新型螺桿灌注樁施工工法課件

1、1前言 螺桿灌注樁是一種新型的變截面異形樁，是在日本的高強(qiáng)度鋼纖維混凝土預(yù)制螺紋樁的基礎(chǔ)上創(chuàng)新而成的。它的全稱(chēng)為半螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混凝土灌注樁，其形狀是上部為圓柱型，下部為螺絲型的組合式新型樁（如圖1-1）。具有承載力高沉降小、工期短、施工方便、造價(jià)低、無(wú)污染、無(wú)噪音等特點(diǎn)。螺桿樁已被建設(shè)部列為“建設(shè)部2005 年科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目計(jì)劃”和“2005 年全國(guó)建設(shè)行業(yè)科技成果推廣項(xiàng)目”（項(xiàng)目編號(hào)：2005005；證書(shū)編號(hào)：2005006）,并于2006 年獲得國(guó)家專(zhuān)利（專(zhuān)利號(hào)ZL03128265.2）2工法特點(diǎn) 螺桿灌注樁與傳統(tǒng)的混凝土灌注樁、長(zhǎng)螺旋灌注樁相比在施工過(guò)程中不取土，對(duì)樁間土有明顯的擠密效

2、果。通過(guò)對(duì)天然地基的擠密，降低了地基土的壓縮性，從而提高了天然地基的承載力，減小了地基的沉降。對(duì)沉降變形要求很高的建筑物，螺紋樁有很高的實(shí)用價(jià)值。 由于螺桿灌注樁的下部形成了螺紋段，使樁的受力性能發(fā)生了變化，從而提高了樁的側(cè)摩阻力。在相同條件下，螺桿樁與普通直桿灌注樁相比單樁的極限承載力有顯著提高。 螺桿灌注樁單樁承載力較高，同等條件下與普通直孔灌注樁相比可縮短樁長(zhǎng)，減少樁徑和減少樁數(shù)。作為大型建筑物的基礎(chǔ)時(shí)，即可作為樁下單樁方案以減少承臺(tái)工作量，又可沿箱基墻下或筏基板下布樁以減少底板厚度及配筋量。減少了工程造價(jià)，又方便施工。 由于現(xiàn)有的螺桿樁鉆機(jī)成套設(shè)備具有機(jī)械扭矩潛能大，穿透力強(qiáng)的特點(diǎn)，因

3、此螺桿灌注樁對(duì)于不同土質(zhì)有很強(qiáng)的適應(yīng)性。并且不受地下水位的影響。 螺桿樁施工工藝簡(jiǎn)單不存在清底、取土、護(hù)壁、塌孔、斷樁等問(wèn)題，樁身質(zhì)量可靠。具有無(wú)振動(dòng)、低噪音、無(wú)環(huán)境污染等綠色樁型特色。 通過(guò)螺桿灌注樁處理的復(fù)合地基可以有效降低地震力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，同時(shí)，即使在建筑物過(guò)大水平位移情況下，仍可以有效的傳遞垂直荷載，并由于加固后消除了可液化土層，從而可以廣泛地應(yīng)用于地震區(qū)。 螺桿樁機(jī)設(shè)備性能先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，施工進(jìn)度快，可以連續(xù)泵送混凝土成樁。3適用范圍 螺紋灌注樁適用于雜填土、粘土、粉土、黃土、各類(lèi)砂層，粒徑小于30cm（含石量50%）的礫石層等各種土層，淤泥質(zhì)土中慎用。不受地下水的

4、限制。 螺紋灌注適用于包括復(fù)合地基的剛性樁、鋼筋混凝土基礎(chǔ)的鋼筋混凝土樁和復(fù)合樁基的基樁，樁徑300mm600mm，樁徑視長(zhǎng)細(xì)比調(diào)整。4工藝原理 螺桿灌注樁將常識(shí)中“螺絲釘比釘子牢固”的簡(jiǎn)單道理運(yùn)用在樁與樁施工中，使其更牢固的特點(diǎn)得以實(shí)現(xiàn)。 螺桿灌注樁的結(jié)構(gòu):螺桿樁是一種變截面的異形灌注樁，有上、下兩部分組成。樁的上部為圓柱形，與普通的灌注樁相同，下部為帶螺紋狀的樁體。上下兩段的長(zhǎng)度是根據(jù)地基土質(zhì)情況而進(jìn)行調(diào)節(jié)的，沒(méi)有一個(gè)固定的比例。由于地基土一般都具有上軟下硬的特點(diǎn)，因此，通常在承載力小于120kpa 的土層中做成圓柱體樁，在承載力大于120kpa 的土層中做成螺紋樁，這種設(shè)置充分發(fā)揮了地基

