二十種樁基礎(chǔ)工程新工法

二十種樁基礎(chǔ)工程新工法第一頁，共116頁。

一.概述

樁的歷史樁的廣泛用途樁的分類

2第二頁，共116頁。樁基歷史悠久——6000多年前的河姆渡人用的木樁北緯30度線是一個神秘的地帶，世界上許多著名的自然之謎和人類文明之謎都貫穿在這個北緯30度線3第三頁，共116頁。有人認為這些挖掘出來的木板和木樁，可以推測出遠古時代這里可能是個海灣

4第四頁，共116頁。

樁基應(yīng)用廣泛近三個世紀(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”科技支撐項目：《城市地下空間建設(shè)技術(shù)研究與工程示范》已近完成5第五頁，共116頁。

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，連起來的長度達到88.67公里。

云中漫步——492米上海環(huán)球金融中心

6第六頁，共116頁。青藏鐵路楚瑪爾河大橋鉆孔樁施工現(xiàn)場7第七頁，共116頁。

國家體育場——鳥巢

建筑高度67m.基礎(chǔ)采用灌注樁后壓漿技術(shù)，灌注樁樁長37m，樁徑1000mm。

8第八頁，共116頁。屋蓋巨型鋼桁架結(jié)構(gòu)由環(huán)形布置在看臺外部的24根組合柱支撐，每根組合柱承擔(dān)的豎向荷載設(shè)計值達40000kN～50000kN，承受水平荷載設(shè)計值達20000kN。組合柱下采用樁基，在南北側(cè)的組合柱下承受的水平力最大。9第九頁，共116頁。首都國際機場——T3航站樓10第十頁，共116頁。11第十一頁，共116頁。樁基工程量大—

深基礎(chǔ)占基礎(chǔ)工程總量約50%各種基礎(chǔ)形式在基礎(chǔ)工程中的比例

12第十二頁，共116頁。樁基形式種類繁多（根據(jù)承載，支護的需要確定）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13第十三頁，共116頁。二部分擠土樁或低擾動土樁

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配有特殊護壁設(shè)備CFA樁

2套管護壁或泥漿護壁灌注樁14第十四頁，共116頁。

二.樁基新工法大直徑旋挖與擴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）15第十五頁，共116頁。

高壓旋噴樁，注漿加固復(fù)合載體夯擴樁擠擴支盤灌注樁靜壓沉管復(fù)合擴底樁地下連續(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16第十六頁，共116頁?；A(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）強夯置換隧道開挖與樁工17第十七頁，共116頁。

大直徑旋挖灌注樁18第十八頁，共116頁。（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19第十九頁，共116頁。后壓漿對樁端阻、側(cè)阻的增強機理卵礫、粗中砂粘性土、粉土、粉細砂20第二十頁，共116頁。21第二十一頁，共116頁。22第二十二頁，共116頁。23第二十三頁，共116頁。24第二十四頁，共116頁。25第二十五頁，共116頁。

長螺旋擠壓式灌注樁26第二十六頁，共116頁。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擠出土和全部擠出土兩種類型。27第二十七頁，共116頁。工藝特點：

1、鉆桿是空心的，其外徑為螺旋葉片外徑的65%～80%；

2、當(dāng)鉆進至樁端設(shè)計標(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,然后用落錘夯實形成擴大頭;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。28第二十八頁，共116頁。

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。29第二十九頁，共116頁。30第三十頁，共116頁。螺桿樁上部開挖實圖螺紋樁開挖實圖31第三十一頁，共116頁。

螺紋樁與螺桿樁成樁設(shè)備32第三十二頁，共116頁。

全套管鉆孔咬合樁33第三十三頁，共116頁。MZ全套管灌注樁施工法利用搖動裝置的搖動使鋼套管與土層間的摩阻力大大減少，邊搖動邊壓入，同時利用沖抓斗挖掘取土，直至套管下到樁端持力層為止。挖掘完畢后立即進行挖掘深度的測定，并確認樁端持力層，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。該工法實質(zhì)上是沖抓斗跟管鉆進法。34第三十四頁，共116頁。35第三十五頁，共116頁。配套設(shè)備示意圖

36第三十六頁，共116頁。鉆孔咬合樁施工示意圖37第三十七頁，共116頁。38第三十八頁，共116頁。全套管鉆孔咬合樁的排樁施工工藝流程總的原則是先施工A樁，后施工B樁，其施工工藝流程是：A1—A2—B1—A3—B2—A4—B3……An—Bn-1，如圖所示。39第三十九頁，共116頁。40第四十頁，共116頁。41第四十一頁，共116頁。42第四十二頁，共116頁。43第四十三頁，共116頁。44第四十四頁，共116頁。45第四十五頁，共116頁。46第四十六頁，共116頁。47第四十七頁，共116頁。48第四十八頁，共116頁。49第四十九頁，共116頁。50第五十頁，共116頁。地基加固51第五十一頁，共116頁。

載體樁復(fù)合載體夯擴樁52第五十二頁，共116頁。

載體樁成套技術(shù)載體樁（舊稱復(fù)合載體夯擴樁）是指柱錘夯擊成孔，將護筒沉到設(shè)計標(biāo)高后，柱錘擊出護筒底一定深度，分批向孔內(nèi)投入填充料和混凝土，用柱錘反復(fù)夯實、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。53第五十三頁，共116頁。載體樁成套技術(shù)54第五十四頁，共116頁。載體樁

