塑料套管混凝土樁介紹

1、塑料套管混凝土樁（TC樁）技術(shù)介紹目錄一、塑料套管混凝土樁（TC樁）簡介0二、TC樁的施工工藝1三、TC樁的設(shè)計(jì)計(jì)算方法2四、TC樁的施工質(zhì)量控制方法21材料控制和檢測(cè)2I2施工質(zhì)量控制和檢測(cè)3.五、實(shí)際工程應(yīng)用中TC樁的檢測(cè)情況和應(yīng)用效果41小應(yīng)變檢測(cè)樁身的完整性情況4.2承載力檢測(cè)情況4.3路堤荷載下的沉降情況4.六、TC樁與常用樁型的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較5七、TC樁的適用性61適用范圍6.2適用條件7.八、國內(nèi)外工程應(yīng)用情況71、國內(nèi)主要應(yīng)用工程名稱錯(cuò)誤！未定義書簽。2、國外主要應(yīng)用工程名稱錯(cuò)誤！未定義書簽。如有幫助，歡迎下載支持！一、塑料套管混凝土樁（TC樁）簡介塑料套管混凝土樁（Plast

2、icTubeCast-in-placeConcretePile（簡稱套管混凝土樁或TC樁或PTCC樁）是一種承載力高、不會(huì)由于振動(dòng)擠土斷樁、成樁質(zhì)量可靠、對(duì)周圍環(huán)境影響小、施工快速方便的地基處理方法。其成樁方法為：將塑料套管按一定的間距采用專用設(shè)備逐根跟管打入需要加固的地基中，套管為底部封閉，頂部開口，待分段區(qū)塊塑料套管全部打設(shè)完畢后，再統(tǒng)一對(duì)埋設(shè)在地基中的套管內(nèi)用混凝土連續(xù)澆注成樁，套管不再取出，套管與填充物就形成了地基加固樁，樁頂設(shè)置樁帽，并鋪設(shè)墊層和土工格柵，形成樁承式加筋路堤系統(tǒng)。TC樁由預(yù)制樁尖、螺紋塑料套管、混凝土、樁帽（蓋板）等組成；如下圖所示。各組成部分詳述如下。圖1TC樁組成

3、圖2樁帽上鋪土工格柵圖3樁承式加筋路堤1、預(yù)制樁尖樁尖可采用鋼筋混凝土樁尖，并與套管緊密連接。如下圖4、5所示圖4鋼筋混凝土樁尖圖4鋼筋混凝土樁尖圖5樁尖與套管連接2、塑料套管及接頭套管可采用單壁螺紋PVC塑料套管，其質(zhì)量有相應(yīng)的國家控制標(biāo)準(zhǔn)圖6套管接頭圖7塑料套管3、混凝土混凝土一般采用細(xì)石混凝土（C25C30）,混凝土塌落度18cm20cm左右4、樁帽圖8樁帽及外模圖9澆注好的樁帽樁帽采用尺寸為4060cm,高度2030cm左右，材料采用C25混凝土。樁帽可米用預(yù)制或現(xiàn)澆的方式制作。對(duì)整體式樁帽的制作方式為：在墊層材料中沿樁中心開挖邊長約為4060cm,高約為20cm的圓孔或方孔，整個(gè)場(chǎng)地

4、內(nèi)樁帽孔全部開挖完畢后立模集中澆注混凝土，完成樁帽的施工。為保障樁與樁帽的整體性，若土工合成材料采用雙向塑料土工格柵，雙向塑料土工格柵設(shè)置在墊層中間，若土工合成材料采用鋼絲焊接渡塑土工格柵，鋼絲焊接鍍塑土工格柵設(shè)置在樁帽頂，并與預(yù)留的鋼筋籠主筋綁扎連接。二、TC樁的施工工藝TC樁的施工工藝如下圖所示意：圖10TC樁的施工工藝塑料套管混凝土樁打設(shè)前，先整平場(chǎng)地，鋪設(shè)砂礫墊層。(1) 塑料套管準(zhǔn)備及制作。塑料套管準(zhǔn)備，對(duì)套管進(jìn)行試驗(yàn)和尺寸檢測(cè)。根據(jù)加固樁長的要求，將出廠的套管切割成合適長度，如圖11。(2) 制作樁尖并與套管連接。將切割好的套管與樁尖連接密封牢固。如圖12。圖11塑料套管準(zhǔn)備及制作

