根植桩和静钻根植施工工法
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初步建议按现行桩基规范进行计算
静钻根植桩工法试验介绍
试验场地： 试验内容：施工质量及竖向抗压、抗拔、水平承载力确认
地质勘察
委托专业勘探公司进行地质勘察，于2010年10月29日至10月31日完 成钻孔2只，共进尺135m，进行标准贯入试验14段次，取土试样20件。
根据勘探成果，结合本地区分层经验，将场地内勘探深度范围内地
粉砂
淤泥质粘土 粉质粘土 中砂 粉质粘土 粉砂 粉质粘土 粉砂
稍密
流塑 可塑 中密 软塑 密实 软塑 密实
18
12 35 35 25 42 25 42 2300 900 2300
15
9 28 28 20 36 20 36 550 550
试桩情况
800mm根植桩：3根 竖向抗压极限承载力测试：2根 竖向抗拔极限承载力测试：1根 （水平承载力测试） 650mm根植桩：3根 测试内容同800mm根植桩 1000mm、800mm钻孔灌注桩：各1根 用于竖向抗压极限承载力测试
PHDC1200-1000
1300
1950
注：端部扩孔直径为钻孔直径的1.5倍
桩周水泥浆
根据地质情况选择桩周水泥浆的配合比及注入量 水灰比控制在1-1.5之间 水泥浆与土的比例在30%-50%之间
桩端水泥浆
根据地质情况选择桩端水泥浆配合比 按持力层标贯击数（N值），水灰比控制 在0.5-0.9之间。 桩端水泥浆注入高度≥2.5m 桩端水泥浆注入量为注入高度部分的全体积 桩端持力层标贯击数平均值N 水灰比 N≤20 20<N≤40 N＞40 ≤0.9 ≤0.7 ≤0.6
静钻根植桩工法
概要
利用根植桩组合的新型桩基工法 钻孔＋深层搅拌＋扩头＋预制 （各种桩基技术的大集成） 适应桩径：500～1200mm、最大入土深度：90ｍ
特点
无振動，低噪声 成桩质量好，单桩承载力高 泥浆排放少 具有良好的社会效益和推广价值
钻孔
扩头
注浆
植桩
桩型组合
可组合不同直径，不同性能桩节
抗弯性能对比试验结果
PHC管桩挠度曲线
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 1 2 3
弯矩360KN·m 弯矩210KN·m 弯矩170KN·m
PRHC根植桩挠度曲线
-40 -30 -20
弯矩500KN·m 弯矩290KN·m 弯矩170KN·m
4
5
6
7
8
9
-10 0 10 20 30 40 50
该项目位于xx市xx区滨海工业园区内，场地内勘探深度范围内自上而下划分如 下地层： 1-1层 素填土：主要由块石、碎石等碎屑组成，结构松散，厚度为0.2-2.5m。
1-2层 粉质粘土：软塑-流塑，具有中等干强度，厚度为0.3-2m。
2-2层 淤泥质粘土：流塑，中等-高干强度，高压缩性，厚度为6.3-14.3m。
扩孔直径(mm)
2000
2500
3000
3500
根植桩工法与现有预制桩施工工法相比
1. 单桩抗压承载力高，桩身混凝土强度得到充分发挥；可减少承 台用桩量，减小承台钢筋混凝土用量 2. 桩身抗拔性能得到大幅提高（可用环向锁紧卡箍机械连接） 3. 桩身抗水平承载力大幅提高 4. 无挤土，施工对周围设施（地下构造物、管线）无影响 5. 无噪声和空气污染 6. 可穿过各种夹层，适应桩端持力层变化较大的地质条件； 7. 不会对桩身造成因沉桩而产生宏观或微观的损害 8. 桩顶标高可控，无需截桩。可避免因截桩而造成桩头破坏或桩 身预压应力的变化 9. 桩身，特别是桩身接头部分受桩身内外水泥土的保护，长期耐 久性可靠 10.桩身完整性更加可靠。
0 0 -10 -20 2000
荷载Q （kN）
4000 6000 8000 10000
位移S （mm）
-30 -40 -50 -60 -70
