1、螺锁式混泥土种植桩施工方案 项目：申菱广场（暂定名） 目录目录一,工程简介及依据二,桩基基本要求三, 桩与桩机的选型四，水泥土搅拌桩现状五, 试桩及静载要求六, 螺锁式混泥土种植桩施工要求七，螺锁式混泥土种植桩施工顺序八，螺锁式混泥土种植桩经济性对比九，不采用长芯桩螺锁式混泥土种植桩原因十，衍生新桩型介绍十一，螺锁式混泥土T型维护桩施工方案十二,螺锁式混泥土种植桩计算螺锁式混泥土种植桩施工方案一、工程简介及依据项目名称：申菱广场（暂定名）勘察单位：宁波华东核工业工程勘察院提供申菱广场项目岩土工程勘察报告(详细勘察)勘察编号：GK2015-146委托单位：宁波石浦半岛酒店有限公司依据：建筑地基基2、础设计规范 (GB5007-2011) 建筑地基处理技术规范 (JGJ 79-2012) 建筑桩基技术规范 (JGJ94-2008) 建筑基桩检测技术规范 (JGJ106-2014) 机械连接先张法预应力混凝土竹节桩 （2013浙G32） 劲性复合桩技术规程 (JGJ/T 327-2014)工程概况拟建的申菱广场工程位于象山县石浦镇玉泉路东侧南屏路与兴港路之间。拟建工程分商业地块和住宅地块。商业地块用地面积9710.24m2，总建筑面积30040 m2,其中地上建筑面积22440m2，地下建筑面积7600m2。拟建物由4F（部分5F）高度30m的商业楼及附属设施组成，框-剪结构，最大墙底力初估3、为1500KN/m，地基允许变形5mm。住宅地块总用地面积23243.12m2，总建筑面积73120m2，地上总建筑面积53520m2，地下总建筑面积19600 m2，由9栋9F-16F（高度26.9-47.5m）住宅（1层商业）楼组成，框-剪结构，最大墙底力初估为1500KN/m，地基允许变形5mm。二、桩基基本要求本工程室内标高0.000相当于黄海4.100m;建筑桩基设计等级为乙类。三、桩选型根据场地工程地质、水文地质条件和经济合理性综合考虑，选用螺锁式混泥土种植桩。1 螺锁式混泥土种植桩定义： 螺锁式混泥土种植桩是根据工程设计所需要复合桩的外径大小和深度、土层分类以及水泥土桩的桩身强度4、的要求，来确定水泥土的级配与施工工艺及方法，并通过直接干喷射水泥或水泥沙浆至土体中，经过九轴正反转叶片的钻机（叶片上带有喷浆口机械设备施工）将土体与水泥搅拌均匀,在水泥土桩的质量符合设计要求后直接插入异型桩后形成的复合桩基。2 设备介绍和优势：a, 为了满足当时建筑工程所需,兆弟控股在1993年就设计和实现全球最先进的大型液压静压桩机设备开发。随着建筑物高度越来越高，体量越来越大,地下室开挖深度越挖越深,原有的施工设备也越来越无法满足现代建筑对施工设备的实际需求了。兆弟集团为了研发满足现代建筑需求的该类施工设备，抓住未来发展趋势，经过了7年的默默付出和不懈努力，终于在2015年自行研发成功“z5、b-2自控万能节源环保深搅一体机”。 其构造如下图：zb-2自控万能节源环保深搅一体机 1-正钻转杆 2-反转转杆 表示一道十道搅拌叶片b, 我公司zb-2自控万能节源环保深搅一体机适用于螺锁式混泥土种植桩和螺锁式混泥土种植维护桩的桩基和基坑支护施工。该设备不仅能实现深层水泥砂浆等搅拌桩的施工，还可以植入各类预制桩、插入沉管灌注桩等，也能完成钻孔灌注桩的目标。特别适用于螺锁式混泥土种植桩的整体式施工，速度快，质量有保证。