5、的承載能力。在確定螺紋樁體內(nèi)徑大小時(shí)，如果螺紋樁體內(nèi)徑過(guò)小，就會(huì)出現(xiàn)樁身先于土體達(dá)到破壞的現(xiàn)象，經(jīng)工程實(shí)踐證明，螺紋樁體內(nèi)徑為250400mm（如表4.2.11）,螺紋高度為50mm 為宜。螺紋的間距與螺紋周?chē)馏w的抗剪強(qiáng)度有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，土的抗剪強(qiáng)度越大，螺距也越大，反之越小。實(shí)驗(yàn)證明，螺紋間距為1.01.5D 最佳。螺桿灌注樁單樁豎向承載力計(jì)算 螺桿樁單樁豎向極限承載力計(jì)算公式由螺桿樁直桿段側(cè)阻力、螺紋段抗剪強(qiáng)度和端阻力三部分組成，因此，計(jì)算需分段進(jìn)行。 （1）直桿段側(cè)阻力sk1 Q 計(jì)算 直桿段螺桿樁側(cè)阻力sk1 Q 是由樁土之間的摩阻力實(shí)現(xiàn)的。所以，計(jì)算方法與傳統(tǒng)直線型灌注樁相同。即：

6、 sk1 sik i Q = uq l 式中： sk1 Q 直桿段側(cè)阻力（kpa）； sik q 樁的直桿段極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kpa），可按表取值； u樁身周長(zhǎng)（m）； i l 樁的直桿段穿越第i 層土的厚度（m）。 （2）螺紋段側(cè)阻力sk 2 Q 計(jì)算 螺紋段的側(cè)阻力sk 2 Q 是由樁的螺牙與土的機(jī)械咬合作用力通過(guò)樁孔側(cè)壁土的抗剪強(qiáng)度體現(xiàn)的，與直桿段樁的受力機(jī)理截然不同，建議按下式計(jì)算： sk 2 si i Q = ut l 式中： si t 樁的螺紋段第i 層土抗剪強(qiáng)度值（kpa）。 土層抗剪強(qiáng)度si t 的確定方法： 根據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)指標(biāo)按下式計(jì)算 砂類(lèi)土tan si i i t =s

7、 j 粘性土tan si i i i t = c +s j 式中：i s 剪切滑動(dòng)石上的法向應(yīng)力（kpa） i c 第 i 層土的粘聚力（kpa）； i j 第 i 層土的內(nèi)摩擦角； （3）樁端阻力計(jì)算 由于螺桿樁在成孔過(guò)程中對(duì)孔底有擠土作用，加之管內(nèi)泵壓混凝土有較高的壓力，作用機(jī)理相似預(yù)制樁。計(jì)算式如下： Q p k = q p k A P 式中： pk q 極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kpa） P A 樁端面積； （4）螺桿樁單樁豎向極限承載力計(jì)算 將直桿段側(cè)阻力、螺紋段側(cè)阻力和端阻力公式合并即得螺桿樁單樁豎向極限承載力計(jì)算公式如下： uk sk 1 sk 2 pk Q = Q + Q + Q 2

8、( tan ) sik il i i i i pk p5施工工藝流程及操作要點(diǎn)6材料與設(shè)備 螺桿樁固化劑宜選用強(qiáng)度等級(jí)不低于32.5 級(jí)的普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥，所選用的水泥應(yīng)有出廠合格證，不得受潮、過(guò)期。 混凝土用砂應(yīng)選用粗砂或中砂，砂應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、干凈，若有泥塊和雜質(zhì)，使用前應(yīng)篩除，其含泥量不得超過(guò)表6.1.2-1 規(guī)定。 粗骨料可選用卵石或碎石，石子應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、干凈，石子的質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的普通混凝土用砂石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收方法（JGJ52-2006）?；炷潦恿揭瞬捎?25mm。針片狀顆粒不大于10%。 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25，施工過(guò)程中嚴(yán)格按照配合比下料，嚴(yán)格控制粉煤灰的慘入量，塌落度控制在1820cm?；炷烈瞬捎迷鐝?qiáng)混凝土，確保一周內(nèi)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的100%。 混凝土應(yīng)符合泵送混凝土的要求，粉煤灰應(yīng)采用、級(jí)工業(yè)磨細(xì)粉煤灰。其他外加劑（如增強(qiáng)劑、緩凝劑等）可根據(jù)不同的