650mm根植桩 700mm灌注桩1号 700mm灌注桩2号 700mm灌注桩3号 700mm灌注桩4号 800mm灌注桩 800mm灌注桩1号 800mm灌注桩2号 800mm灌注桩3号 700mm灌注桩2-1号 800mm灌注桩2-2号
部位 组合一 上节 中段 下节 PHDC PHDC PHDC
静钻根植桩工法规格
钻孔孔径表
根植桩节外径D (mm) PHDC400-300 PHDC500-400 PHDC650-500 PHDC800-600 PHDC1000-800 钻孔直径d2 (mm) 450 550 700 850 1100 端部扩孔直径D1注 (mm) 675 825 1050 1275 1650
1.2
2.2 13.5 18.8 24 28 36 70 50 60 160 160 200 16 17 34
桩基设计参数建议值
土层编号 1-2 2-1 2-2 岩土名称 粉质粘土 淤泥质粘土 淤泥质粘土 预制桩（kPa） qsia 10 6 9 qpa 沉管灌注桩（kPa） qsia 8 5 7 qpa
根植桩单桩竖向抗压承载力计算（初步建议）
根据《建筑桩基技术规范》 JGJ94-2008 第5.3.5条，当根据土的物理指标与承载 力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，参照国外同类规范的 规定，初步建议按下式计算
Q Q Q u q l q A uk s k pk i s i ik pk p
未完
桩基施工新技术
根植桩和静钻根植工法
内容
高性能混凝土根植桩
down6.zhulong.com/tech/detailprof1004737YT.htm）预 应力高性能混凝土异形桩 2）配置热轧带肋钢筋的预应力高性能混凝土桩 桩身性能对比试验结果
静钻根植桩工法
1）工法特征 2）设备及质量控制手段 3）试验施工结果 4）与其他工法的对比
q sik 桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，可按照地质勘察报告中建议
的混凝土预制桩极限侧阻力标准值取值
q pk 极限端阻力标准值，可按照地质勘察报告中建议的混凝土预制桩
ui
极限端阻力标准值的三分之二取值
桩身周长（ZDJ桩按节外径取值，其他类型桩按桩外径取值）
A p 桩端扩头部面积。
单桩竖向抗拔承载力及抗水平承载力计算
钻机操作手监控画面
静钻根植桩工法
增加桩与水泥土，水泥土与 周边土的作用力 改善桩端部的受力性能 提高桩的承载力
效果
施工速度快，质量可靠 承载力可高于同直径钻孔灌注 桩的30~60% 相同承载力下的泥浆排放量仅 为钻孔灌注桩的20~25%
静钻根植桩工法应用项目介绍
项目名称：XX滨海基地大型设备基础 地质情况简介
5-1
5-2 5-3 5-4 6-1
粉质粘土
淤泥质粘土 粉质粘土 粉砂 粉质粘土
23
22 20 35 25
750
700 650 2000 1300
20
18 17 30 22
700
650 600 1600 1100
设计概要
采用650mm静钻根植桩 取5-4层为桩基持力层 桩长35米， 桩端进入持力层2D以上
1
2
3
4
5
6
7
8
9
PHC600 (100) AB
PRHC600 Ⅰ型
抗剪性能对比试验
试验结果
1） 抗弯弯矩 o PRHC根植桩抗裂弯矩比PHC管桩平均增加：7% o 极限抗弯弯矩平均增加：31% 2） 最大弯矩下的挠度平均提高：40.1%， 抗弯变形性能改善效果明显 3） 抗剪变形性能平均提高：41% PRHC根植桩的抗弯及抗剪性能：大幅度提高 在应用中可明显提高桩基础的抗水平承载力
基土分为8个大层，11个亚层，各孔地质情况详见钻孔柱状图。
桩基设计参数建议值
层号
① ② ③1
层名
素填土 粘土 淤泥质粘土
状态
中密-密实 可塑 流塑
预制桩
14 20 11 12 18 8
钻孔桩
qsa（KPa） qpa（KPa） qsa（KPa） qpa（KPa）
③2
④ ⑤1 ⑤2 ⑥ ⑦2 ⑦3 ⑧
