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1、螺鎖式混泥土種植樁施工方案 項目：申菱廣場（暫定名） 目錄目錄一,工程簡介及依據二,樁基基本要求三, 樁與樁機的選型四，水泥土攪拌樁現狀五, 試樁及靜載要求六, 螺鎖式混泥土種植樁施工要求七，螺鎖式混泥土種植樁施工順序八，螺鎖式混泥土種植樁經濟性對比九，不采用長芯樁螺鎖式混泥土種植樁原因十，衍生新樁型介紹十一，螺鎖式混泥土T型維護樁施工方案十二,螺鎖式混泥土種植樁計算螺鎖式混泥土種植樁施工方案一、工程簡介及依據項目名稱：申菱廣場（暫定名）勘察單位：寧波華東核工業工程勘察院提供申菱廣場項目巖土工程勘察報告(詳細勘察)勘察編號：GK2015-146委托單位：寧波石浦半島酒店有限公司依據：建筑地基基2、礎設計規范 (GB5007-2011) 建筑地基處理技術規范 (JGJ 79-2012) 建筑樁基技術規范 (JGJ94-2008) 建筑基樁檢測技術規范 (JGJ106-2014) 機械連接先張法預應力混凝土竹節樁 （2013浙G32） 勁性復合樁技術規程 (JGJ/T 327-2014)工程概況擬建的申菱廣場工程位于象山縣石浦鎮玉泉路東側南屏路與興港路之間。擬建工程分商業地塊和住宅地塊。商業地塊用地面積9710.24m2，總建筑面積30040 m2,其中地上建筑面積22440m2，地下建筑面積7600m2。擬建物由4F（部分5F）高度30m的商業樓及附屬設施組成，框-剪結構，最大墻底力初估3、為1500KN/m，地基允許變形5mm。住宅地塊總用地面積23243.12m2，總建筑面積73120m2，地上總建筑面積53520m2，地下總建筑面積19600 m2，由9棟9F-16F（高度26.9-47.5m）住宅（1層商業）樓組成，框-剪結構，最大墻底力初估為1500KN/m，地基允許變形5mm。二、樁基基本要求本工程室內標高0.000相當于黃海4.100m;建筑樁基設計等級為乙類。三、樁選型根據場地工程地質、水文地質條件和經濟合理性綜合考慮，選用螺鎖式混泥土種植樁。1 螺鎖式混泥土種植樁定義： 螺鎖式混泥土種植樁是根據工程設計所需要復合樁的外徑大小和深度、土層分類以及水泥土樁的樁身強度4、的要求，來確定水泥土的級配與施工工藝及方法，并通過直接干噴射水泥或水泥沙漿至土體中，經過九軸正反轉葉片的鉆機（葉片上帶有噴漿口機械設備施工）將土體與水泥攪拌均勻,在水泥土樁的質量符合設計要求后直接插入異型樁后形成的復合樁基。2 設備介紹和優勢：a, 為了滿足當時建筑工程所需,兆弟控股在1993年就設計和實現全球最先進的大型液壓靜壓樁機設備開發。隨著建筑物高度越來越高，體量越來越大,地下室開挖深度越挖越深,原有的施工設備也越來越無法滿足現代建筑對施工設備的實際需求了。兆弟集團為了研發滿足現代建筑需求的該類施工設備，抓住未來發展趨勢，經過了7年的默默付出和不懈努力，終于在2015年自行研發成功“z5、b-2自控萬能節源環保深攪一體機”。 其構造如下圖：zb-2自控萬能節源環保深攪一體機 1-正鉆轉桿 2-反轉轉桿 表示一道十道攪拌葉片b, 我公司zb-2自控萬能節源環保深攪一體機適用于螺鎖式混泥土種植樁和螺鎖式混泥土種植維護樁的樁基和基坑支護施工。該設備不僅能實現深層水泥砂漿等攪拌樁的施工，還可以植入各類預制樁、插入沉管灌注樁等，也能完成鉆孔灌注樁的目標。