螺杆桩与管桩设计与施工对比

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螺杆桩施工的若干方面阐述

螺杆桩施工的若干方面阐述

螺杆桩施工的若干方面阐述概述螺杆桩是上部位圆柱型、下部为螺丝型的变截面异形桩。

适用于淤泥质粘土、粉质粘土、粉土、砂性土层等软地层。

螺杆桩作为建筑桩基础中一种节能减排桩型,在建筑施工中得到广泛应用。

1、螺杆桩的成桩原理成桩时,动力头在直流电机控制下带动螺杆钻具旋转运动,同时在主卷扬绳的拉力下沿主塔轨道做竖直上下移动。

下钻时,动力头正钻,主卷扬加压,采用非同步技术,通过电气控制系统实现动力头转速与主卷扬加压非同步控制,挤压土体形成螺杆桩圆柱段至设计标高。

随后采用正向同步技术,通过电气控制系统实现动力头转速与主卷扬加压同步控制,使土体形成螺纹段孔至设计深度。

提钻时,动力头反转,主卷扬提升,采用同步技术,通过电气控制系统实现动力头转速与主卷扬加压、提升过程完全同步化,连续提升钻杆至地面,在提钻同时管内泵压混凝土灌注成桩,最后放钢筋笼。

2、螺杆桩成桩设备目前市场常用的螺杆桩设备有步履式螺杆桩机和履带式螺杆桩机,都采用机、电、液压一体化,动力头扭矩额定值一般在250 KN.m~450KN.m之间,同步控制性稳定。

2.1主要结构如图1:主要由机架、动力头和螺杆钻具三部分组成。

2.2主要技术参数如下表:3、螺杆桩成桩工法及特点螺杆桩成桩工法是在施工过程中采用动力头带动钻具旋转挤压土体成孔,管内泵压混凝土连续成桩。

特点:(1)施工无噪音、无振动。

(2)与长螺旋灌注桩、普通泥浆护壁成孔灌注桩相比,有着承载力高的明显优势及无泥浆污染和弃土问题。

(3)与其他类型桩相比工期短、施工效率高、沉降小、造价低。

(4)螺杆桩技术解决了预应力管桩无法在砂卵石、卵石密度大于30%及强风化岩层施工及挤土负效应、长螺旋灌注桩桩端虚土、现浇混凝土全螺纹桩体桩身承载力不足的难题。

(5)螺杆桩独特的施工工法是任何桩型成桩工法都无法比拟的,体现了环保和节能的优势。

4、螺杆桩施工要点(1)桩机就位,对中。

(2)调整钻杆垂直度。

(3)钻进成孔:A.下钻:螺杆桩机采用正向非同步技术控制(即动力头输出轴转多转,钻杆竖直方向移动一个螺距。

长螺旋管桩对比

长螺旋管桩对比

预应力管桩与长螺旋灌注桩优缺点一、长螺旋钻孔灌注桩(CFG)在施工过程中出现的问题。

长螺旋钻孔管内泵压灌注成桩工艺是刚性桩复合地基和灌注桩广泛使用一种施工工艺。

通常认为其在地下水位以上才可以使用。

通过实践证明,其在海南地区施工的确存在一些技术问题需要解决。

1、施工机械方面钻机对土的剪切能力不足,电机电流强度的需要加大,钻机架的刚度不够等。

现在使用的螺旋钻孔灌注桩机,大多是针对在北方地区施工而设计的。

所以在海口等南方地区施工时以上问题就暴露出来。

例如:海口某工程,长螺旋钻孔灌注桩在施工第二根桩时按原设计钻进深度为17.5米,但是当钻杆拔到13米处,因钻机拔出速度稍慢一些,就被砂层抱死。

控制室内动力头的电流强度显示为200A,已达到了电机电流的极限。

在强行拔钻杆的过程中,发生钻架严重扭曲变形的重大机械事故。

2、成桩工艺方面由于海口地区的地基土层中的结构比较复杂,钻机对土的穿透能力不足造成施工时间比以往经验值要长。

实际工程中往往要≥1小时才能完成一根桩的施工。

加之土层中的地下水位高,使混凝土要在水位以下灌注。

这对在成桩过程中,桩端混凝土的初凝系数有一定影响。

在工程设计中,长螺旋钻孔灌注桩一般为通长配筋。

但是由于海南地质条件的特殊性,上部硬砂层的存在,通常导致在施工过程中不能满足设计的配筋要求,往往只能震送钢筋笼7-8米。

造成桩身不能满足设计要求。

3、工程材料方面长螺旋钻孔灌注桩成桩工艺的关键在于泵送混凝土。

成桩过程中必须保证排气阀正常工作。

泵送的混凝土要有良好的可泵性和流动性,防止发生离析泌水。

但是实际施工中也存在坍落度达不到规范要求的现象。

坍落度过小,影响泵送效率甚至发生堵管;坍落度过大,则易离析泌水。

由于海南省的地质结构中,地下水位普遍的偏高,使得混凝土在灌注后未初凝即产生流失,容易导致长螺旋钻孔灌注桩出现断桩、缩径等不良桩身质量现象。

4、弃土的处理问题长螺旋钻孔灌注桩的施工效率高,成桩速度可以达到:15-22米/根/天>30-50根。

管桩与旋挖桩方案对比

管桩与旋挖桩方案对比

钻孔回填端承桩与旋挖桩方案对比一、技术对比1、旋挖桩:可以解决桩端进入持力层,但混凝土现场浇筑时桩身混凝土垂直度难以保证,若出现质量问题,后续处理较复杂、耽误较长工期。

2、预应力管桩:局部区域管桩较难进入持力层,遇地下障碍物桩身质量不好保证,但可采取钻孔回填端承桩基础的施工工艺,解决上述问题。

该工艺将旋挖桩施工工艺优点与管桩施工工艺优点相结合,且该工艺已经取得技术专利,并广泛应用于类似地质情况得项目。

如:遂宁安居百汇广场(总承包单位:四川省第三建筑工程公司)、中铁轨道高科技产业园(总承包单位:中铁二局集团建筑工程有限公司)、宜宾邦泰国际社区(建设单位:宜宾邦泰置业房地产开发有限公司)。