桩长均为64米 各桩均以粉砂层作为桩端持力层 桩端进入持力层2D以上。
承载力试验结果简报
数据来源 1）我公司试验用桩 650mm根植桩 800mm灌注桩 2）邱隘某工程 700mm灌注桩 1号- 4号 桩长：60-62m （检测：2010.9） 3）东部新城某工程 （宁穿路福庆路） 800mm灌注桩 1号- 3号 桩长：66m （检测：2010.4） 4）某工程试桩
6-1层粉质粘土：可塑，中等干强度，中等压缩性，层厚2.4-5.5m。
主要物理力学指标
土层编号 岩土名称 厚度（m) 深度(m) 地基土承载力 （KPa） 标贯击数
1-1
1-2 2-1 2-2 5-1 5-2 5-4
素填土
粉质粘土 淤泥质粘土 淤泥质粘土 粉质粘土 淤泥质粘土 粉砂
1.2
1.0 11.3 5.3 5.2 4 8
14Φ12 14Φ14 14Φ10.7
346
493 570
PRHC600 Ⅲ型 PRHC600 Ⅳ型
14Φ16 14Φ20
617 727
抗弯性能对比试验
抗弯性能对比试验
抗弯性能对比试验结果
PHC管桩（PHC600(110)AB）抗弯试验裂缝性状
抗弯性能对比试验结果
PRHC根植桩（PRHC600(110)Ⅰ型）抗弯试验裂缝性状
PHC桩，钢管混凝土桩(SCP)，钢管桩(SP) 改善桩身上部的抗水平承载力 根据地质条件，选择合适的桩型 增加桩周侧阻力及桩端阻力
组合二 PHC PHDC或 PHC或 PHDC+PHC PHDC 组合三 PRHC PHDC或 PHC或 PHDC+PHC PHDC 组合四 SCP PHDC或 PHC或 PHDC+PHC PHDC 组合五 SP PHDC或 PHC或 PHDC+PHC PHDC
5-1层 粉质粘土：可塑-软塑，中等干强度，中等压缩性，层厚1.4-9.8m。 5-2层 粉质粘土：软塑-流塑，中等干强度，中等压缩性，层厚1.00-11.5m。 5-3层 粉质粘土：软塑，中等干强度，中等压缩性，层厚0.90-15.4m。
5-3层 粉土：中密-密实，具低干强度，中等偏低压缩性，层厚1.20-14.5m。
高性能混凝土根植桩
现有预制桩
软土地基中桩周侧阻力发挥不完全 软土地基中竖向抗压荷载下桩身强度不能充分发挥 抗水平荷载能力不足（地震， 动荷载） 变形性能不够高，易脆性破坏
XX系列预制高性能混凝土桩专利产品
预应力高性能混凝土异形桩
配置热轧带肋钢筋的预应力高性能混凝土桩
预应力高性能混凝土异形桩
代号：PHDC
通过桩与周边的咬合，提高桩身侧阻力
通过下端扩头，改善桩端支撑阻力特性 用于桩基下节、中节或中段（2-3节）
按非预应力钢筋配筋面积 Ⅰ型，Ⅱ型， Ⅲ型， Ⅳ型
设计计算结果
代号 PHC600 (100) AB
PRHC600 Ⅰ型 PRHC600 Ⅱ型
预应力主筋 非预应力主筋 极限弯矩（kN・m） 14Φ10.7 无
单桩竖向承载力特征值： 2200KNቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
深度变化(cm)
1000
2000
0
-5000
-4000
-3000
-2000
-1000
钻孔深度变化 钻孔用水流量 桩端水泥浆流量
500 1000 1500
桩周水泥浆流量 钻头扩孔
0
11 时 :5 间 11 3: :5 09 11 6: :5 23 12 9: :3 37 12 3: :3 36 12 6: :4 50 12 0: :4 04 12 3: :4 18 12 6: :4 32 12 9: :5 46 12 3: :5 00 12 6: :5 14 13 9: :0 28 13 2: :0 42 13 5: :0 57 13 9: :1 11 13 2: :1 25 13 5: :1 39 13 8: :2 53 13 2: :2 07 13 5: :2 21 13 8: :3 35 13 1: :3 49 13 5: :3 03 14 8: :0 17 14 1: :0 00 14 4: :0 14 14 7: :1 28 14 0: :1 42 3: 56
