-静钻根植桩简介

静钻根植桩技术与工程应用简介张日红中淳高科桩业股份有限公司（浙东建材集团）„资源消耗大„泥浆排放成为社会问题钻孔灌注桩非挤土！„必须开发新的桩型满足城市建设提出的高承载力要求„现行施工技术挤土效应严重，妨碍预制桩的应用发展PHC高强预制桩工业化！开发非挤土施工的高承载力桩基础技术开发非挤土施工的高承载力桩基础技术技术开发背景发展绿色桩基技术：扩大预制桩的使用领域！代号节外径(mm)桩身外径(mm)节间距(mm)壁厚(mm)扩头直径(mm)长度（m）PHDC450-3004503001000704007~15PHDC550-40055040095500PHDC650-500650500100/125600PHDC800-600800600110/130700/800PHDC1000-8001000800110/1301000静钻根植桩产品简介复合配筋先张法预应力混凝土管桩（简称复合配筋桩、代号：PRHC）„预应力钢筋+非预应力钢筋、端板锚固筋„可满足抗拉，抗水平荷载要求。„可部分代替钢管桩预应力钢筋非预应力钢筋PRHC桩身锚固钢筋桩套箍静钻根植桩产品简介PRHC桩与PHC管桩及灌注桩的桩身抗弯性能对比静钻根植桩产品简介PRHC桩与PHC管桩的桩身抗拉试验确认静钻根植桩产品简介PRHC桩与PHC管桩的桩身抗拉荷载对比050010001500200025003000ⅠⅡⅢⅣ受拉承载力设计值（kN）PHC600AB130PRHC600（130）静钻根植桩产品简介常用桩节组合部位组合一组合二上节PHCPRHC中段PHC或PHC+PHDCPRHC或PHC下节PHDCPHDCPHDC桩，PRHC桩，PHC管桩①根据地质条件及荷载要求，选择合适的桩型②PRHC桩提高桩身上部的抗水平、抗拔承载力静钻根植工法简介1.集成钻孔灌注桩、深层搅拌桩、扩底桩、SMW、预制桩等技术的优点。2.利用竹节桩桩端直径变径技术与复合配筋桩、PHC管桩等各种预制桩组合，可满足工程对抗压、抗拔、抗水平力的不同要求。3.通过桩端扩底，并注入抗压强度20MPa以上的桩端水泥浆，大幅度提高桩基端部承载力，控制总沉降及不均匀沉降。静钻根植工法------概要静钻根植工法简介钻孔(D+100mm)桩端扩底(1.5孔径)桩端水泥浆(1100kg/m3)桩周水泥浆植桩静钻根植工法简介发挥预制桩高承载力特性的条件：z需要良好的施工设备与施工全过程的控制手段z避免场地及人员等各种外部因素的影响z确保桩基础质量稳定可靠，变异系数小全过程自动监控施工数据采集静钻根植工法简介电流检测装置施工管理装置桩机载荷监控装置桩端液压扩大管理装置深度检测装置钻杆垂直度检测装置水泥浆配合控制系统水泥浆流量检测装置成立施工数据管理中心，确保每根静钻根植桩的施工全过程可追踪自动监控装置及智能化管理静钻根植工法简介主要已完成研究项目项目名称合作单位时间复合配筋PRHC桩身力学性能研究浙江大学建工学院2010-2011静钻根植PHDC竹节桩桩身性能研究浙江大学及浙大设计院等2010-2012宁波南北环快速路工程应用研究宁波通途公司，宁波城建院等2011-2012静钻根植桩承载力机理研究浙江大学等2012-2013静钻根植桩在高架桥梁项目应用研究上海公投公司，上海城建院等2013-2014静钻根植桩桩身完整性试验研究浙江大学滨海与城市岩土工程技术中心等2013-2014静钻根植桩在轨道交通工程中的应用研究宁波轨道交通指挥部，北京城建设计院等2014静钻根植工法简介承载力机理研究有限元