是由

混凝土樁身和載體

構(gòu)成的樁

55第五十五頁，共116頁。56第五十六頁，共116頁。

三岔雙向擠擴灌注樁57第五十七頁，共116頁。三岔雙向擠擴灌注樁（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)多次擠擴形成近似雙圓錐盤狀的上下對稱的擴大腔，成腔后提出三岔雙缸雙向擠擴裝置，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。

58第五十八頁，共116頁。擠擴臂收回狀態(tài)擠擴臂張開狀態(tài)油缸內(nèi)活塞桿三岔擠擴臂外活塞桿59第五十九頁，共116頁。樁根樁身承力岔承力盤60第六十頁，共116頁。

靜壓沉管復(fù)合擴底樁61第六十一頁，共116頁。靜壓沉管復(fù)合擴底樁機由頂壓式液力靜壓樁機與靜壓沉管擴底裝置組件組成。靜壓沉管復(fù)合擴底樁機上安裝有壓入地下成樁孔的內(nèi)管、外管和拔外管機構(gòu)。目前良工樁基公司可生產(chǎn)120～600噸級的靜壓沉管復(fù)合擴底樁機。62第六十二頁，共116頁。靜壓沉管復(fù)合擴底樁63第六十三頁，共116頁。64第六十四頁，共116頁。65第六十五頁，共116頁。66第六十六頁，共116頁。

地下連續(xù)墻67第六十七頁，共116頁。68第六十八頁，共116頁。地下連續(xù)墻69第六十九頁，共116頁。70第七十頁，共116頁。

地墻成槽工藝采用LIEBHERRHSW2.8/800-1200進行開挖，為了確保成槽垂直度，采用旋挖鉆機進行先導(dǎo)孔施工。71第七十一頁，共116頁。

超深SMW工法三軸水泥土地下連續(xù)墻工法72第七十二頁，共116頁。

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”的需要，截斷或部分截斷承壓水層與深基坑的水力聯(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。73第七十三頁，共116頁。

三軸攪拌樁的樁長受制于樁架的高度一般在30米以內(nèi)，超深SMW工法就是采用加接鉆桿的方式或采用先行鉆孔，再加接鉆桿的方式，當(dāng)樁架高度18～30m時，通過加接3～5次鉆桿，實現(xiàn)超深三軸水泥土攪拌樁墻的施工，深度可達到50m。

74第七十四頁，共116頁。

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動力頭，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，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75第七十五頁，共116頁。1.鉆掘預(yù)埋孔，放入加接鉆桿。2.進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，移動樁機到加接鉆桿位置。超深SMW工法加接鉆桿施工順序76第七十六頁，共116頁。5.連接加接鉆桿，提升加接鉆桿。6.移動樁機，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直至到達設(shè)計樁深。77第七十七頁，共116頁。

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)。進行超深SMW工法施工時，需先用裝備有強力減速機的單軸全螺旋鉆孔機按下圖所示預(yù)先打出a1、a2、a3…孔，使地基有一定的松動并將石塊等粉碎，然后再用三軸攪拌機連續(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78第七十八頁，共116頁。

鉆孔攪拌79第七十九頁，共116頁。魚尾式平底鉆頭錐形鑲齒鉆頭錐形鑲齒鉆頭魚尾式平底鉆頭

各種鉆頭80第八十頁，共116頁。

TRD

工法

等厚水泥土地下連續(xù)墻工法81第八十一頁，共116頁。

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，施工330項工程，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。82第八十二頁，共116頁。

TRD工法的特點施工深度大，最大深度可達60m.83第八十三頁，共116頁。高安全性：主機機高僅10米，重心低，穩(wěn)定性好。84第八十四頁，共116頁。墻體等厚：連續(xù)造壁，無縫連接，可以任意設(shè)定芯材間距。85第八十五頁，共116頁。86第八十六頁，共116頁。87第八十七頁，共116頁。88第八十八頁，共116頁。

水平超前排樁工法89第八十九頁，共116頁。

這項技術(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，在它的保護下開挖隧道。

水平旋噴超前支護原理90第九十頁，共116頁。

水平旋噴技術(shù)的優(yōu)點加固體強度較高，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，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；

91第九十一頁，共116頁。

水平旋噴施工方法

92第九十二頁，共116頁。土釘支護93第九十三頁，共116頁。其它支護94第九十四頁，共116頁。其它工程95第九十五頁，共116頁。96第九十六頁，共116頁。

基礎(chǔ)托換與樁工97第九十七頁，共116頁。

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

98第九十八頁，共116頁。

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)量事故樁基的補樁。用于建筑物改造中基礎(chǔ)加固、補強。用于建筑物糾偏。

99第九十九頁，共116頁。

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-梁托換獨立的樁-梁托換平面主次梁托換體系100第一百頁，共116頁。

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101第一百零一頁，共116頁。

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102第一百零二頁，共116頁。

托換方法綜述

樁基托換：樁基的種類樁類型適用地層特點錨桿靜壓樁淤泥質(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，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