静钻根植桩工法试验介绍
试验场地： 试验内容：施工质量及竖向抗压、抗拔、水平承载力确认
地质勘察
委托专业勘探公司进行地质勘察，于2010年10月29日至10月31日完 成钻孔2只，共进尺135m，进行标准贯入试验14段次，取土试样20件。
根据勘探成果，结合本地区分层经验，将场地内勘探深度范围内地
粉砂
淤泥质粘土 粉质粘土 中砂 粉质粘土 粉砂 粉质粘土 粉砂
稍密
流塑 可塑 中密 软塑 密实 软塑 密实
18
12 35 35 25 42 25 42 2300 900 2300
15
9 28 28 20 36 20 36 550 550
试桩情况
800mm根植桩：3根 竖向抗压极限承载力测试：2根 竖向抗拔极限承载力测试：1根 （水平承载力测试） 650mm根植桩：3根 测试内容同800mm根植桩 1000mm、800mm钻孔灌注桩：各1根 用于竖向抗压极限承载力测试
PHDC1200-1000
1300
1950
注：端部扩孔直径为钻孔直径的1.5倍
桩周水泥浆
根据地质情况选择桩周水泥浆的配合比及注入量 水灰比控制在1-1.5之间 水泥浆与土的比例在30%-50%之间
桩端水泥浆
根据地质情况选择桩端水泥浆配合比 按持力层标贯击数（N值），水灰比控制 在0.5-0.9之间。 桩端水泥浆注入高度≥2.5m 桩端水泥浆注入量为注入高度部分的全体积 桩端持力层标贯击数平均值N 水灰比 N≤20 20<N≤40 N＞40 ≤0.9 ≤0.7 ≤0.6
静钻根植桩工法
概要
利用根植桩组合的新型桩基工法 钻孔＋深层搅拌＋扩头＋预制 （各种桩基技术的大集成） 适应桩径：500～1200mm、最大入土深度：90ｍ
特点
无振動，低噪声 成桩质量好，单桩承载力高 泥浆排放少 具有良好的社会效益和推广价值
钻孔
扩头
注浆
植桩
桩型组合
可组合不同直径，不同性能桩节
抗弯性能对比试验结果
PHC管桩挠度曲线
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 1 2 3
弯矩360KN·m 弯矩210KN·m 弯矩170KN·m
PRHC根植桩挠度曲线
-40 -30 -20
弯矩500KN·m 弯矩290KN·m 弯矩170KN·m
4
5
6
7
8
9
-10 0 10 20 30 40 50
该项目位于xx市xx区滨海工业园区内，场地内勘探深度范围内自上而下划分如 下地层： 1-1层 素填土：主要由块石、碎石等碎屑组成，结构松散，厚度为0.2-2.5m。
1-2层 粉质粘土：软塑-流塑，具有中等干强度，厚度为0.3-2m。
2-2层 淤泥质粘土：流塑，中等-高干强度，高压缩性，厚度为6.3-14.3m。
扩孔直径(mm)
2000
2500
3000
3500
根植桩工法与现有预制桩施工工法相比
1. 单桩抗压承载力高，桩身混凝土强度得到充分发挥；可减少承 台用桩量，减小承台钢筋混凝土用量 2. 桩身抗拔性能得到大幅提高（可用环向锁紧卡箍机械连接） 3. 桩身抗水平承载力大幅提高 4. 无挤土，施工对周围设施（地下构造物、管线）无影响 5. 无噪声和空气污染 6. 可穿过各种夹层，适应桩端持力层变化较大的地质条件； 7. 不会对桩身造成因沉桩而产生宏观或微观的损害 8. 桩顶标高可控，无需截桩。可避免因截桩而造成桩头破坏或桩 身预压应力的变化 9. 桩身，特别是桩身接头部分受桩身内外水泥土的保护，长期耐 久性可靠 10.桩身完整性更加可靠。
0 0 -10 -20 2000
荷载Q （kN）
4000 6000 8000 10000
位移S （mm）
-30 -40 -50 -60 -70
650mm根植桩 700mm灌注桩1号 700mm灌注桩2号 700mm灌注桩3号 700mm灌注桩4号 800mm灌注桩 800mm灌注桩1号 800mm灌注桩2号 800mm灌注桩3号 700mm灌注桩2-1号 800mm灌注桩2-2号