如果采用螺锁式异型预制桩，那么它的接头防腐性能比桩身年限还要长得多，桩与承台连接就能满足GB50007-2011的有关强制性规定了。c, zb-2自控万能节源环保深搅一体机采用6、九轴正反钻即5根正钻钻杆4根反转钻杆,轻而易举的进入原土中，并在同一平面内同时有18把搅拌杆刀片在破碎土体;钻杆端部不到900mm范围内同时有108把搅拌杆刀片在同时正反转粉碎土体。同时通过搅拌叶片上方的扇形喷浆孔喷射水泥浆液，与粉碎土体颗粒均匀结合。特别值得一提的是，该钻杆上搅拌叶片与钻头的设计已超越国内外最先进的同类型设备,技术上的优势在于：一、从钻杆端部的钻头设有特殊的出浆八字型口；二、上面设有2道横向粉碎搅拌叶片；三、设有1道带角度的搅拌叶片；四、第5与7道搅拌叶片中间增设了带有角度的纵向翻土叶片（即第6道叶片），而第6道叶片能把该水泥土桩径范围内的土体完整性地翻个遍；五、第8、9、17、0三道搅拌叶片可以将翻上来的土体再次粉碎。通过对设备上的10道搅拌叶片功能上的特殊的设计，能轻而易举地粉碎土体了，能够保证颗粒细小均匀。因此，水泥、建筑垃圾砂浆等材料就能毫无死角地喷注入土体内，并能均匀拌和混凝成一个整体，只有这样才能确保桩身的质量万无一失。d,该设备完全还可以按设计要求与根据地质情况（即土体的松软情况）控制钻杆入土的速度（快与慢）、钻杆停留时间、喷浆量和设备压力等参数，在土体各持力层上形成水泥土扩大头，并与土体结合构成咬合力更强、承载力更高、结合更加紧密的水泥土桩,见图10.0.因此，zb-2自控万能节源环保深搅一体机是采用全智能、全自动化的理念来实现“全球首创”和独一无二的8、设备。 e, zb-2自控万能节源环保深搅一体机采用了九轴及正反转叶片的钻机将土体与水泥很容易搅拌均匀,克服劲性桩机采用的单轴成型技术的缺陷，即钻头与叫片无法将土体完全打碎，造成土体与水泥结合时出现大面积空鼓，影响水泥土桩的质量。f, zb-2自控万能节源环保深搅一体机另一个显著显著的优点是九钻杆可以根据地质情况，通过设备参数控制，自动对接钻杆，调整钻杆长度，真正实现了设备的全自动化理念。钻杆每节长度15米，最多能接4节，故钻杆最长60米，真正实现水泥土深层搅拌功能，克服了劲性桩机钻杆偏短，部分地区土层无法做成等芯桩，影响复合桩单桩承载力的发挥。g, zb-2自控万能节源环保深搅一体机真正实现9、一机多用的功能，即在水泥土桩施工完毕后，预制桩种植施工也是在同一台设备上完成的。在提钻后，设备转换成预制桩施工模式，通过吊机自动将预制桩吊装到位，精确对中，再利用自带震动的送桩器将预制桩送至设计标高。整个过程做到了高效、准确、迅速和便捷，更能避免组合式桩机来回移动对土体和桩身的质量的影响。3 技术优势a,螺锁式混泥土种植桩中的异型桩凹凸面能分段承载各段桩身与水泥土桩与其它桩的剪切力，并且每段凹凸能够自行解决该段的粘结摩擦力，因而彻底解决了复合桩中圆形或方形预制桩在承载力较大时，由于无凹凸而出现与水泥土桩粘结面脱离的现象。所以螺锁式混泥土种植桩发挥了复合桩的优势，克服了与预制桩粘结会分离的缺陷，10、形成了一种全新的桩型。b, zb-2自控万能节源环保深搅一体机彻底解决了单轴搅拌机搅拌长桩时不能把土体完整粉碎，无法与喷注水泥均匀搅拌等问题。不但解决了深层搅拌，还彻底解决了打、压桩难、流砂以及土层中流动水土造成坍孔等问题。