特別適用于螺鎖式混泥土種植樁的整體式施工，速度快，質量有保證。如果采用螺鎖式異型預制樁，那么它的接頭防腐性能比樁身年限還要長得多，樁與承臺連接就能滿足GB50007-2011的有關強制性規定了。c, zb-2自控萬能節源環保深攪一體機采用6、九軸正反鉆即5根正鉆鉆桿4根反轉鉆桿,輕而易舉的進入原土中，并在同一平面內同時有18把攪拌桿刀片在破碎土體;鉆桿端部不到900mm范圍內同時有108把攪拌桿刀片在同時正反轉粉碎土體。同時通過攪拌葉片上方的扇形噴漿孔噴射水泥漿液，與粉碎土體顆粒均勻結合。特別值得一提的是，該鉆桿上攪拌葉片與鉆頭的設計已超越國內外最先進的同類型設備,技術上的優勢在于：一、從鉆桿端部的鉆頭設有特殊的出漿八字型口；二、上面設有2道橫向粉碎攪拌葉片；三、設有1道帶角度的攪拌葉片；四、第5與7道攪拌葉片中間增設了帶有角度的縱向翻土葉片（即第6道葉片），而第6道葉片能把該水泥土樁徑范圍內的土體完整性地翻個遍；五、第8、9、17、0三道攪拌葉片可以將翻上來的土體再次粉碎。通過對設備上的10道攪拌葉片功能上的特殊的設計，能輕而易舉地粉碎土體了，能夠保證顆粒細小均勻。因此，水泥、建筑垃圾砂漿等材料就能毫無死角地噴注入土體內，并能均勻拌和混凝成一個整體，只有這樣才能確保樁身的質量萬無一失。d,該設備完全還可以按設計要求與根據地質情況（即土體的松軟情況）控制鉆桿入土的速度（快與慢）、鉆桿停留時間、噴漿量和設備壓力等參數，在土體各持力層上形成水泥土擴大頭，并與土體結合構成咬合力更強、承載力更高、結合更加緊密的水泥土樁,見圖10.0.因此，zb-2自控萬能節源環保深攪一體機是采用全智能、全自動化的理念來實現“全球首創”和獨一無二的8、設備。 e, zb-2自控萬能節源環保深攪一體機采用了九軸及正反轉葉片的鉆機將土體與水泥很容易攪拌均勻,克服勁性樁機采用的單軸成型技術的缺陷，即鉆頭與叫片無法將土體完全打碎，造成土體與水泥結合時出現大面積空鼓，影響水泥土樁的質量。f, zb-2自控萬能節源環保深攪一體機另一個顯著顯著的優點是九鉆桿可以根據地質情況，通過設備參數控制，自動對接鉆桿，調整鉆桿長度，真正實現了設備的全自動化理念。鉆桿每節長度15米，最多能接4節，故鉆桿最長60米，真正實現水泥土深層攪拌功能，克服了勁性樁機鉆桿偏短，部分地區土層無法做成等芯樁，影響復合樁單樁承載力的發揮。g, zb-2自控萬能節源環保深攪一體機真正實現9、一機多用的功能，即在水泥土樁施工完畢后，預制樁種植施工也是在同一臺設備上完成的。在提鉆后，設備轉換成預制樁施工模式，通過吊機自動將預制樁吊裝到位，精確對中，再利用自帶震動的送樁器將預制樁送至設計標高。整個過程做到了高效、準確、迅速和便捷，更能避免組合式樁機來回移動對土體和樁身的質量的影響。3 技術優勢a,螺鎖式混泥土種植樁中的異型樁凹凸面能分段承載各段樁身與水泥土樁與其它樁的剪切力，并且每段凹凸能夠自行解決該段的粘結摩擦力，因而徹底解決了復合樁中圓形或方形預制樁在承載力較大時，由于無凹凸而出現與水泥土樁粘結面脫離的現象。所以螺鎖式混泥土種植樁發揮了復合樁的優勢，克服了與預制樁粘結會分離的缺陷，10、形成了一種全新的樁型。b, zb-2自控萬能節源環保深攪一體機徹底解決了單軸攪拌機攪拌長樁時不能把土體完整粉碎，無法與噴注水泥均勻攪拌等問題。不但解決了深層攪拌，還徹底解決了打、壓樁難、流砂以及土層中流動水土造成坍孔等問題。