二、成本对比1、旋挖桩:本项目采用φ1000、φ1200、φ1400、φ1600的旋挖桩,桩位数约930根,平均桩长约13米,工程量约12000米。

1)旋挖桩成本:12000米*1800元/米=21600000元2)检测费用:静载(检测比例总桩位数1%):10*25000元/点=250000元小应变(检测比例100%):930*120元/根=111600元声波透射(检测比例10%):930*10%*600元/根=55800元钻芯取样(检测比例10%):930*10%*400元/根=37200元合计:21600000+250000+111600+55800+37200=22054600元2、钻孔回填端承桩基础:本项目若采用钻孔回填端承桩基础施工工艺,采用PHC-AB500(125)桩,单桩承载力1800KN-2000KN,桩位数约2000根,平均桩长约13米,工程量约26000米。

1)管桩成本:① 26000米*285元/米=7410000元②钻孔回填:2000根*10米/根*200元/米=4000000元③锥形桩尖:2000个*350元/个=700000元2)检测费用:静载(检测比例总桩位数1%):2000*1%*12000元/点=240000元小应变(检测比例20%):2000*20%*120元/根=48000元合计:7410000+4000000+700000+240000+48000=12398000元三、工期对比1、施工效率对比2、检测工期旋挖桩受混凝土现场浇筑工艺限制,必须待混凝土28天龄期到后,才能进行静载检测。

螺杆桩技术施工工艺及技术要点分析

螺杆桩技术施工工艺及技术要点分析

螺杆桩技术施工工艺及技术要点分析螺杆桩技术通过采用特制螺旋钻孔装机进行桩体施工,在施工过程中螺纹钻杆能够在旋转过程中挤压周围土体,然后成孔后在桩杆提升中进行泵压混凝土,随即形成一定的桩体。

螺杆桩技术是普通灌注桩的创新和改进,其具有单桩竖向承载力高、施工简单、成桩稳定、无污染等一系列优势,在建筑工程基础桩施工中具有非常广泛的应用。

本文将通过经验总结及理论分析,对螺杆桩技术及其施工要点进行相关探讨分析,以供相关工作者进行参考。

标签:螺杆桩;施工技术;施工工艺螺杆桩技术是受到“螺丝钉比钉子牢固”的原理启发,将该新型桩技术应用于建筑桩基础施工中,让其牢固性得以发挥和体现。

螺杆桩技术起源于日本,在高强度钢纤维混凝土预制螺纹桩的基础上创新而成,该技术运用常规混凝土灌注技术和独立施工工艺,形成具有一定技术优势的螺杆桩技术。

随后在桩基础施工中得到广泛应用,与其他类型桩基础施工有非常明显的技术优势,本文将对螺杆桩技术施工工艺及技术要点进行探讨分析。

一、螺杆桩技术原理螺杆桩基本结构为上端圆柱形,下端为螺丝形的组合桩体(图1),在高强度预制混凝土纤维螺纹柱的基础上改进创新而成。

该桩体施工技术在施工中能够在上部松软土体中形成圆柱形桩体,下部砾石坚硬层中形成密实的螺纹形桩体。

当桩体受到负荷力后螺纹段将进行侧向下的受力压缩,螺杆根部螺母受到一定程度的剪切力,桩体承载力来源于上部圆柱状侧面摩擦力,下部螺纹段抗剪力和螺杆端承载力。

主要承载力便来源于螺纹段抗剪切力,该段受力程度能够满足建筑附加应力和桩体刚度变化的要求。

在施工过程中不仅能够使桩体较多的深入受力层,而且能够压实下部土体,在增加桩端和桩侧阻力同时,进而提高单桩承载力。

二、螺杆桩施工要点2.1螺杆桩施工机械与设备螺杆桩施工机械与设备主要包括螺杆灌注桩机、强制式混凝土搅拌机、混凝土高压泵装置与管路系统、混凝土泵送车及导管系统等组成。

其中螺杆桩机分步履式和履带式两种,两者只有在行走机构上有所区别,其他组成部分均相同。

螺杆灌注桩工程实例分析与总结

螺杆灌注桩工程实例分析与总结

螺杆灌注桩工程实例分析与总结摘要:基础的成本是项目成本的关键因素,应对桩基的新工艺要有灵敏性。

螺杆桩是一种具有很高使用价值的新型桩,由我国自主创新的专利技术,对传统桩工艺技术进行了关键性的变革。

本文从实际的工程的角度,对以承受竖向压力为主的和竖向承载力要求较大的项目,桩基施工难度高的,对比了其他施工工艺和桩基的情况,凸显出螺杆桩的适用性、经济性和施工的便利性。

以实际工程的对比,以指导工程实践,具有重要的理论和工程意义。

关键词:螺杆桩;桩基;关键性变革;经济性一、螺杆灌注桩螺杆灌注桩是一种“上部为圆柱型,下部为螺丝型”组合式灌注桩,简称“螺杆桩”。

螺杆灌注桩技术是在吸收了AJ桩(一种由混凝土和钢纤维预制而成的全螺纹桩)、全螺纹灌注桩等技术优点的基础上,由我国自主创新的一种涵盖桩、成桩设备、成桩工法于一体的螺纹型灌注桩专利技术,对传统桩工艺技术进行了关键性变革,具有以下技术特点:1.成孔成桩一次性完成,杜绝因孔壁塌方造成的安全事故;2. 桩身带有螺纹型构造,显著提高土体承载力;3. 施工高效,用材节约,可有效降低工程造价;4.施工微取土,无需泥浆护壁,无噪音和震动。