分析、室外大型土槽试验现场静载试验结果统计分析承载力计算方法静钻根植工法简介竹节桩及扩大头受力简化图单元荷载传递示意图受压荷载传递机理研究静钻根植工法简介竹节桩竖向应力分布竹节桩周土体竖向应力分布受压荷载传递机理研究静钻根植工法简介应变传感器设置„布置位置（土层分布情况）„布置数量（18个）受压荷载传递机理研究静钻根植工法简介试桩Q-s曲线试桩轴力分布图受压荷载传递机理研究静钻根植工法简介桩-土相对位移桩侧摩阻力-桩土相对位移关系受压荷载传递机理研究静钻根植工法简介桩身预埋钢筋应力计上拔荷载传递特性研究静钻根植工法简介指数函数曲线拟合钢筋应力计上拔荷载传递特性研究静钻根植工法简介试桩2轴力图试桩1轴力图上拔荷载传递特性研究静钻根植工法简介试桩1侧摩阻力与桩土相对位移关系试桩2侧摩阻力与桩土相对位移关系上拔荷载传递特性研究静钻根植工法简介¾抗压承载机理小结„静钻根植桩承担的荷载主要由预制桩身承担，部分荷载通过桩周水泥土扩散到桩周土层中；„双层应力扩散模式：预制桩身-水泥土、水泥土-桩周土；„竹节桩部位：竹节桩桩身和桩周水泥土变形协调；„轴力到达竹节桩部位后加速递减，竹节桩对承载力提高作用明显。荷载传递机理研究静钻根植工法简介¾抗拔承载机理小结„水泥土-桩周土接触面特性与桩侧注浆桩相似，桩端水泥土扩大头抗拔特性与混凝土扩底抗拔桩相似；„扩底部位可提高其上部一定范围土体的侧摩阻力。单桩竖向抗压承载力计算单桩竖向抗拔承载力及抗水平承载力计算按现行桩基规范进行计算根据《地基基础设计规范》等,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:sikq桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，可按照混凝土预制桩极限侧阻力标准值取值;pkq极限端阻力标准值，可按照混凝土预制桩极限端阻力标准值的二分之一取值;iu桩身周长(PHDC桩按节外径取值，其他类型桩按桩外径取值)bA桩端扩底部投影面积。25宁波浙东建材集团2015/12/16ppkisikipkskukAqlquQQQ+=+=∑静钻根植工法简介宁波浙东建材集团2015/12/16数百根单桩竖向抗压承载力试验结果（宁波、温州、上海）桩身强度控制承载力（600mm：9500kN、800mm：16000kN）C100、C120高强混凝土预制桩技术的开发C100、C120高强混凝土预制桩技术的开发确保接点强度的技术措施：z桩身与端板间的一体性z桩与桩的连接z桩与承台的连接大量单桩竖向抗拔承载力静载试验结果（宁波、上海，温州）桩身强度控制承载力（600mm：3000kN、800mm：4000kN）试桩结果汇总分析：完全可以用于抗拔桩基础静钻根植工法简介推广应用领域高层建筑基础热电工程基础轨道高铁基础交通工程基础桥梁工程基础基坑围护代表性重点工程工程应用简介鄞州滨海园区太平货柜项目宁波邱一安置房项目杭州湾如佳酒店工程宁波象山沃尔玛商业广场宁波东部新城安置房工程温州电厂“上大压小”工程宁波东城国贸项目国家电网慈溪变电站改造国家电网宁波杭州湾变电站宁波明州热电厂项目杭甬高速高桥养护站项目上海S26高架桥项目宁波市总工会职工之家宁波工程学院校区项目宁波市公安局项目宁波新材料科技城项目杭州湾电网改造项目杭州浙江能源项目上海S26公路东延伸新建工程配桩方式(由上向下）为：PRHC800(130)II-15+PHC800(130)AB-16+PHC800(110)AB-16+PHDC800-600（110）AB-15，桩长62m，持力层为7-2粉砂层.