二十種樁基礎工程新工法

1

一.概述

樁的歷史樁的廣泛用途樁的分類

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樁基應用廣泛近三個世紀尤為突出19世紀——

城市橋梁

20世紀——

摩天大樓

21世紀——

地下空間開發(fā)利用的新紀元

——

我國“十一五”科技支撐項目：《城市地下空間建設技術研究與工程示范》已近完成3

樁基礎應用廣泛上海環(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

4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）取出導管

（2）不取出導管5二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配有特殊護壁設備CFA樁

2套管護壁或泥漿護壁灌注樁6

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（復合地基）擠密碎石樁，振沖碎石樁（復合地基）預制樁，靜壓樁深層攪拌樁（雙軸）（復合地基與維幕）7

高壓旋噴樁，注漿加固復合載體夯擴樁擠擴支盤灌注樁靜壓沉管復合擴底樁地下連續(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8基礎托換與樁

（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擠出土和全部擠出土兩種類型。13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、當鉆進至樁端設計標高后，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。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。18

載體樁復合載體夯擴樁19

載體樁成套技術載體樁（舊稱復合載體夯擴樁）是指柱錘夯擊成孔，將護筒沉到設計標高后，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，用柱錘反復夯實、擠密，在樁端形成復合載體，然后放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土或放置預制樁身而形成的樁。20

三岔雙向擠擴灌注樁21三岔雙向擠擴灌注樁（又稱DX樁）是在預鉆（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。

22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23

靜壓沉管復合擴底樁24靜壓沉管復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。目前良工樁基公司可生產(chǎn)120～600噸級的靜壓沉管復合擴底樁機。25靜壓沉管復合擴底樁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331.鉆掘預埋孔，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345.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，重復步驟3、4、5、6直至到達設計樁深。35

復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鋸鏈式切削箱沿樁深垂直整體攪拌。38

水平超前排樁工法39

這項技術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40

水平旋噴技術的優(yōu)點加固體強度較高，加固直徑可控，能形成可靠的預加固襯砌，減少開挖對地面建構筑物的影響；對地層適應性強，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；

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水平旋噴施工方法

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基礎托換與樁工43

基礎托換的概念

基礎托換的定義托換的定義：

采用新增加基礎工程的方法，對既有建筑物某一部位的基礎結(jié)構進行部分、或者完全替換，并與原有基礎共同承擔上部荷載，以取得預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托換方法

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基礎托換的概念

基礎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加固、補強。用于建筑物糾偏。

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基礎托換的概念

地鐵工程中的基礎托換的基本形式基礎托換樁基托換法筏板基礎托換法淺基礎加寬法樁-筏板基礎托換法拱結(jié)構托換法樁式托換樁-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。鉆孔灌注樁