螺杆桩是一种具有很高实用价值的新型桩,将常识中“螺丝钉比钉子牢固”的道理运用在桩与桩施工中,使其更牢固的特点得以实现。

螺杆桩是采用了变截面的构造形状,成孔过程中桩侧土体受到挤压,加密作用,成桩后部分土体形成螺纹,而桩侧土体形成螺母。

螺杆桩上部的柱体段在荷载传递过程中,加大了受压面积,提高了桩身刚度和对螺纹段功能发挥起到承上启下的作用。

螺杆桩适用于淤泥质黏土、黏土、粉质黏土、粉土、砂土层和粒径小于30mm 的卵石层及强风化岩等地层。

图一螺杆灌注桩大样图图二螺杆灌注桩成桩工艺过程示意图二、工程概况、地质情况和基础选型某工程位于广东省广州市增城区,地上32层,地下3层,建筑高度97.9m,抗震设防烈度为6度(0.05g)、地震分组第一组,设计特征周围未0.45s,建筑场地土类别III类场地,属于抗震不利地段。

小议建筑中螺杆型长短桩复合地基的设计与施工

小议建筑中螺杆型长短桩复合地基的设计与施工

参照 《 建筑地基处 理技术规 效快 ,日成桩 ( 直径4 0 omm)4o o 范 (GJ9 02 0—50 O| 0 J 7 —20 )中复合地基 承载力的计
2 )选择 刚性 的长桩时 ,选用 了螺杆桩 。 该 桩 型 主 要 技 术 特 征 表 现 为 “ 部 为 直 线 上 型 ,下部 为 螺丝 型” ,因此 更加符 合在 荷载

部直 线型 在软 弱 土层 中桩 体 刚度好 ;下 部螺
丝型 桩体 处理 在较 好 土层 中 ,受 力特 征 变为 根据 式 ()计算可 得长短 桩复合 2 剪切 作用 ,可提 高承 载力 。螺 丝部 分可 节省 体 以适 应附加 应力 由上而下减 小的特 征 , 于 地基承载 力特征值 : 用 压 缩土 层较 厚的 地基 。从 复合 地基 应 力场 和 3 )长 桩 置换 率 设 置为 0 0 8 比常 规 .2 , 根 据式 ( )计 算 可得 长短 桩 的0 0 .大 大减 少 ,用 长桩 与短桩 交 叉布 3 .60 1 在 ,高应 力 区 向地 基深 度移 动 ,地 基压 缩土 复合地基 修正后 的地基承载 力特征值 : 置 ,使加 固地 基形 成有 整体 效果 的长 短 桩复 层 变深 。为 了减 少沉 降 ,对较 深的 土 层进 行 f: Sk by b 3+nd m(一 5 a a+ (一 ) y d0 ) 位 移特性 分析 可知 ,由于 复合 地基 加 固的存 力特 征值 估算
目 术 程 技
小议建筑中螺杆型长短桩复 合地基的设计与施工
冒光文 黑龙江恒泰建设 建筑工程公司
摘 要 : 螺杆桩 作 为一项 新 型桩 ,是 一种 ! 在人 工 填土 及淤 泥质 土 等较厚 软 弱层 ,其 存 “ 上部 为圆 柱型 ,下部为螺丝型”组合式桩 ,该 承 载力较 低 ( 工填 土估算 4 Kp ,淤 泥 质 人 5 a

螺杆桩与管桩设计与施工对比

螺杆桩与管桩设计与施工对比

螺杆桩与管桩设计与施工对比螺杆桩和预应力管桩在四川地区都是这几年引进的新型桩型,预应力管桩相比螺杆桩则还要早几年,目前这两种桩型都是在全国范围内应用很广泛、很成熟的桩型,现就这两种桩型在发展历程、设计、施工等几方面的对比进行一个阐述。

一、发展历程预应力管桩是从七十年代初期从日本引入我国后,在近十年内范围内得到了很大的发展。

预应力管桩具有诸多优点,如强度高、承载力大、节约工程造价、施工无泥土污染、施工周期短等诸多优点。

当用于静力压桩法,施工无噪音、无震动,满足文明施工的要求。

螺杆桩则是一种创新型的变截面异形桩,其形状是上部为圆柱型,下部为螺丝型的组合式新型桩。

它是在日本的高强度钢纤维混凝土预制螺纹桩的基础上创新而成的,达到了高强度钢纤维混凝土全螺纹预制桩的承载力水平,并在保持其优点的同时,更具有强度高,工期短,功效高,沉降小,抗震,不取土,不排浆,不污染,施工及成桩质量不受地下水影响,应用范围广,适应多种土层等优势。

螺杆桩技术已于2006年获得国家发明专利(专利号ZL03128265.2),并荣获2007-2008年的国家级一级工法,其关键技术获得国内外同行的高度肯定,达到国际领先水平。

二、设计管桩由于自身结构特点,它是一种竖向承载力和水平承载力相差较大的一种桩型,因为其为空心且箍筋、纵向钢筋配置较少,因而管桩抗弯、抗剪和抵抗水平能力较低,比如500直径桩竖向承载力可在2000KN以上,而水平承载力仅35KN左右。

这是管桩的最大也是致命的缺陷。

管桩大量使用十多年来,人们一直是利用优点多,注意缺点少,其配筋率低、水平承载能力不足,一直不为设计人员所关注,造成众多隐患。

特别是在流塑状态的软土中使用管桩前,必须先将软土处理固化,否则,一旦软土层流动,必将推倒管桩,这是无数工程的教训,上海在建住宅楼倒塌事故就是个典型。

所以对于采用预应力砼管桩基础的建筑,应验算桩基的水平承载力。

螺杆桩为现浇混凝土灌注桩,在竖向承载力方面同等桩径同等地质条件下单桩竖向承载力基本和管桩相似,目前,四川地区桩径500mm螺杆桩极限承载力取值一般在300-400吨之间。