5、圖12樁尖套管連接(3) 將打設(shè)設(shè)備移機(jī)就位。如下圖所示。設(shè)備可采用靜壓振動(dòng)聯(lián)合插管機(jī)，可由普通沉管機(jī)、插扳機(jī)等同類設(shè)備改造而成。圖13靜壓振動(dòng)聯(lián)合插管機(jī)圖14輕便的全液壓設(shè)備(4) 放置套管及打設(shè)。然后將帶有樁尖的套管從鋼管底部放入鋼管中，樁尖與樁位對(duì)準(zhǔn)，如圖15，然后開機(jī)將鋼管打設(shè)至預(yù)定的深度，打設(shè)過程中要控制好垂直度。垂直度指針如圖15所示。圖15垂直度控制指針(5) 拔鋼管。將鋼管拔出而將塑料套管留在地下，移機(jī)至下一個(gè)樁位，重復(fù)工序，繼續(xù)埋設(shè)套管，打設(shè)好的套管如圖16。(7)截樁和檢查套管的深度。將多余的套管進(jìn)行截樁和整理后，可以隨時(shí)對(duì)套管深度檢查，并隨時(shí)保護(hù)套管內(nèi)的清潔，盡量不讓雜物

6、進(jìn)入，如圖17圖16打設(shè)好的套管(8)插鋼筋、放置樁帽鋼筋圖16打設(shè)好的套管(8)插鋼筋、放置樁帽鋼筋圖17套管垂直度、變形及深度檢測(cè)圖18安置塑料樁帽模子及放置鋼筋(9)填充混凝土成樁。將合適流動(dòng)性的混凝土澆注在套管中，然后用專用加長振動(dòng)棒(振搗深度在1520m以上)對(duì)填充的混凝土進(jìn)行振搗密實(shí),并進(jìn)行混凝土補(bǔ)充，使混凝土填充滿整個(gè)塑料套管。圖19小型振搗棒圖20澆注好的樁體(10)樁體檢測(cè)。待樁體強(qiáng)度到一定要求后可對(duì)成樁進(jìn)行檢測(cè)，方法與其它現(xiàn)澆混凝土樁類同。(11)制作樁帽。(12)鋪設(shè)土工格柵。(13)樁帽澆注完畢達(dá)到一定強(qiáng)度后，再鋪設(shè)剩余墊層材料。圖21澆注好的TC樁三、TC樁的設(shè)計(jì)計(jì)算

7、方法TC樁加固地基按照樁承式加筋路堤的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，主要是對(duì)承載力、沉降變形、樁帽、土工格柵拉力、路堤穩(wěn)定性進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及計(jì)算模型如下所示。圖22設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容圖23樁承式加筋路堤計(jì)算模型四、TC樁的施工質(zhì)量控制方法1材料控制和檢測(cè)(1)塑料套管塑料套管及接頭質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。表1160mmPVC螺紋塑料套管質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)2施工質(zhì)量控制和檢測(cè)特征單壁內(nèi)外均是螺紋的塑料套管特征單壁、內(nèi)外均是螺紋的塑料套管最小內(nèi)彳徑1不小于i6umm1最小內(nèi)徑接頭平均內(nèi)徑不小于i42mm彳QCd彳QC7*1、51接頭丨均內(nèi)徑丄扁平試驗(yàn)I6u.immi6u.7mm之間變形400/時(shí)不分層無破

8、裂丿扁丨試驗(yàn)巴標(biāo)準(zhǔn)墜落試驗(yàn)變形4U7/時(shí)，不分*丿厶、無破裂標(biāo)準(zhǔn)墜落試驗(yàn)接頭無破裂予田樣湃Ml咎十十古甬十立丄接頭接頭承口最小深度采用標(biāo)準(zhǔn)的I6umm管材直通接頭不小于455Umm可主要采用以下四種方法：（1）打設(shè)深度在全部套管成孔后，由于在澆注混凝土之前套管內(nèi)為全空，可以對(duì)打設(shè)的深度利用測(cè)繩和測(cè)孔器進(jìn)行很方便的檢查，即對(duì)套管的深度和套管有無損壞進(jìn)行檢測(cè)即可，質(zhì)量很容易控制。（2）混凝土強(qiáng)度采用在澆注混凝土過程中應(yīng)同時(shí)將混凝土留樣并制作試塊，對(duì)其進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。（3）低應(yīng)變檢測(cè)采用常規(guī)的小應(yīng)變反射波法對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)。（4）靜載荷試驗(yàn)待樁體強(qiáng)度達(dá)到28天后可對(duì)成樁進(jìn)行承載力檢測(cè)如單樁承載