C,最重要的一點是所有特征的數據都可以直接儲存，每根樁的原材料用量與壓力及預制樁長度等都會真實的記錄到電腦數據庫里，徹底解決了人為因素的干預。4 經濟優勢經濟效益顯著，該螺鎖式混泥土種植樁與現有的預制樁相比，能節約一半；與鉆孔灌注樁相比節約2倍以上投資成本。5 選用規格：混泥土規格：850x850(正方形) 長度：36米6 竹節樁規格：T-PHC-A600-560(140)11、-12-12-12 長度：36米7 樁體進入土層情況：螺鎖式混泥土種植樁進入6-1層持力層約1m左右。四、水泥土樁現狀由于現有國內國際攪拌樁樁機對工程均采用單軸，因為只有一個方向轉動的葉片，從而造成沒有反方向的鉆桿和反向葉片,不產生反向力，無法將土體反方向進行粉碎,缺少一道粉碎土體的工序，所以部分土體中會為出現大的土塊體,并且土塊體土里無法噴注入水泥沙漿、水泥及化學材料充分結合, 特別是在土的黏性比較大，且含水量對于下沉噴漿的機械，在提鉆過程中，部分黏性土會隨鉆桿提升一并上升，這種現象叫做包鉆。包鉆會引起樁的某一深度處形成空洞，嚴重影響樁的承載力。另一方面現有的國內設備鉆頭升降與供料系統非聯動12、操作，加上堵管等影響，單位樁長的供灰量不準確，常常造成沿樁長方向樁身強度過大的差異，不少樁身的芯樣不能成型，在收集到的100余根粉噴樁的抽芯檢測資料中，全樁樁身完整者僅3根，問題不容忽視（以來數據及內容源于湖北省土木建筑協會理事會理事袁內鎮關于“關于深層攪拌水泥土樁應用中的幾點淺見”文章）。這樣一來就無法保證全樁質量的可靠性,因為在上個世紀八十年代已經就有大量的工程應用攪拌樁,可是在本世紀初就基本被禁用,有些地市還發了相關禁用的通知等。我公司在2012年在江蘇張家港市楊舍鎮福前村“福東苑”項目就開始水泥土復合樁的試驗方面工作。試驗分兩部分：第一部分在原土中分別打入管樁、方樁、竹節樁各六根，樁長13、15米，共18根；第二部分先打入水泥土樁，樁長15米,然后分別打入管樁、方樁、竹節樁各六根，樁長15米，共18根。通過對比試驗顯示，不打攪拌樁的管樁、方樁、竹節樁的單樁承載力基本沒有提高。在復合樁試驗中單樁承載力都有所提高，但攪拌樁后插竹節樁的單樁承載力提高尤為突出，基本平均可以提高250%。我公司對這次試驗的目標是想在這個試驗成功后,要全面投入推廣攪拌樁插預制樁的愿望,為讓試驗流程更正規，結果更嚴謹、更客觀、更科學、更具說服力,董事長決定邀請國內外知名專家,聯合同濟、浙江大學等來協助該項目試驗樁的實驗開展。經過3年半的努力，終于在2015年底成功地完成了試驗項目,并取得理想的效果，故命名該類14、樁型為“螺鎖式混泥土種植樁”。五, 試樁及靜載要求1 本工程基礎采用等芯的螺鎖式混泥土種植樁，即樁機的九軸正反轉桿通過直接噴射水泥砂漿至土體中,形成850x850正方形混泥土，在初凝前插入600-560竹節樁。2 外芯850x850混泥土樁有效樁長36m,中間內芯竹節樁T-PHC-A600-560(140)-12-12-12竹節樁, 樁徑為600-560mm,有效樁長為36m;樁頂標高-2.060（黃海）。