螺杆桩施工工艺

螺杆桩施工工艺

螺杆桩施工工艺螺杆桩的特点及适用范围现浇螺杆桩采用特制的螺旋式桩机进行施工,通过螺纹式钻杆旋转挤压土体,钻杆提升过程中随即泵压混凝土而形成桩体。

螺杆桩不仅综合了钢纤维混凝土全螺旋预制桩强度高的特点,也综合了螺旋灌注桩和螺纹桩施工方便的特点。

与打入式预制桩相比,螺杆桩具有施工噪音低、无振动,对已施工的桩无影响等特点;螺杆桩由于桩身周表面带螺纹、成孔时无泥皮,桩端无沉渣,因此施工过程中能有效防止塌孔、断桩、缩径等质量问题的发生。

螺杆桩与普通直杆相比,可缩短桩长,减小桩径和桩数,同时,由于螺纹间土取代了部分混凝土,节省了材料,从而使工程造价大为降低,也加快了施工进度。

螺杆桩可作为复合地基的刚性桩、钢筋混凝土桩和复合桩基的基桩(CFC桩)。

螺杆桩适用于淤泥质粘土、粉土、粘土、粉质粘土、中细砂,料径小于20mm的砂砾石层等地质条件,且不受地下水位的限制,适应范围广。

施工的主要机具和设备螺杆桩的高工设备主要由半螺旋螺杆桩桩机、强制式混凝土搅拌机、混凝土高压泵装置与管路系统、混凝土泵送车及导管系统等组成。

螺杆桩采用最新研制的国产半螺旋螺杆桩桩机设备进行施工,桩机由履带式或步履式的主机和特制的螺杆钻杆组成。

为了保证施工过程中,钻杆下降和提升时的速度与旋转速度相对应,螺杆桩桩机还必需配备相应的自动控制装置。

为了确保螺杆桩施工时所需的混凝土用量和质量,一般每台桩机必需配备2台500L强制式混凝土搅拌机进行作业,要求采用双涡轴式搅拌机。

泵送混凝土由高压泵装置与管理系统组成,高压泵的泵送压力宜选用大于4Mpa,泵量与螺旋提升匹配为宜,并应配备耐高压的管路系统。

桩体材料粗骨料宜选用卵石或碎石,料径一般为5~25mm。

细骨料应选用干净的中粗砂,含泥量小于5%,砂率控制在40%~50%。

水泥应选用合格的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,标号不应低于425#,可根据不同的使用要求掺加外加剂(如减剂、增强剂、缓凝剂、细磨粉煤灰等),外加剂的掺入应根据施工条件、气候条件和混凝土性能要求等因素综合确定。