9、力和復(fù)合地基承載力檢測(cè)。塑料套管規(guī)格環(huán)剛度（級(jí)）單位單價(jià)16U三6米1616U三8米2U16U三1U米2416U三12米3U五、實(shí)際工程應(yīng)用中TC樁的檢測(cè)情況和應(yīng)用效果160三14米36160三16米42160三18米48160三20米54TC樁檢測(cè)方便、質(zhì)量可控，其打樁深度可以通過每根套管深度的量測(cè)進(jìn)行記錄?；炷劣昧客耆梢酝ㄟ^事先理論計(jì)算進(jìn)行控制。1小應(yīng)變檢測(cè)樁身的完整性情況由于TC樁在密閉的空間里進(jìn)行混凝土澆注，通過全斷面混凝土澆注振搗，混凝土澆注質(zhì)量很容易保證。采用先打設(shè)套管后澆注混凝土的工藝后，可以避免端樁的質(zhì)量事故。從目前xx練杭高速公路等試驗(yàn)段小應(yīng)變測(cè)試情況來看，樁身完整，檢測(cè)

10、的30根樁，全部為I類樁。典型小應(yīng)變檢測(cè)曲線如圖24所示。圖24TC樁小應(yīng)變典型圖2承載力檢測(cè)情況在不同地質(zhì)條件下，承載性能不同。若選擇粘性土等作為樁端持力層的，從xx練杭高速公路、浦陽互通工程、江蘇243省道等工程的極限承載力測(cè)試情況來看，混凝土澆注后28天TC樁極限承載力，一般在160200kN左右（樁端土CPT1.51.8MPa左右）。同時(shí)隨著時(shí)間的增長，樁周土的進(jìn)一步回?cái)D，TC樁極限承載力可提高20kN-40kN，約在180210kN以上。圖25TC樁靜載荷試驗(yàn)典型圖在下臥層為砂礫、細(xì)砂、巖石等情況下，如xx省甬臺(tái)溫地區(qū)的地質(zhì)條件下，國外檢測(cè)及分析情況顯示，AUGEO?樁極限承載力可達(dá)

11、到300kN以上（樁端土CPT達(dá)6MPa,DoubleTrackRawang-Ipoh工程）。3路堤荷載下的沉降情況路堤荷載下TC樁沉降主要發(fā)生在施工期，沉降收斂快。xx練杭高速公路填土高度約2.5m5.5m左右，處理深度為1223m,預(yù)壓3個(gè)月后沉降基本穩(wěn)定，自第4個(gè)月起月平均沉降量約2mm左右，幾個(gè)典型斷面如表1所述表1練杭高速公路試驗(yàn)段典型斷面沉降情況斷面位置平均設(shè)計(jì)高度(m)樁長(m)/間距(m)8月份月平均沉降速率(mm/月)累計(jì)沉降(mm)進(jìn)入預(yù)壓期時(shí)間K3+3055.516/1.90.23144.02008-5-8K3+4154.920/1.41.50153.02008-5-25

12、K6+5154.414/1.82.1358.02008-5-25K6+5554.314/1.60.0065.02007-12-24K6+5684.214/1.90.00105.02008-2-22K7+4102.716/2.00.0056.02007-11-22K7+4504.216/1.70.00110.02007-11-22K7+4603.716/1.91.80132.02007-11-22從國外高速鐵路AUGEO?樁應(yīng)用情況來看，總沉降量也較小，沉降收斂快如圖26所示。因?yàn)槠錁抖送翞樯巴?，CPT值約為6MPa，其總沉降可以控制在25mm之內(nèi)。工程荷載下AUGEO?樁的開挖圖如圖27所示。