3 單樁豎向抗壓承載力特征值為：4000KN；單樁豎向極限抗壓承載力：8000KN4 靜載要求由于需先行靜載試樁，因此靜載樁頂需施工至現有地面，黃海高程約3.200，以上樁均需增加約6米樁長15、，故對螺鎖式混泥土種植樁要求如下：a, 由于外芯混泥土樁不加長至地面做靜載，故有效樁長為：36米(上部不帶混泥土攪拌樁)；b, 由于內芯竹節樁加長至地面做靜載，故有效樁長調整為：T-PHC-A600-560(140)-12-12-12， 樁長42米；(上部不帶混泥土攪拌樁)c, 螺鎖式混泥土種植樁要求試樁加載至：8340KN。六, 螺鎖式混泥土種植樁施工要求1 攪拌樁施工時，停漿面應高出樁頂設計標高300500mm。2 混泥土樁水泥摻量為18%，宜采用32.5級以上普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥(內摻3%專用固化劑)。在標準養護條件下水泥土28d齡期（邊長為70.7mm立方體）立方體抗壓強度加權平均16、值不宜低于1.5MPa，采用鉆芯取樣法。3 混泥土樁水泥砂漿用量20% 30%.4 施工時應防止冒漿,應做好施工記錄，重點是每根樁攪拌時間、水泥用量。5 竹節樁沉樁方式暫定為靜壓法，以樁長控制。6 壓芯工序宜在水泥土攪拌樁成樁后6小時內進行。7 竹節樁插入時垂直偏差不應超過0.5%，在壓芯前應復查壓樁機構導向架垂直度。8 竹節樁入土1m后應停止下沉，由專人沿兩個方向核對芯樁垂直度，確認無誤后方可繼續沉樁。七，螺鎖式混泥土種植樁施工順序1 螺鎖式混泥土種植樁首先根據規劃與施工圖進行定位放線,并經相關單位及負責人確認后施工機具就位、樁機調平對準鉆頭；2 制備水泥、水泥沙漿；3 正反轉桿鉆入土層下沉17、；4 按施工圖要求及實際施工所需要調整快、慢轉速、多噴或少噴,應符合工程質量所需決定攪拌鉆桿提升速度快、慢；5 根據地質情況和實際施工來確定是否復攪復噴；6 關閉攪拌設備；7采用整體式施工機械時，旋轉樁架、竹節樁定位；8 水泥土初凝前沉樁、接樁、送樁送到標高前進行振動后至設計標高；9 移位，進行下一根樁施工。八，螺鎖式混泥土種植樁經濟性對比 表7.0螺鎖式混泥土種植樁經濟性對比對比內容 對比樁型水泥土樁樁長竹節樁樁長竹節樁進入持力層深度復合樁單樁承載力 特征值承載力提高備注勁性復合樁25米36米6米2200KN抗壓承載力提高82%螺鎖式混泥土種植樁中由于水泥土成本比低，故增加水泥土的長度，承載18、力比原來提高82%。螺鎖式混泥土種植樁36米36米1米4000KN九，不采用長芯樁螺鎖式混泥土種植樁原因1 長芯樁由于端部有一定長度的樁身是不被混泥土包裹，在施工時該段樁在土層也有一硬度,那么在靜壓或施工時就要增加配重,隨著配重的增加,對施工場地的負荷（地面承載力）也要相應提高,增加了加固施工場地的成本（如填渣和挖渣成本）,并拖延工期等。若不采用等芯樁，沉樁施工中必定影響樁身質量, 而且樁身的抗壓承載力不能按0.85系數取值，極大的影響的單樁承載力的發揮。2 預制樁由于一部分被水泥土包裹，一部分在土層中，故在施工時在復合段沉樁較為容易，但進入土層時就比較困難，容易產生比較大的誤差，這樣對于沉樁19、質量就無法得到保障。3 由于水泥土的成本比較低，增加一部分的水泥土,確能極大的增加單樁抗壓承載力特征值，具統計單樁承載力特征值能夠提高82%，經濟上性價比較高。十，衍生新樁型介紹1,螺鎖式混泥土種植樁在施工過程中通過對速度、噴漿量、鉆桿停留時間等參數的控制，可以形成變截面混泥土樁，該樁像竹節樁一樣，提高了水泥土與土層之間的咬合力，如下圖： 圖10.0 等截面混泥土樁與變截面混泥土樁2,異型T型樁是樁身成T字形，并根據地下連續墻與排樁特點相結合的預應力混凝土異型維護樁。