长螺旋管桩对比

长螺旋管桩对比

预应力管桩与长螺旋灌注桩优缺点一、长螺旋钻孔灌注桩(CFG)在施工过程中出现的问题。

长螺旋钻孔管内泵压灌注成桩工艺是刚性桩复合地基和灌注桩广泛使用一种施工工艺。

通常认为其在地下水位以上才可以使用。

通过实践证明,其在海南地区施工的确存在一些技术问题需要解决。

1、施工机械方面钻机对土的剪切能力不足,电机电流强度的需要加大,钻机架的刚度不够等。

现在使用的螺旋钻孔灌注桩机,大多是针对在北方地区施工而设计的。

所以在海口等南方地区施工时以上问题就暴露出来。

例如:海口某工程,长螺旋钻孔灌注桩在施工第二根桩时按原设计钻进深度为17.5米,但是当钻杆拔到13米处,因钻机拔出速度稍慢一些,就被砂层抱死。

控制室内动力头的电流强度显示为200A,已达到了电机电流的极限。

在强行拔钻杆的过程中,发生钻架严重扭曲变形的重大机械事故。

2、成桩工艺方面由于海口地区的地基土层中的结构比较复杂,钻机对土的穿透能力不足造成施工时间比以往经验值要长。

实际工程中往往要≥1小时才能完成一根桩的施工。

加之土层中的地下水位高,使混凝土要在水位以下灌注。

这对在成桩过程中,桩端混凝土的初凝系数有一定影响。

在工程设计中,长螺旋钻孔灌注桩一般为通长配筋。

但是由于海南地质条件的特殊性,上部硬砂层的存在,通常导致在施工过程中不能满足设计的配筋要求,往往只能震送钢筋笼7-8米。

造成桩身不能满足设计要求。

3、工程材料方面长螺旋钻孔灌注桩成桩工艺的关键在于泵送混凝土。

成桩过程中必须保证排气阀正常工作。

泵送的混凝土要有良好的可泵性和流动性,防止发生离析泌水。

但是实际施工中也存在坍落度达不到规范要求的现象。

坍落度过小,影响泵送效率甚至发生堵管;坍落度过大,则易离析泌水。

由于海南省的地质结构中,地下水位普遍的偏高,使得混凝土在灌注后未初凝即产生流失,容易导致长螺旋钻孔灌注桩出现断桩、缩径等不良桩身质量现象。

4、弃土的处理问题长螺旋钻孔灌注桩的施工效率高,成桩速度可以达到:15-22米/根/天>30-50根。

管桩与各桩种经济对比分析

管桩与各桩种经济对比分析

总结观点
管桩经济优势
管桩在成本、施工效率 、承载力等方面具有明 显优势,尤其在大型工 程和复杂地质条件下表 现突出。
各桩种经济对比
与实心桩、钻孔桩等其 他桩种相比,管桩在综 合经济效益上更具竞争 力。
适用性分析
针对不同工程需求和地 质条件,管桩可灵活调 整直径、壁厚和长度等 参数,实现经济性与安 全性的平衡。
生产工艺及流程
生产工艺
管桩的生产工艺主要包括钢筋加工、 混凝土搅拌、模具组装、布料合模、 张拉预应力筋、离心成型、蒸汽养护 、脱模与检验等步骤。
生产流程
首先进行钢筋加工和混凝土搅拌,然 后将钢筋骨架放入模具中,布料合模 后张拉预应力筋,接着进行离心成型 和蒸汽养护,最后脱模并进行检验。
应用领域及市场需求
对未来研究方向的展望
深入研究管桩性能
针对管桩在不同地质条件下的承 载性能、抗震性能等进行深入研 究,为工程设计提供更准确的依 据。
加强技术创新
通过研发新型材料、改进生产工 艺等方式,提高管桩的耐久性、 环保性等综合性能,降低全生命 周期成本。
01 02 03 04
拓展应用领域
探索管桩在海洋工程、高速铁路 等特殊领域的应用潜力,拓展其 市场应用范围。
管桩在使用寿命结束后可回收利用,降低了对资 源的消耗。
06
各桩种劣势分析
Chapter
钢筋混凝土桩劣势
高成本
钢筋混凝土桩的生产和运输成本相对较高,主要是由于其重量大、 体积大,需要使用大型设备和大量人力物力进行生产和施工。
施工周期长
钢筋混凝土桩需要在施工现场进行预制或者现浇,施工周期相对较 长,难以满足紧急工程的需求。
耐久性较差
钢筋混凝土桩在长期使用过程中,容易受到环境侵蚀和荷载作用的影 响,导致耐久性下降,需要定期维护和加固。

管桩与长螺旋钻孔灌注桩的工艺对比分析

管桩与长螺旋钻孔灌注桩的工艺对比分析

管桩与长螺旋钻孔灌注桩比较
一、长螺旋钻孔灌注桩概念:(以下简称长螺旋桩)
长螺旋钻孔泵送超流态混凝土后置钢筋笼技术是由日本的CIP工法演变而来的,采用专用长螺旋钻孔机钻至预定深度,通过钻头活门向孔内连续泵注超流态混凝土,至桩顶为止,然后插入钢筋笼而形成的桩体。

桩径一般采用400mm~1200mm。

长螺旋钻孔机桩机(见图1)图1
二、工艺原理:
超流态混凝土灌注桩是利用长螺旋钻机钻孔至设计标高,停钻后在提钻的同时通过设在内管钻头上的混凝土孔,压灌超流态混凝土,压灌至设计桩顶标高后,移开钻杆将钢筋笼压入桩体。

在压灌混凝土到桩顶时,灌入的混凝土要超出桩顶50cm,以保证桩顶混凝土强度。

三、施工工艺流程(见图2)图2
定桩位
钻机就位
钻进设计深度
灌注混凝土
清土提升钻杆
混凝土提至设计桩顶0.5m
起吊钢筋笼、振动锤
启动振动锤
下插钢筋笼至设计标高
施工完成、桩基检测
四、流程示意(见图3):图3
a.桩机定位、钻孔
b.钻到设计标高
c.泵送混凝土、提钻
d.灌注混凝到高于设计0.5m
e.下钢筋笼、成桩
五、长螺旋桩与管桩工艺优缺点对比:(见表1)表1
长螺旋桩大锤破桩头(图4)
基坑开挖和护坡(图5)
现场凌乱、螺旋筋与主筋分离(图6)。

螺杆桩技术与CFG桩技术可行性分析与经济性比较

螺杆桩技术与CFG桩技术可行性分析与经济性比较
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Science and Technology Innovation Herald
螺杆桩技术与CFG桩技术可行性分析与经济性比较
高振宇 王占辉 (河北天昊建筑设计有限公司 河北唐山 063000)
摘 要:通过对螺杆桩技术与CFG桩技术可行性分析与经济性比较,找出技术可行造价较低则桩型在唐山加以推广。
螺 杆 桩与C F G 桩 在 不 配 筋 的 情况下(复 合 地 基)的 分析:相同点:两 种 桩 型均 是桩 间土和 增强体(桩)共同承担荷 载,是由桩 间土 承 载 力 和 单 桩 承 载 力进行合 理 组合叠 加,必 须 指出此 种 地 基承 载 力不是 天 然 地 基 与 单 桩 承 载 力的 简 单叠 加,需 对 各种 因 素 综 合 考虑 。不 同点:螺 杆 桩与C F G 桩 对 比 在 成 桩工艺上与受力原 理 上做了进 一步的 改 进。众所周知在正常受力情况下桩的应力 分布是 从 上 到下逐 渐 减 小 的。CF G 桩 是 直 柱 型 桩,在 桩 的 下半 部 分由于上半 部 分 桩 摩 阻力的影响,桩的直径 就有些浪费。螺杆桩 则 把 桩 分成了 两 段,上 部为直 柱 型 桩 下 部 当 应力小的部 分在满足抗 压的情况下 改 成了 螺 丝 型。这 样 桩“上 部为直柱 型,下 部为 螺 丝型”,桩体几何 断面 更符合附 加应力场由 上 而 下 减 少 的 分布 规 律 。采 用了变截 面 的 构 造 形 状,满 足了 附 加 应 力的 分布 规 律 和 应 力 分 担 比 及 刚 度 变 化 的 要 求,调 整了土与 桩 之 间的 作用,桩 侧 土 体 应 力 分 摊 比 及 应 力扩 散度提高,桩 端荷 载减少,使桩身受力 与土 体受力 协调 一 致 。桩 归 类于 半 挤 土 成 型 桩 。螺 杆 桩 改 变了桩与 土 体 之 间 相 互作用 的 模 式,桩与土界面构成了机 械 型咬合。将 常 识中“螺丝钉比钉子牢固”的道 理 运用在 桩 施 工中,使 其更牢固的特点得以实 现。这 样更 好 的发 挥 了桩与土 二 者 的 共 同 作用,有 利 于更 好 的 减 少 建 筑 物 的 沉 降。且由于由 螺 丝 型 较 直柱 型 截面 面 积 减 小,故 材 料用 量也 有一定的减少,经济 性也 取得了一定的 效果。

螺杆桩技术介绍.

螺杆桩技术介绍.