C,最重要的一点是所有特征的数据都可以直接储存，每根桩的原材料用量与压力及预制桩长度等都会真实的记录到电脑数据库里，彻底解决了人为因素的干预。4 经济优势经济效益显著，该螺锁式混泥土种植桩与现有的预制桩相比，能节约一半；与钻孔灌注桩相比节约2倍以上投资成本。5 选用规格：混泥土规格：850x850(正方形) 长度：36米6 竹节桩规格：T-PHC-A600-560(140)11、-12-12-12 长度：36米7 桩体进入土层情况：螺锁式混泥土种植桩进入6-1层持力层约1m左右。四、水泥土桩现状由于现有国内国际搅拌桩桩机对工程均采用单轴，因为只有一个方向转动的叶片，从而造成没有反方向的钻杆和反向叶片,不产生反向力，无法将土体反方向进行粉碎,缺少一道粉碎土体的工序，所以部分土体中会为出现大的土块体,并且土块体土里无法喷注入水泥沙浆、水泥及化学材料充分结合, 特别是在土的黏性比较大，且含水量对于下沉喷浆的机械，在提钻过程中，部分黏性土会随钻杆提升一并上升，这种现象叫做包钻。包钻会引起桩的某一深度处形成空洞，严重影响桩的承载力。另一方面现有的国内设备钻头升降与供料系统非联动12、操作，加上堵管等影响，单位桩长的供灰量不准确，常常造成沿桩长方向桩身强度过大的差异，不少桩身的芯样不能成型，在收集到的100余根粉喷桩的抽芯检测资料中，全桩桩身完整者仅3根，问题不容忽视（以来数据及内容源于湖北省土木建筑协会理事会理事袁内镇关于“关于深层搅拌水泥土桩应用中的几点浅见”文章）。这样一来就无法保证全桩质量的可靠性,因为在上个世纪八十年代已经就有大量的工程应用搅拌桩,可是在本世纪初就基本被禁用,有些地市还发了相关禁用的通知等。我公司在2012年在江苏张家港市杨舍镇福前村“福东苑”项目就开始水泥土复合桩的试验方面工作。试验分两部分：第一部分在原土中分别打入管桩、方桩、竹节桩各六根，桩长13、15米，共18根；第二部分先打入水泥土桩，桩长15米,然后分别打入管桩、方桩、竹节桩各六根，桩长15米，共18根。通过对比试验显示，不打搅拌桩的管桩、方桩、竹节桩的单桩承载力基本没有提高。在复合桩试验中单桩承载力都有所提高，但搅拌桩后插竹节桩的单桩承载力提高尤为突出，基本平均可以提高250%。我公司对这次试验的目标是想在这个试验成功后,要全面投入推广搅拌桩插预制桩的愿望,为让试验流程更正规，结果更严谨、更客观、更科学、更具说服力,董事长决定邀请国内外知名专家,联合同济、浙江大学等来协助该项目试验桩的实验开展。经过3年半的努力，终于在2015年底成功地完成了试验项目,并取得理想的效果，故命名该类14、桩型为“螺锁式混泥土种植桩”。五, 试桩及静载要求1 本工程基础采用等芯的螺锁式混泥土种植桩，即桩机的九轴正反转杆通过直接喷射水泥砂浆至土体中,形成850x850正方形混泥土，在初凝前插入600-560竹节桩。2 外芯850x850混泥土桩有效桩长36m,中间内芯竹节桩T-PHC-A600-560(140)-12-12-12竹节桩, 桩径为600-560mm,有效桩长为36m;桩顶标高-2.060（黄海）。3 单桩竖向抗压承载力特征值为：4000KN；单桩竖向极限抗压承载力：8000KN4 静载要求由于需先行静载试桩，因此静载桩顶需施工至现有地面，黄海高程约3.200，以上桩均需增加约6米桩长15、，故对螺锁式混泥土种植桩要求如下：a, 由于外芯混泥土桩不加长至地面做静载，故有效桩长为：36米(上部不带混泥土搅拌桩)；b, 由于内芯竹节桩加长至地面做静载，故有效桩长调整为：T-PHC-A600-560(140)-12-12-12， 桩长42米；(上部不带混泥土搅拌桩)c, 螺锁式混泥土种植桩要求试桩加载至：8340KN。