复合载体夯扩桩技术介绍

单击此处编辑母版样式,单击此处编辑幻灯片母版样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,复合载体夯扩桩技术的介绍,北京波森特岩土程有限公司,2005年9月25日,杨启安,报告内容,一、复合载体夯扩桩工艺的介绍,二、复合载体夯扩桩的设计,三、近年来复合载体夯扩装技术的拓展,复合载体夯扩桩的介绍,1.1复合载体夯扩桩的工艺,复合载体夯扩桩作为一门新的专利技术，它选择下部层位稳定、土性较好的土层作为被加固土层，以桩端土体为研究对象，利用重锤冲击成孔、沉管，当沉管到设计标高时，对桩端连续进行填料、夯实操作，并用三击贯入度作为控制指标（三击贯入度为锤重35kN，上提6.0m，自由落体时贯入的深度），再填以干硬性混凝土或水硬性材料进行夯实，使桩端以下深度为,35m,、直径为,23m,约,10m,3,的土体得到最有效的加固挤密，自上而下形成了由干硬性混凝土（水硬性材料）、填充料、挤密土体和影响土体组成的复合载体，然后再放置钢筋笼、灌注混凝土形成复合载体夯扩桩，如图1。,1.2 复合载体夯扩桩剖面示意图,图1,1.3 复合载体夯扩桩的受力,机理,从受力上分析，复合载体夯扩桩是一个扩展基础。桩身可以等效为类似于柱的传力杆件，复合载体等效为传递荷载的载体基础。,采用承台梁和复合载体夯扩桩的基础，其受力即可以等效为条形基础的受力；采用独立承台，复合载体夯扩桩的受力可以等效为柱下一独立基础的受力；采用满堂布置的复合载体夯扩桩，则其受力可以等效为筏板基础的受力,1.4复合载体夯扩桩的受力传递,1.5 载体基础的载荷试验,桩号,孔径直径,（mm）,钻孔深度,（m）,填料砖数量（块）,三击贯入度,（cm）,1#,370,4.5,480,8,2#,370,4.5,380,12,3#,370,4.5,320,13,施工控制参数,1.6 复合载体夯扩桩技术的优点和缺点,1.无须基坑开挖和降水，,减少了工程量。,2.,单桩的承载力大幅度提高，是同等桩长、桩径的普通灌注桩的单桩的承载力的,3-5,倍，可以通过调整施工参数（填充料、三击贯入度）来调整载体基础的承载力,。,不同施工控制参数对应的Q-s曲线,桩号,桩径(mm),桩长（m）,持力层,填砖（块）,三击（cm）,1#,410,5.2,粉砂,300,5,2#,410,4.0,穿粘土进粉土,460,12,3#,410,2.7,粘土层,485,9,4#,410,4.0,-,-,直杆,3.复合载体夯扩桩实际受力时，载体基础、混凝土桩 身和承台（梁）一起组成了一个空间受力体系，该体系能调节施工中某些局部缺陷引起的桩基础上力的不均匀分配，而使原本不均匀的地基经过夯击处理后，土性变得更均匀，减少了建筑物的不均匀沉降。,4.该技术可消耗大量的建筑砖块、混凝土块等建筑垃圾，施工中无须泥浆护壁，无泥浆排出，保护了环境。,5.,施工成本低，节省施工造价。,缺点：,挤土桩，施工时对周围建筑或管线产生挤土效应。,有振动，临近有居民楼时，施工会受到一定限制。,1.7 复合载体夯扩桩施工工艺,复合载体夯扩桩施工工艺,1)在桩位处挖直径等于桩身直径、深度约为500mm的桩位圆柱孔，移机就位；,2）提起夯锤后快速下放，使夯锤出护筒，入土一定深度；,3）用副卷扬机钢丝绳对护筒加压，使护筒底面与锤底齐平；,4）重复2）、3）的步骤，将护筒沿垂直沉入到设计深度；,5）提起夯锤，通过护筒投料孔向孔底分次投入填充料，并进行大能量夯击；,6）填充料被夯实后，在不再填料的情况下连续夯击三次并测出三击贯入度，若三击贯入度不满足设计要求，重复5）和6）的步骤，直至三击贯入度满足设计要求为止；,7）通过护筒投料孔再向孔底分次投入设计需要的干硬性混凝土，并进行夯击；,8）放入钢筋笼；,9）灌注桩身混凝土。,1.8 复合载体夯扩桩的经济优势,复合载体夯扩的经济优势来源于两个方面：,一.由于复合载体夯扩桩施工中一个重要的材料为建,筑垃圾，建筑垃圾成本低，堵大大降低了造价；,二.