1、螺杆桩原理螺杆桩及其成桩工法是在长螺旋钻孔灌输桩和日本钢钎维全螺纹预制桩的基础上的新桩型。

其主要技术特色表现为桩的“上部为直柱型,下部为螺丝型”,桩体几何断面更切合附带应力场由上而下减少的散布规律。

采纳了变截面的结构形状,知足了附带应力的散布规律和应力分担比及刚度变化的要求,调整了土与桩之间的作用,桩侧土体应力分摊比及应力扩散度提高,桩端荷载减少,使桩身受力与土体受力协调一致。

桩归类于半挤土成型桩。

螺杆桩改变了桩与土体之间互相作用的模式,桩与土界面构成了机械型咬合。

将知识中“螺丝钉比钉子坚固”的道理运用在桩施工中,使其更坚固的特色得以实现。

螺杆桩每立方米混凝土供给的单桩竖向承载力高,桩身下段表面带螺纹,且无泥皮,桩端无沉渣,不塌孔,施工无噪音、无泥浆污染。

桩在竖向受力方面,附带应力是依照由上至下逐渐减小的规律,桩身应力逐渐分担,约为10:1,即桩身的应力集中为上部大于下部。

螺杆桩的上大下小的分段设计知足了附带应力的散布规律。

桩的竖向承载力与桩的长细比有着亲密的关系,桩断面积的大小和刚度的变化在限制桩的受力及变形方面起重要作用。

螺杆桩上部的柱体段在荷载传达过程中,加大了受压面积,提高了桩身刚度和对螺纹段功能发挥起到承前启后的作用。

2、螺杆桩合用范围螺杆桩合用于淤泥质黏土,粉土,黏土,粉质黏土,中细砂,粒径小于20cm砂砾石层,强风化层,象皮泥等地层。

不受地下水的限制。

螺杆桩用于包含复合地基的刚性桩、钢筋混凝土基础的钢筋混凝土桩和复合桩基的基桩,桩径300mm~1200mm,桩径视长细比调整。

螺杆桩设计,施工,查收除应切合本规定外,同时髦应按国家现行有关强迫性标准的规定。

3、螺杆桩施工准备3.1螺杆桩施工前应具备以下资料:建筑场所工程地质资料和必需的水文地质资料;复合地基办理工程施工图(或桩基工程图)及图纸会审纪要;建筑场所和周边地区内的地下管线(管道、电缆)、地下修建物等的检查资料;主要施工机械及其配套设备的技术性能资料;地基工程的施工组织设计或施工方案;水泥、砂、石、钢筋等原资料及其制品的质检报告;有关荷载、施工工艺的实验参照资料。

预应力管桩与长臂螺旋灌注桩比较

预应力管桩与长臂螺旋灌注桩比较

预应力管桩(PHC)与长臂螺旋灌注桩(CFG)的比较目前在海南省的工程施工中,桩基础部分最为广泛采用的是预应力管桩(PHC),约占所有桩基础施工项目的90%。

由于海南省整体的地质结构非常复杂,差异性很大,所以同时也存在着另外几种桩基础施工工艺。

现就长臂螺旋灌注桩(CFG)此种最为常见的成桩工艺根据个人的实际工作经验,进行一次浅析,仅供大家参考。

一、长臂螺旋灌注桩(CFG)在施工过程中出现的问题。

长螺旋钻孔管内泵压灌注成桩工艺是刚性桩复合地基和灌注桩广泛使用一种施工工艺。

通常认为其在地下水位以上才可以使用。

通过实践证明,其在海南地区施工的确存在一些技术问题需要解决。

1、施工机械方面钻机对土的剪切能力不足,电机电流强度的需要加大,钻机架的刚度不够等。

现在使用的螺旋钻孔灌注桩机,大多是针对在北方地区施工而设计的。

所以在海口等南方地区施工时以上问题就暴露出来。

例如:海口某工程,长臂螺旋灌注桩在施工第二根桩时按原设计钻进深度为17.5米,但是当钻杆拔到13米处,因钻机拔出速度稍慢一些,就被砂层抱死。

控制室内动力头的电流强度显示为200A,已达到了电机电流的极限。

在强行拔钻杆的过程中,发生钻架严重扭曲变形的重大机械事故。

2、成桩工艺方面由于海口地区的地基土层中的结构比较复杂,钻机对土的穿透能力不足造成施工时间比以往经验值要长。

实际工程中往往要≥1小时才能完成一根桩的施工。

加之土层中的地下水位高,使混凝土要在水位以下灌注。

这对在成桩过程中,桩端混凝土的初凝系数有一定影响。

在工程设计中,长臂螺旋灌注桩一般为通长配筋。

但是由于海南地质条件的特殊性,上部硬砂层的存在,通常导致在施工过程中不能满足设计的配筋要求,往往只能震送钢筋笼7-8米。

造成桩身不能满足设计要求。

3、工程材料方面长臂螺旋灌注桩成桩工艺的关键在于泵送混凝土。

成桩过程中必须保证排气阀正常工作。

泵送的混凝土要有良好的可泵性和流动性,防止发生离析泌水。

但是实际施工中也存在坍落度达不到规范要求的现象。

管桩和长螺旋桩施工规范之欧阳语创编

管桩和长螺旋桩施工规范之欧阳语创编

混凝土预制桩与钢桩的施工规范1.1混凝土预制桩的制作1.1.1 混凝土预制桩可以在工厂或施工现场预制,但预制场地必须平整、坚实。

1.1.2 制桩模板可用木模板或钢模,必须保证平整牢靠,尺寸准确。

1.1.3 钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊或电孤焊,主筋接头配置在同一截面内的数量,应符合下列规定:1.1.3.1 当采用闪光对焊和电弧焊时,对于受拉钢筋,不得超过50%;1.1.3.2 相邻两根主筋接头截面的距离应大于35dg(主筋直径),并不小于500mm。

