量多，布置較困難。樹根樁各種地層同上，斜樁布置時(shí)質(zhì)量難保障，受隧道結(jié)構(gòu)有影響。微型鋼管樁各種地層對環(huán)境影響小，承載力較高，巖層較淺時(shí)，效果更好。人工挖孔樁硬土、巖層對環(huán)境影響大，承載力高，適用于端承樁。鉆孔灌注樁