复合桩基础技术特点与应用简介
海上的孤盗
2023年01月03日 14:14:21
来自于桥梁工程
只看楼主

桩基础简介 桩基础是一种承载能力高、适用范围广、历史久远的基础形式,当浅层地基承载力无法满足上部结构荷载设计要求,可通过桩基础向更深土层传递、消化荷载。桩基础已广泛应用于工业与民用建筑、港口、公路、电力、铁路桥梁等工程中。传统桩基础形式主要分为现浇灌注桩基础以及直接打入/压入预制桩基础两大类,其中灌注桩具有不受地层变化限制,不需要接桩和截桩,适应能力强等特点,既不存在挤土负面效应,又具有穿越各种硬夹层、嵌岩和进入各类硬持力层的能力,但不足之处在于灌注桩工效慢、造价高、质量不易控制、不环保;而预制桩在工厂生产预制,具有强度高、质量可靠、施工功效快、造价低、节能环保等优点,不足之处在于直接打入/压入法预制桩仅适用于软土地区,且在某些软土地区产生的挤土效应较为明显,土层适用范围较为局限。

桩基础简介

桩基础是一种承载能力高、适用范围广、历史久远的基础形式,当浅层地基承载力无法满足上部结构荷载设计要求,可通过桩基础向更深土层传递、消化荷载。桩基础已广泛应用于工业与民用建筑、港口、公路、电力、铁路桥梁等工程中。传统桩基础形式主要分为现浇灌注桩基础以及直接打入/压入预制桩基础两大类,其中灌注桩具有不受地层变化限制,不需要接桩和截桩,适应能力强等特点,既不存在挤土负面效应,又具有穿越各种硬夹层、嵌岩和进入各类硬持力层的能力,但不足之处在于灌注桩工效慢、造价高、质量不易控制、不环保;而预制桩在工厂生产预制,具有强度高、质量可靠、施工功效快、造价低、节能环保等优点,不足之处在于直接打入/压入法预制桩仅适用于软土地区,且在某些软土地区产生的挤土效应较为明显,土层适用范围较为局限。


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复合桩简介

复合桩作为一种新型组合桩基础形式,将外芯固化土桩与内芯预制桩两种桩体结合起来,充分利用外芯固化土桩较大的接触面积来提供侧摩阻力,同时充分发挥较高强度的预制芯桩承担竖向荷载,改善桩基荷载传递途径与深度,并使两种材料的优势得到充分发挥,不仅质量可靠、施工简便、造价低廉,大幅度改善了桩间土的状态,单桩承载力更高,同时大大拓宽了单一桩法、工艺的应用范围。具有较好的经济效益和社会效益。复合桩按内外芯构造可为三类,短芯复合桩、等芯复合桩、长芯复合桩。

 

构造示意图


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复合桩起源

复合桩概念与应用起源于日本,当时大多采用型钢、钢管桩等作为劲芯桩,植入于直径较大的水泥土桩内,用在桩基或者基坑支护结构。上个世纪90年代初我国多地高校、科研院所与工程公司陆续展开对复合桩技术的研究与应用,随着生产水平的提高和科学技术的发展,桩基设备、桩基的类型、工艺、设计理论、计算方法和应用范围都有了很大的发展。复合桩技术可广泛应用于工业与民用建筑、公路与铁路桥梁涵洞、城市轨道交通、各类风电铁塔及变换流站等不同项目类型的桩基工程。以下主要介绍北京中岩大地科技股份有限公司自研的两类复合桩技术:DMC桩与EMC桩。



PART TWO

高速高压搅喷复合桩(DMC桩)

- Super Deep Mixing Composite Pile -

 

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DMC桩简介>>



     高速高压搅喷复合桩(DMC桩)是采用DMC搅拌钻机辅以固化材料、新型减阻剂快速钻进搅拌原位土体形成稳定、均匀的固化土桩后,同心植入预制芯桩,   

预制芯桩与固化土桩协同抵抗上部结构荷载的高性能新型组合桩。 DMC桩是在水泥土复合管桩基础上 的进一步升级与突破, 属于非取土植桩。该工法结合了高速搅拌固化土桩的高效稳定、高摩擦阻力及预制芯桩自身所具备的预制化、高强度特点,具有施工功效高、质量稳定、经济环保、承载力高等优点,可有效控制上部结构沉降,是一种针对中软土地区较为理想的地基基础形式。 可应用于竖向抗压、抗拔以及抗水平力等工况桩基工程。