1.1.3.3 必须符合钢筋焊接及验收规程。

1.1.4 预制桩钢筋骨架的允许偏差,应符合表7.1.4的规定。

1.1.5 确定桩的单节长度时应符合下列规定:1.1.5.1 满足桩架的有效高度、制作场地条件、运输与装卸能力;1.1.5.2 应避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。

1.1.6 为防止桩顶击碎,浇注预制桩的混凝土时,宜从桩顶开始浇筑,并应防止另一端的砂浆积聚过多。

1.1.7 锤击预制桩,其粗骨料粒径宜为5-40mm。

1.1.8 锤击预制桩,应在强度与龄期均达到要求后,方可锤击。

1.1.9 重叠法制作预制桩时,应符合下列规定:1.1.9.1 桩与邻桩及底模之间的接触面不得粘连;1.1.9.2 上层桩或邻桩的浇注,必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%以后,方可进行;1.1.9.3 桩的重叠层数,视具体情况而定,不宜超过4层。

1.1.10 桩的表面应平整、密实,制作允许偏差应符合表7.1.10的规定。

1.2混凝土预制桩的起吊、运输和堆存1.2.1 混凝土预制桩达到设计强度的70%方可起吊,达到100%才能运输。

1.2.2 桩起吊时应采取相应措施,保持平稳,保护桩身质量。

1.2.3 水平运输时,应做到桩身平稳放置,无大的振动,严禁在场地上以直接拖拉桩体方式代替装车运输。

1.2.4 桩的堆存应符合下列规定:1.2.4.1 地面状况应满足7.1.1条的规定;1.2.4.2 垫木与吊点应保持在同一横断平面上,且各层垫木应上下对齐;1.2.4.3 堆放层数不宜超过四层。

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螺杆桩与管桩设计与施工对比
螺杆桩和预应力管桩在四川地区都是这几年引进的新型桩型,预应力管桩相比螺杆桩则还要早几年,目前这两种桩型都是在全国范围内应用很广泛、很成熟的桩型,现就这两种桩型在发展历程、设计、施工等几方面的对比进行一个阐述。

一、发展历程
预应力管桩是从七十年代初期从日本引入我国后,在近十年内范围内得到了很大的发展。

预应力管桩具有诸多优点,如强度高、承载力大、节约工程造价、施工无泥土污染、施工周期短等诸多优点。

当用于静力压桩法,施工无噪音、无震动,满足文明施工的要求。

螺杆桩则是一种创新型的变截面异形桩,其形状是上部为圆柱型,下部为螺丝型的组合式新型桩。

它是在日本的高强度钢纤维混凝土预制螺纹桩的基础上创新而成的,达到了高强度钢纤维混凝土全螺纹预制桩的承载力水平,并在保持其优点的同时,更具有强度高,工期短,功效高,沉降小,抗震,不取土,不排浆,不污染,施工及成桩质量不受地下水影响,应用范围广,适应多种土层等优势。

螺杆桩技术已于2006年获得国家发明专利(专利号ZL03128265.2),并荣获2007-2008年的国家级一级工法,其关键技术获得国内外同行的高度肯定,达到国际领先水平。

二、设计
管桩由于自身结构特点,它是一种竖向承载力和水平承载力相差较大的一种桩型,因为其为空心且箍筋、纵向钢筋配置较少,因而管桩抗弯、抗剪和抵抗
水平能力较低,比如500直径桩竖向承载力可在2000KN以上,而水平承载力仅35KN左右。

这是管桩的最大也是致命的缺陷。

管桩大量使用十多年来,人们一直是利用优点多,注意缺点少,其配筋率低、水平承载能力不足,一直不为设计人员所关注,造成众多隐患。

特别是在流塑状态的软土中使用管桩前,必须先将软土处理固化,否则,一旦软土层流动,必将推倒管桩,这是无数工程的教训,上海在建住宅楼倒塌事故就是个典型。

所以对于采用预应力砼管桩基础的建筑,应验算桩基的水平承载力。

螺杆桩为现浇混凝土灌注桩,在竖向承载力方面同等桩径同等地质条件下单桩竖向承载力基本和管桩相似,目前,四川地区桩径500mm螺杆桩极限承载力取值一般在300-400吨之间。