部位 组合一 上节 中段 下节 PHDC PHDC PHDC
静钻根植桩工法规格
钻孔孔径表
根植桩节外径D (mm) PHDC400-300 PHDC500-400 PHDC650-500 PHDC800-600 PHDC1000-800 钻孔直径d2 (mm) 450 550 700 850 1100 端部扩孔直径D1注 (mm) 675 825 1050 1275 1650
1.2
2.2 13.5 18.8 24 28 36 70 50 60 160 160 200 16 17 34
桩基设计参数建议值
土层编号 1-2 2-1 2-2 岩土名称 粉质粘土 淤泥质粘土 淤泥质粘土 预制桩（kPa） qsia 10 6 9 qpa 沉管灌注桩（kPa） qsia 8 5 7 qpa
根植桩单桩竖向抗压承载力计算（初步建议）
根据《建筑桩基技术规范》 JGJ94-2008 第5.3.5条，当根据土的物理指标与承载 力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，参照国外同类规范的 规定，初步建议按下式计算
Q Q Q u q l q A uk s k pk i s i ik pk p
未完
桩基施工新技术
根植桩和静钻根植工法
内容
高性能混凝土根植桩
down6.zhulong.com/tech/detailprof1004737YT.htm）预 应力高性能混凝土异形桩 2）配置热轧带肋钢筋的预应力高性能混凝土桩 桩身性能对比试验结果
静钻根植桩工法
1）工法特征 2）设备及质量控制手段 3）试验施工结果 4）与其他工法的对比
q sik 桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，可按照地质勘察报告中建议
的混凝土预制桩极限侧阻力标准值取值
q pk 极限端阻力标准值，可按照地质勘察报告中建议的混凝土预制桩
ui
极限端阻力标准值的三分之二取值
桩身周长（ZDJ桩按节外径取值，其他类型桩按桩外径取值）
A p 桩端扩头部面积。
单桩竖向抗拔承载力及抗水平承载力计算
钻机操作手监控画面
静钻根植桩工法
增加桩与水泥土，水泥土与 周边土的作用力 改善桩端部的受力性能 提高桩的承载力
效果
施工速度快，质量可靠 承载力可高于同直径钻孔灌注 桩的30~60% 相同承载力下的泥浆排放量仅 为钻孔灌注桩的20~25%
静钻根植桩工法应用项目介绍
项目名称：XX滨海基地大型设备基础 地质情况简介
5-1
5-2 5-3 5-4 6-1
粉质粘土
淤泥质粘土 粉质粘土 粉砂 粉质粘土
23
22 20 35 25
750
700 650 2000 1300
20
18 17 30 22
700
650 600 1600 1100
设计概要
采用650mm静钻根植桩 取5-4层为桩基持力层 桩长35米， 桩端进入持力层2D以上
1
2
3
4
5
6
7
8
9
PHC600 (100) AB
PRHC600 Ⅰ型
抗剪性能对比试验
试验结果
1） 抗弯弯矩 o PRHC根植桩抗裂弯矩比PHC管桩平均增加：7% o 极限抗弯弯矩平均增加：31% 2） 最大弯矩下的挠度平均提高：40.1%， 抗弯变形性能改善效果明显 3） 抗剪变形性能平均提高：41% PRHC根植桩的抗弯及抗剪性能：大幅度提高 在应用中可明显提高桩基础的抗水平承载力
基土分为8个大层，11个亚层，各孔地质情况详见钻孔柱状图。
桩基设计参数建议值
层号
① ② ③1
层名
素填土 粘土 淤泥质粘土
状态
中密-密实 可塑 流塑
预制桩
14 20 11 12 18 8
钻孔桩
qsa（KPa） qpa（KPa） qsa（KPa） qpa（KPa）
③2
④ ⑤1 ⑤2 ⑥ ⑦2 ⑦3 ⑧
桩长均为64米 各桩均以粉砂层作为桩端持力层 桩端进入持力层2D以上。
承载力试验结果简报