六, 螺锁式混泥土种植桩施工要求1 搅拌桩施工时，停浆面应高出桩顶设计标高300500mm。2 混泥土桩水泥掺量为18%，宜采用32.5级以上普通硅酸盐水泥或矿渣水泥(内掺3%专用固化剂)。在标准养护条件下水泥土28d龄期（边长为70.7mm立方体）立方体抗压强度加权平均16、值不宜低于1.5MPa，采用钻芯取样法。3 混泥土桩水泥砂浆用量20% 30%.4 施工时应防止冒浆,应做好施工记录，重点是每根桩搅拌时间、水泥用量。5 竹节桩沉桩方式暂定为静压法，以桩长控制。6 压芯工序宜在水泥土搅拌桩成桩后6小时内进行。7 竹节桩插入时垂直偏差不应超过0.5%，在压芯前应复查压桩机构导向架垂直度。8 竹节桩入土1m后应停止下沉，由专人沿两个方向核对芯桩垂直度，确认无误后方可继续沉桩。七，螺锁式混泥土种植桩施工顺序1 螺锁式混泥土种植桩首先根据规划与施工图进行定位放线,并经相关单位及负责人确认后施工机具就位、桩机调平对准钻头；2 制备水泥、水泥沙浆；3 正反转杆钻入土层下沉17、；4 按施工图要求及实际施工所需要调整快、慢转速、多喷或少喷,应符合工程质量所需决定搅拌钻杆提升速度快、慢；5 根据地质情况和实际施工来确定是否复搅复喷；6 关闭搅拌设备；7采用整体式施工机械时，旋转桩架、竹节桩定位；8 水泥土初凝前沉桩、接桩、送桩送到标高前进行振动后至设计标高；9 移位，进行下一根桩施工。八，螺锁式混泥土种植桩经济性对比 表7.0螺锁式混泥土种植桩经济性对比对比内容 对比桩型水泥土桩桩长竹节桩桩长竹节桩进入持力层深度复合桩单桩承载力 特征值承载力提高备注劲性复合桩25米36米6米2200KN抗压承载力提高82%螺锁式混泥土种植桩中由于水泥土成本比低，故增加水泥土的长度，承载18、力比原来提高82%。螺锁式混泥土种植桩36米36米1米4000KN九，不采用长芯桩螺锁式混泥土种植桩原因1 长芯桩由于端部有一定长度的桩身是不被混泥土包裹，在施工时该段桩在土层也有一硬度,那么在静压或施工时就要增加配重,随着配重的增加,对施工场地的负荷（地面承载力）也要相应提高,增加了加固施工场地的成本（如填渣和挖渣成本）,并拖延工期等。若不采用等芯桩，沉桩施工中必定影响桩身质量, 而且桩身的抗压承载力不能按0.85系数取值，极大的影响的单桩承载力的发挥。2 预制桩由于一部分被水泥土包裹，一部分在土层中，故在施工时在复合段沉桩较为容易，但进入土层时就比较困难，容易产生比较大的误差，这样对于沉桩19、质量就无法得到保障。3 由于水泥土的成本比较低，增加一部分的水泥土,确能极大的增加单桩抗压承载力特征值，具统计单桩承载力特征值能够提高82%，经济上性价比较高。十，衍生新桩型介绍1,螺锁式混泥土种植桩在施工过程中通过对速度、喷浆量、钻杆停留时间等参数的控制，可以形成变截面混泥土桩，该桩像竹节桩一样，提高了水泥土与土层之间的咬合力，如下图： 图10.0 等截面混泥土桩与变截面混泥土桩2,异型T型桩是桩身成T字形，并根据地下连续墙与排桩特点相结合的预应力混凝土异型维护桩。当T型桩与水泥土相结合时，能够有效的起到止水帷幕和基坑支护的双重的作用。