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DMC桩适用地质>>

DMC桩适用于淤泥质土、填土、黏性土、粉土、砂土、强风化软质基岩等地层。

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DMC桩施工工艺流程>>

 


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DMC桩施工设备>>

DMC桩通过高速深层搅喷钻机与自动化设备控制系统,可实现智能化施工,将扭矩、深度、速度、倾角、下压与提压力等数据进行实时监测记录;

设备最高搅拌速度可达60转/分均匀度更好;提供主动下压力,下钻速度可控,硬土层穿透能力强;

     
     
     

全液控驱动,负载适应能力强;中置动力头,设备重心低,稳定性好,安全性高;履带底盘,行走转场方便快捷。

     
     


   

实时监测 实时反馈


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DMC桩优势 >>

 


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DMC桩典型项目 >>


     
     



雄安体育中心项目


通过优化设计,一场两馆三个单体建筑桩基部分全面采用DMC桩技术,较大程度解决了雄安地区集中建设砼供应难题,相比灌注桩节约工期20%,节省造价10%。




     
     



腾冲丽彩·十里荷苑项目


现场同时施工旋挖灌注桩与DMC桩,一台旋挖机每天完成3-4根灌注桩施工,一台搅拌机+静压机每天完成10-12根DMC桩施工,造价相比灌注桩节省10%。




PART THREE

异位搅拌植入复合桩(EMC桩)

- Ectopic Mixing Composite Pile -

 

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EMC桩简介>>


     异位搅拌植入复合桩(EMC桩)是取土植桩工艺的进一步创新与突破,EMC是采用EMC钻机等设备引孔取土至设计孔深,将取出土在施

场通过专用筛土混合 设备在异位搅拌为固化土,再通过钻杆芯管将固化土回灌压送至孔底, 边压送固化土边提钻直至桩顶标高,形成稳定、均匀固化土桩后,同心植入预制芯桩,形成一种预制芯桩与固化土协同工作承 受上部结构荷载的新型组合桩。

     EMC桩相比传统取土植桩最大优势是无需泥浆护壁无泥皮无沉渣,充分利用原状土体,减少外运渣土,是一种针对中硬土地区较为理想的地基基础形式。 可应用于竖向抗压、抗拔以及抗水平力等工况桩基工程。


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EMC桩适用地质>>

适用于填土、黏性土、密实粉土、密实砂土、圆砾、卵石、强风化基岩等地质条件。

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EMC桩施工工艺流程>>


 
 


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EMC桩施工设备>>

EMC桩通过超大功率EMC钻机引孔钻进,最高转速可达20转/分,最高扭矩可达10T*m,钻进效率高;最大起拔力可达68吨,取土置换效率高;通过螺旋钻进,复杂地层穿透能力强。后台搅拌混合机设备体积小,便于组装与移动,通过电机转速控制下料,可实现自动化、精准化、智能化,具有筛土功能以及一定的破碎功能,固化土搅拌更均匀,质量可见可控性强。

     
     
     

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EMC桩优势 >>

 


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EMC桩典型案例 >>


     
     



北京工人体育场项目


通过优化设计,相比灌注减少桩长约1/3,工程量大幅减少。实现引孔植桩流水化施工,工效高于灌注桩施工工艺,同等设备数量的情况下,可节约工期25%。充分利用原状土,不受原材料的运输、供应和加工周期等外部因素对工期造成的影响。本项目科技成果《密实砂卵石层水泥土复合管桩研究与应用》通过北京市住房和城乡建设委员会组织的科技成果鉴定,达到国际先进水平。




PART FOUR

DMC桩与EMC桩工作特点总结

- Summary of work characteristics -

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荷载传递

     上部荷载通过芯桩传递给固化土桩,再通过固化土桩传递至桩侧土层及桩端。   

    固化土桩充当了芯桩与桩侧土之间的传递介质。


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桩侧土摩阻力的发挥,取决于固化土桩的施工质量

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DMC桩通过高速(60r/min)原位搅拌成桩,任意位置搅拌次数不低于300次,保证固化土更均匀,固化土桩质量更稳定;

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EMC桩通过将取出土在现场异位搅拌为固化土,保证固化土更均匀,固化土质量可见可控更稳定;

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智能化施工设备实时监测固化土桩的施工质量。


     



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优化设计

通过优化设计,使内外芯界面破坏与桩身破坏相协调,通过变化桩身材料强度或外芯周长及桩长和固化剂掺量,使内外芯达到最佳匹配关系,桩身材料最充分利用;

 


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内德维德
2023年01月04日 10:55:28
2楼

不错的资料,谢谢分享。。。。

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