13、圖26、27均引自Cofra公司網(wǎng)站。圖26AUGEO?樁與其他軟基處理方式的沉降對(duì)比圖27開挖后AUGEO?樁在使用階段的性狀六、TC樁與常用樁型的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較塑料套管混凝土樁與當(dāng)前我國高速公路地基處理中普遍使用的水泥攪拌樁、預(yù)應(yīng)力管樁、各種振動(dòng)沉管樁等路堤樁相比，有它的合理性、先進(jìn)性及適用性，它的主要優(yōu)點(diǎn)在于：先有套管成模，后集中現(xiàn)澆，這樣與各類振動(dòng)沉管樁相比其混凝土用量可控沒有充盈、不會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)擠土而引起斷樁，打設(shè)機(jī)械可以連續(xù)施工和混凝土可以連續(xù)澆筑而降低施工費(fèi)用，采用現(xiàn)澆工藝后不需要象預(yù)制樁一樣采用大量鋼筋和大型運(yùn)輸以及打設(shè)機(jī)械，也不需要事先配樁更低等優(yōu)勢(shì)，而與水泥攪拌樁等柔性樁相比

14、它又是剛性樁，承載力高且質(zhì)量容易控制，整體造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，其樁周又帶有螺紋而可以有較大的樁側(cè)摩阻力，因此在許多合適的情況下采用TC樁來代替上述方法，可以起到更加經(jīng)濟(jì)、加固效果好或者質(zhì)量容易保證等效果。塑料套管具有耐腐蝕性好的特點(diǎn)，PVC管抗腐蝕性好，PE管幾乎不受腐蝕性介質(zhì)的影響。由于塑料套管的護(hù)壁作用，對(duì)具有侵蝕性介質(zhì)的地基，無須對(duì)混凝土或其它填充材料進(jìn)行改變，與常用樁型相比更具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。TC樁作為一種剛性樁，與其它剛性樁類似，在不同地質(zhì)條件下，承載性能不同，其經(jīng)濟(jì)性也不相同。根據(jù)目前試驗(yàn)情況及國外資料顯示，在下臥層為相對(duì)硬土層（粘土層）的情況下，如目前xx練杭高速公路和江蘇243省道等工

15、程的地質(zhì)情況下，單樁極限承載力可達(dá)160200kN左右（樁端土其CPT約1.51.8MPa左右）。同時(shí)隨著時(shí)間的增長，樁周土的進(jìn)一步回?cái)D，TC樁極限承載力可提高20kN40kN,約在180210kN以上。，在此種地質(zhì)條件下，其軟基處理費(fèi)用與水泥攪拌樁相當(dāng)，大約可節(jié)約費(fèi)用5%10%左右，但作為一種剛性樁，TC樁處理地基產(chǎn)生的沉降小于水泥攪拌樁處理地基，可節(jié)約沉降土方。在下臥層為砂礫、細(xì)砂、巖石等情況下，如xx省甬臺(tái)溫地區(qū)地質(zhì)條件下，國外檢測(cè)及分析情況顯示，AUGEO?樁極限承載力可達(dá)到300kN以上（樁端土CPT達(dá)6MPa,DoubleTrackRawang-Ipoh工程）。在此類地質(zhì)條件下，更

16、能發(fā)揮TC樁的經(jīng)濟(jì)和質(zhì)量優(yōu)勢(shì)。在這種地基條件下，可節(jié)約費(fèi)用約10%20%左右。TC樁與預(yù)應(yīng)力管樁相比可節(jié)約造價(jià)約在1525%左右。七、TC樁的適用性由于TC樁其直徑目前多采用200mm以下的樁體直徑（目前國外的直徑多為150174mm左右，國內(nèi)廣泛采用的是160mm）,為小直徑的剛性樁。1適用范圍塑料套管混凝土樁的主要適用范圍同樁承式加筋路堤類似：1）橋頭、通道等結(jié)構(gòu)物與路堤的銜接部位，用以調(diào)整沉降與變形，實(shí)現(xiàn)平順過渡；2）老路堤的拓寬路段，用以承受荷載，調(diào)節(jié)沉降，實(shí)現(xiàn)新老路堤變形協(xié)調(diào)；3）變形要求較嚴(yán)格的高填方路堤。4）擋墻底及對(duì)應(yīng)路堤底軟基處理，用于調(diào)整沉降與變形，增加擋墻的穩(wěn)定性。2適用條件1）塑料套管混凝土樁一般要求地基軟土下部有硬土層或相對(duì)硬土層，并選擇承載力相對(duì)較高的土層作為樁端持力層，一般要求樁端下臥持力