另外,螺杆桩在配筋上按照规范要求,满足设计结构要求配筋,在设计充分考虑水平承载力的情况下,按照水平弯矩的影响深度进行配筋。

三、施工
目前,管桩施工主要有锺击沉桩和静压沉桩两种方式,四川地区普遍使用的是锤击沉桩方式,现就这两种沉桩方式和螺杆桩施工在几方面进行一个特征对比:
1、施工场地要求及适用范围
锤击法采用柴油锤重锤击法施工管桩,由于设备重量轻,对施工场地的土质的地耐力(承载力)的要求低,通过性能相对较好,运输方便容易,适应在软土地区施工,进出场费用低;
静压法是机械的自重和机身上的配重通将桩压入地层中,故整体重量重,设备移动性差,运输非常麻烦,只适应于软土地基,进出场费用高;
现浇螺杆桩是在施工过程中采用桩机钻具旋转挤压土体成孔并泵压砼成桩,施工及成桩质量不受地下水影响,应用范围广,适应于粉土、非饱和性粘土、各类砂层、卵石层、强风化岩等各种地质条件,且不受地下水的限制,但在流塑状淤泥质土中慎用,进出场费用介于锤击桩与静压桩之间;
2、成桩能力及单桩承载力比较
柴油锤施打管桩采取冲击载荷,管桩能穿透粗砂、圆砾和强风化泥岩层;但对密实程度较高的砂层、厚度较厚的卵石层穿透困难;单桩承载力高;
静压桩成桩能力不如锤击桩,只适应于软土地基,不适用于贯穿厚度大于2m的中密以上的砂土夹层或进入中密以上的砂土持力层;单桩承载力不如锤击桩;
螺杆桩能够穿透各种砂层,强风化泥岩,以及中密密实程度以下的卵石层,但对厚度较大的密实卵石层穿透困难,整体上成桩能力大于等于锤击桩,单桩承载力基本和锤击桩差不多;
3、施工对周边环境影响对比
锤击桩施工时有油烟,噪声大、震动大,不适合在市区人口稠密的地区施工;施工引起的土体隆起和水平挤动大,会使已施工桩浮桩、基础周边的建筑物发生变形,地下管道位移甚至毁坏;
静压桩具有无震动、无噪声等优点,可以在人口密集的市区及建筑群中施工;施工引起的土体隆起和水平挤动比打入式桩小;
螺杆桩施工无震动,低噪音,适合在人口密集的市区及建筑群中施工;由于在成孔工艺上与管桩两种成桩方式完全不同,所以螺杆桩施工时对周边建筑、已施工桩基、地下管线几乎没有影响,适宜于危房、精密仪器房、岸边和地下管线多的地区内施工;
此外,以上三种工艺都不存在泥浆护壁、泥土外运等其他混凝土灌注桩的问题,除螺杆桩部分出土外,预制管桩施工不出土;
4、施工
柴油锤施打管桩无边桩,在基坑中施工可减少土方开挖工作量;柴油锤施打管桩由于有冲击载荷,管桩的桩头容易打碎,管桩损耗较大;遂宁地区近期管桩桩身质量问题频发,主要原因就是由于地质情况过硬,野蛮施工导致桩头、桩身混凝土被破坏导致桩头打坏、桩身断裂,大面积出现短桩;
静压桩机自重加配重总重量大,桩机基础如不平整坚硬,沉桩过程中,桩机容易产生不均匀沉降,桩身极易发生偏移。

由于自身设备的特点,静压桩打不好边桩、角桩,需要对基坑周边进行大面积开挖;
螺杆桩施工时采取钻杆成孔后管内泵送混凝土成桩,混凝土一次浇注到位,桩形完整,所以不存在预制桩在成桩过程中由于运输吊桩、焊接、锤击、夹桩等多方面原因导致的桩身质量问题,即使由于各方面导致成孔困难,磨损的也只是合金钻杆,对桩没有任何影响;
还不得不提的一个问题,就是预制管桩施工中的法兰盘接桩情况。

管桩的连
接,目前常用的方法有焊接法、机械连接法,四川地区多用手工焊接法。

焊接的自然冷却停歇时间,GB50202-2002《建筑地基基础工程质量验收规范》中规定为≥1min,而O3SG409《预应力混泥土管桩》图集中规定为8 min,在实际施工中,施工操作人员为了片面地追求速度和利益,焊接往往是敷衍了事,焊接完,立马沉桩,停歇时间往往也就是1min,这样给施工质量带来隐患。

因四川地区大部分预制管桩持力层为卵石层,卵石层本身为含水层,地下水丰富,高温焊缝遇水引起脆裂,导致焊缝漏水,而使管腔慢慢进水,桩尖附近土体遇水软化,加大桩基沉降量,引起桩基承载力达不到设计要求。

此外,当预制管桩以强风化软岩特别是四川地区常见的强风化泥岩作为持力层时,存在诸多隐患,关于该问题,江苏省《预应力混凝土管桩基础技术规程》DGJ32/TJ 109-2010有明确的阐述,描述如下:
3.3.2 桩端持力层为遇水易软化的风化岩等场地条件,尤其是强风化泥岩及含泥量较多的强风化、全风化花岗岩层作为持力层的管桩基础,沉桩后及时进行竖向静载试验,其单桩竖向抗压承载力能达到设计要求。

2-3周后再进行静载试验,发现单桩竖向承载力降低,且沉降加大。

究其原因,主要是桩尖附近的强风化泥岩遇水软化,含泥较多的强风化花岗岩发生崩解所致。

采用桩端灌一定高度的微膨胀混凝土,有时虽能解决问题,但也存在不足之处,桩尖处土仍处于软化现象。

因此,埋藏较浅的强风化泥岩层中应用管桩时要慎重,否则必须采取可靠措施并试验确定。

类似情况在四川的遂宁地区也普遍存在,最初施工的桩基在2-3周后再进行复打时,往往还可以继续进尺高达1米左右,原因分析也可能是上述原因,而且这个隐患是没法通过静载试验验收来避免的。

而螺杆桩则刚刚相反,根据最初在
四川达州市渠县工地的试验结果表明,3个月后的单桩承载力明显高于规范规定28天时的承载力,分析原因可能有以下两点:
1、现浇混凝土桩身和预制桩身和土体的结合形态,粗糙程度截然不同,随着土体(特别是粘土)应力的逐步恢复,摩擦力大大提升;
2、当桩端进入卵石层时,现浇混凝土桩的混凝土和周边的卵石层通过砂浆的渗透侵入形成了一个扩大效应,卵石层中的卵石通过砂浆的渗透后形成板结,桩身与卵石层形成一个犬牙交错的咬合状态,随着时间延续,这种状态越加明显,故承载力逐步提高。

四、施工效率和造价
无论是锤击桩还是静压桩,都是经济性能非常高的桩,施工效率高,工程造价低,这是预制管桩与其他常规桩型相比的优势;但在这方面,螺杆桩也不落下风。

螺杆桩单机单台班施工桩数为12-15根,另外还有个关键问题,就是锤击桩因为噪音和震动在很多工程夜间都不能施工,而螺杆桩由于自身的施工特点可以24小时不停歇作业,施工效率因此大为提升,单天正常施工桩数可达25-30根。

在工程造价方面,预制管桩从管桩厂家生产、检验、运输至现场,再到施工单位进行施工,中间涉及到多个环节;而螺杆桩是采取施工本地商混供应,钢筋笼现场制作,中间环节少,基本上可以做到:凡管桩可以施工的项目价格低于管桩;凡管桩不可以施工的项目价格可高于管桩。

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