相比地下连续墙+止水帷幕或者排桩+止水帷幕，施工速度更快20、，支护和止水效果更好，造价上更经济。螺锁式T型桩和螺锁式混泥土T型维护桩如下图： 螺锁式T型桩螺锁式混泥土T型维护桩十一，螺锁式混泥土T型维护桩施工方案1） 螺锁式混泥土T型维护桩的搅拌墙施工可采用zb-2自控万能节源环保深搅一体机，它钻进搅拌施工顺序如下所述。跳槽式双孔全套打复搅式连接是常用的方法。施工时先施工第1单元，然后施工第2单元。第3单元的A轴及C轴分别插入到第1单元的C轴孔及第2单元的A轴孔中，完成套接施工。依次类推，施工第4单元和套接的第5单元，形成连续墙，如图11.0（a）;当施工场地受限制时可采用单侧挤压式连接方式，如墙体转角处或施工间断的情况下，施工顺序如图11.0（b）所21、示，先施工第1单元，第2单元的A轴插入第1单元的C轴中，边孔套接施工，依次类推施工完成螺锁式混泥土种植维护桩的搅拌墙体。2） zb-2自控万能节源环保深搅一体机的钻杆在下沉和提升过程中均应注入水泥浆，并严格控制下沉和提升速度，喷浆下沉速度应控制在0.51.0m/min,提升速度应控制在1.02.0m/min,桩底部分适当持续搅拌注浆，并尽可能做到匀速下沉和提升，使水泥土和原地基土充分搅拌。. 图11.0 zb-2自控万能节源环保深搅一体机水泥土搅拌墙施工顺序6将zb-2自控万能节源环保深搅一体机的集料斗中加人适量清水，开启灰浆泵，清洗压浆管道及其他机具，然后移位再进行下根水泥土桩的施工。7 插22、入异型桩 zb-2自控万能节源环保深搅一体机的水泥土搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放异型桩。异型桩插入宜在搅拌桩施工结束后30min内进行，插入前应检查其规格型号、长度、垂直度等，以满足设计要求。异型桩插入应采用牢固的定位导向架，先固定插入异型桩的平面位置，然后起吊异型桩，将异型桩底部中心对正桩位中心并沿定位导向架徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内。必要时可采用经纬仪校核异型桩插入时的垂直度，异型桩插入到位后用悬挂物件控制异型桩顶标高。异型桩插入宜依靠自重插入，也可借助带有液压钳的振动锤等辅助手段下沉到位，严禁采用多层重复起吊异型桩并松钩下落的插入方法。8.涌土处理由于水泥浆液的定量注入搅23、拌和异型桩插入，一部分水泥土被搁置换出沟槽，采用挖土机将沟槽内的水泥土清理出沟槽，保持沟槽沿边的整洁，确保桩体硬化成型和下道工序的继续，被清理的水泥土将在24h后开始硬化，随日后基坑开挖一起运出场地。6.8.4螺锁式混泥土T型维护桩芯桩施工时应符合下列规定：1） 可采用静压法、种植法等方式施工，不应采用锤击方法；2） 桩顶在设计标高处的平面位置，垂直于T型桩墙轴线方向（水平方向）允许偏差不应大于50mm;垂直T型桩墙轴线方向（垂直度）的允许偏差不应大于20mm;3） 异型T型桩宜采用单根依次插入的方法，不的出现脱榫现象。4） 异型T型桩墙轴线不得出现明显弯折。当板桩偏离轴线产生平面扭转时，应在后沉板桩中逐根纠正。5）对混泥土异型T型桩的榫槽竖向空腔应按设计要求进行处理。当设计无要求时，应采用模袋混凝土或砂浆填塞，混凝土和砂浆的强度不宜低于20Mpa。填塞前，应清除空腔中的泥土和杂物。十一，螺锁式种植桩计算