由于复合载体夯扩桩单桩承载力高，在相同上部,荷载下，采用复合载体夯扩桩可减少桩的长度和,数量，故降低了成本，与常规地基处理技术相比,能节约造价15-30%。,1.9 复合载体夯扩桩的使用范围,只要在地面下一定深度存在设计要求的持力层，不超过25m，理论上都可以采用该技术。,2 复合载体夯扩桩的设计,2.1.复合载体夯扩桩的设计控制参数：载体基础埋深和等效基础面积Ae；,a 基础埋深的设计即为载体持力层的选择。,b 复合载体夯扩桩等效载体计算面积与三击贯入度密切相关。,2.2 设计步骤：,确定桩长和桩间距；计算单桩承载力；桩身强度验算；沉降验算；下卧层验算；承台设计。,2.3 单桩竖向承载力特征值可用下式估算：,R,a,=,Up,q,sia,l,i,+q,pa,A,e,式中：R,a,单桩竖向承载力特征值；,U,P,桩身断面周长（m）；,q,sia,桩侧第i层土的侧阻力特征值；,l,i,桩身穿越第i层土的厚度（m）,q,pa,复合载体下地基土经,深度,修正后的地基持力层承载力特征值；,A,e,根据三击贯入度查表。,2.4 桩身混凝土强度的验算,桩的承载力应满足桩身混凝土强度的要求，桩身强度应符合下式要求：,Q0.7f,c,A,p,式中：Q相应于荷载效应基本组合时单桩的竖向力设计值；,f,c,混凝土轴心抗压强度设计值，应符合现行国家混凝土结构设计规范的规定；,A,p,桩身截面面积。,作用于软弱下窝层顶面的附加应力，,i,软弱层顶面以上各土层重度（地下水位以下取浮重度）按土层厚度加权平均值；,z,地面至软弱层顶面的深度；,q,w,uk,地基土极限承载力标准值；,f,a,软弱下卧层经深度修正的地基承载力特征值；,A,0,、B,0,等效基础的长、短边长,桩端硬持力层压力扩散角。,2.5 软弱下卧层的计算,2.6复合载体夯扩桩沉降计算,式中：s 桩基最终沉降量（mm）；,s,沉降计算经验系数，根据地区沉降观测资料及经验确定；,Po对应荷载准永久组合压缩层顶部的附加压力；,n桩基沉降计算范围内所划分的土层数；,zi、zi-1复合载体底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m)；,a,i,、a,i-1,第i层土、第i-1层土底面深度范围内平均附加应力系数，可按；,Esi桩基沉降计算范围内第i层土的压缩模量(MPa)，按实际应力范围取值；,A承台面积(m2),Dh承台埋深（m）,3 复合载体夯扩桩技术的拓展,3.1 大直径复合载体夯扩桩和小直径复合载体夯扩桩,桩径从原来的,400 mm-450mm,拓宽为,300mm-800mm,，单桩承载力从原来的,1000kN,拓展到最大可达,4000kN,。大直径高承载力的复合载体夯扩桩拓宽了该技术的应用范围，该技术是建设部科技成果，既可以适用于工业与民用建筑，还可以应用于市政、桥梁等基础对承载力的要求。,黄村大直径桩试验,桩号,桩径,（mm）,桩长（m）,三击,（cm）,填砖,（块）,干硬性混凝土,（m,3,）,1#,400,10.0,8,108,0.3,2#,400,10.0,8,105,0.3,3#,400,10.0,9,105,0.3,3.2 扩顶复合载体复合地基,该技术是一种采用复合载体技术施工复合地基的施工工艺，这样既发挥了单桩承载力，又利用了桩间土，适用于浅层地基土承载力较好的地基。为充分发挥复合载体夯扩桩承载力高的特点，施工时对桩顶部一定范围内的桩身进行扩径，以便将上部荷载更多地传递到复合载体夯扩桩。,扩顶复合地基,3.3 采用预应力管桩复合载体夯扩桩,该技术用预应力管桩代替了普通复合载体夯扩桩的混凝土桩身，避免了施工过程中造成的缩径，且该技术施工速度快，施工质量易保证，尤其在上部存在淤泥层的海地区，该技术具有极高的应用价值，现在已经在北京、江苏等地区开始采用。,3.4 复合载体抗拔桩,该技术将桩身钢筋伸入复合载体中，充分利用复合载体的抗拔力，这样虽然复合载体夯扩桩桩身较短，但仍可获得较大的抗拔力。,建筑结构2005年关于复合载体技术的增刊,谢谢！,