當T型樁與水泥土相結合時，能夠有效的起到止水帷幕和基坑支護的雙重的作用。相比地下連續墻+止水帷幕或者排樁+止水帷幕，施工速度更快20、，支護和止水效果更好，造價上更經濟。螺鎖式T型樁和螺鎖式混泥土T型維護樁如下圖： 螺鎖式T型樁螺鎖式混泥土T型維護樁十一，螺鎖式混泥土T型維護樁施工方案1） 螺鎖式混泥土T型維護樁的攪拌墻施工可采用zb-2自控萬能節源環保深攪一體機，它鉆進攪拌施工順序如下所述。跳槽式雙孔全套打復攪式連接是常用的方法。施工時先施工第1單元，然后施工第2單元。第3單元的A軸及C軸分別插入到第1單元的C軸孔及第2單元的A軸孔中，完成套接施工。依次類推，施工第4單元和套接的第5單元，形成連續墻，如圖11.0（a）;當施工場地受限制時可采用單側擠壓式連接方式，如墻體轉角處或施工間斷的情況下，施工順序如圖11.0（b）所21、示，先施工第1單元，第2單元的A軸插入第1單元的C軸中，邊孔套接施工，依次類推施工完成螺鎖式混泥土種植維護樁的攪拌墻體。2） zb-2自控萬能節源環保深攪一體機的鉆桿在下沉和提升過程中均應注入水泥漿，并嚴格控制下沉和提升速度，噴漿下沉速度應控制在0.51.0m/min,提升速度應控制在1.02.0m/min,樁底部分適當持續攪拌注漿，并盡可能做到勻速下沉和提升，使水泥土和原地基土充分攪拌。. 圖11.0 zb-2自控萬能節源環保深攪一體機水泥土攪拌墻施工順序6將zb-2自控萬能節源環保深攪一體機的集料斗中加人適量清水，開啟灰漿泵，清洗壓漿管道及其他機具，然后移位再進行下根水泥土樁的施工。7 插22、入異型樁 zb-2自控萬能節源環保深攪一體機的水泥土攪拌樁施工完畢后，吊機應立即就位，準備吊放異型樁。異型樁插入宜在攪拌樁施工結束后30min內進行，插入前應檢查其規格型號、長度、垂直度等，以滿足設計要求。異型樁插入應采用牢固的定位導向架，先固定插入異型樁的平面位置，然后起吊異型樁，將異型樁底部中心對正樁位中心并沿定位導向架徐徐垂直插入水泥土攪拌樁體內。必要時可采用經緯儀校核異型樁插入時的垂直度，異型樁插入到位后用懸掛物件控制異型樁頂標高。異型樁插入宜依靠自重插入，也可借助帶有液壓鉗的振動錘等輔助手段下沉到位，嚴禁采用多層重復起吊異型樁并松鉤下落的插入方法。8.涌土處理由于水泥漿液的定量注入攪23、拌和異型樁插入，一部分水泥土被擱置換出溝槽，采用挖土機將溝槽內的水泥土清理出溝槽，保持溝槽沿邊的整潔，確保樁體硬化成型和下道工序的繼續，被清理的水泥土將在24h后開始硬化，隨日后基坑開挖一起運出場地。6.8.4螺鎖式混泥土T型維護樁芯樁施工時應符合下列規定：1） 可采用靜壓法、種植法等方式施工，不應采用錘擊方法；2） 樁頂在設計標高處的平面位置，垂直于T型樁墻軸線方向（水平方向）允許偏差不應大于50mm;垂直T型樁墻軸線方向（垂直度）的允許偏差不應大于20mm;3） 異型T型樁宜采用單根依次插入的方法，不的出現脫榫現象。4） 異型T型樁墻軸線不得出現明顯彎折。當板樁偏離軸線產生平面扭轉時，應在后沉板樁中逐根糾正。5）對混泥土異型T型樁的榫槽豎向空腔應按設計要求進行處理。當設計無要求時，應采用模袋混凝土或砂漿填塞，混凝土和砂漿的強度不宜低于20Mpa。填塞前，應清除空腔中的泥土和雜物。十一，螺鎖式種植樁計算