数据来源 1）我公司试验用桩 650mm根植桩 800mm灌注桩 2）邱隘某工程 700mm灌注桩 1号- 4号 桩长：60-62m （检测：2010.9） 3）东部新城某工程 （宁穿路福庆路） 800mm灌注桩 1号- 3号 桩长：66m （检测：2010.4） 4）某工程试桩
6-1层粉质粘土：可塑，中等干强度，中等压缩性，层厚2.4-5.5m。
主要物理力学指标
土层编号 岩土名称 厚度（m) 深度(m) 地基土承载力 （KPa） 标贯击数
1-1
1-2 2-1 2-2 5-1 5-2 5-4
素填土
粉质粘土 淤泥质粘土 淤泥质粘土 粉质粘土 淤泥质粘土 粉砂
1.2
1.0 11.3 5.3 5.2 4 8
14Φ12 14Φ14 14Φ10.7
346
493 570
PRHC600 Ⅲ型 PRHC600 Ⅳ型
14Φ16 14Φ20
617 727
抗弯性能对比试验
抗弯性能对比试验
抗弯性能对比试验结果
PHC管桩（PHC600(110)AB）抗弯试验裂缝性状
抗弯性能对比试验结果
PRHC根植桩（PRHC600(110)Ⅰ型）抗弯试验裂缝性状
PHC桩，钢管混凝土桩(SCP)，钢管桩(SP) 改善桩身上部的抗水平承载力 根据地质条件，选择合适的桩型 增加桩周侧阻力及桩端阻力
组合二 PHC PHDC或 PHC或 PHDC+PHC PHDC 组合三 PRHC PHDC或 PHC或 PHDC+PHC PHDC 组合四 SCP PHDC或 PHC或 PHDC+PHC PHDC 组合五 SP PHDC或 PHC或 PHDC+PHC PHDC
5-1层 粉质粘土：可塑-软塑，中等干强度，中等压缩性，层厚1.4-9.8m。 5-2层 粉质粘土：软塑-流塑，中等干强度，中等压缩性，层厚1.00-11.5m。 5-3层 粉质粘土：软塑，中等干强度，中等压缩性，层厚0.90-15.4m。
5-3层 粉土：中密-密实，具低干强度，中等偏低压缩性，层厚1.20-14.5m。
高性能混凝土根植桩
现有预制桩
软土地基中桩周侧阻力发挥不完全 软土地基中竖向抗压荷载下桩身强度不能充分发挥 抗水平荷载能力不足（地震， 动荷载） 变形性能不够高，易脆性破坏
XX系列预制高性能混凝土桩专利产品
预应力高性能混凝土异形桩
配置热轧带肋钢筋的预应力高性能混凝土桩
预应力高性能混凝土异形桩
代号：PHDC
通过桩与周边的咬合，提高桩身侧阻力
通过下端扩头，改善桩端支撑阻力特性 用于桩基下节、中节或中段（2-3节）
按非预应力钢筋配筋面积 Ⅰ型，Ⅱ型， Ⅲ型， Ⅳ型
设计计算结果
代号 PHC600 (100) AB
PRHC600 Ⅰ型 PRHC600 Ⅱ型
预应力主筋 非预应力主筋 极限弯矩（kN・m） 14Φ10.7 无
单桩竖向承载力特征值： 2200KNቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
深度变化(cm)
1000
2000
0
-5000
-4000
-3000
-2000
-1000
钻孔深度变化 钻孔用水流量 桩端水泥浆流量
500 1000 1500
桩周水泥浆流量 钻头扩孔
0
11 时 :5 间 11 3: :5 09 11 6: :5 23 12 9: :3 37 12 3: :3 36 12 6: :4 50 12 0: :4 04 12 3: :4 18 12 6: :4 32 12 9: :5 46 12 3: :5 00 12 6: :5 14 13 9: :0 28 13 2: :0 42 13 5: :0 57 13 9: :1 11 13 2: :1 25 13 5: :1 39 13 8: :2 53 13 2: :2 07 13 5: :2 21 13 8: :3 35 13 1: :3 49 13 5: :3 03 14 8: :0 17 14 1: :0 00 14 4: :0 14 14 7: :1 28 14 0: :1 42 3: 56