项目地点：S26（嘉松公路入口附近）试验项目：施工适应性（场地条件适应性，排土量，单桩施工时间确认）桩身完整性的检测承载力性能测试（竖向抗压承载力，抗水平承载性能）工程应用简介3000kN恒定竖向荷载作用下正反向多循环水平静载试验（试验控制条件：最大水平荷载300kN及单向最大水平位移17mm）其他试验结果竖向抗压承载力：12000kN（未达极限）；最大抗水平承载力：800kN工程应用简介上海S26公路东延伸新建工程鉴定意见：静钻根植桩可以用于单孔跨径50以下的高架桥梁。工程应用简介宁波轨道交通应用研究工程应用简介桩端上部设置荷载箱A20-1钻孔灌注桩A45-2钻孔灌注桩S2,S4静钻根植桩工程应用简介宁波轨道交通应用研究桩型桩号桩径（mm）桩长（m）荷载箱距桩端位置（m）单桩抗压极限承载力（kN)钻孔灌注桩A20-1120067.510.012860A42-5150060.011.017106静钻根植桩S280064.07.016773S480064.07.016773静钻根植桩与钻孔灌注桩自平衡静载试验结果对比宁波轨道交通应用研究工程应用简介宁波邱一安置小区项目位于宁波市鄞州区邱一村。建物体共有9幢建筑及1个大型地下车库组成。在1、2、3#楼中采用静钻根植桩基础。宁波邱一安置小区工程应用简介设计情况工程应用简介工程应用简介沉降观测结果1,2,3棟（静钻根植桩）最大沉降：18mm最小沉降：13mm差异沉降：2mm4–9棟（钻孔灌注桩）最大沉降：29mm最小沉降：16mm差异沉降：4mm宁波中心项目分为四期开发，项目位于宁波东部新城核心区C1-4/8/9、A3-22/23/25号地块，主要建筑为住宅、办公式公寓、大型商业、高层办公、400米超高层建筑组成。其中宁波中心三期商业项目采用根植桩桩基，三期总建筑面积约32万平方米，一幢高层写字楼及16万方大型商业裙房组成。建筑为框架、框剪结构，基础型式为桩基础，本工程地下室为地下整体三层，地下室底板板面标高为-15.750m，本工程靠近已通车的地铁1号线和未施工的5号线，周边环境复杂，桩基基础设计等级为甲级、桩基安全等级为一级。工程应用简介桩长（m）持力层桩径（mm）侧阻力（kN）端阻力（kN）承载力（kN）比较根植桩568‐1800351010734583承载力提高39.6%钻孔灌注桩568‐1800293035232821、同桩长、同桩径承载力对比根植桩与钻孔桩在桩长、桩径相同的情况下，承载力提高约39.6%，在柱底荷载一定的情况下，采用根植桩，能有效地减少桩数。设计对比设计对比工程应用简介设计对比设计对比桩长（m）持力层桩径（mm）侧阻力（kN）端阻力（kN）承载力（kN）比较根植桩568‐1800351010734583钻孔灌注桩688‐280039944024396桩长增加12ｍ本项目当钻孔桩桩长达到68米，桩端持力层将进入8‐2层，灌注桩的承载力可与根植桩基本一致，但混凝土及钢筋用量约增加20%，同时施工作业时间拉长。2、同桩径、同承载力桩长对比工程应用简介桩长（m）持力层桩径（mm）侧阻力（kN）端阻力（kN）承载力（kN）比较根植桩568‐1800351010734583钻孔灌注桩568‐1110038487024550桩径增加300mm3、同桩长、同承载力桩径对比当钻孔桩桩径达到1100mm时，灌注桩的承载力可与根植桩基本一致，但混凝土使用量剧增89%那么导致钢筋用量相应增加非常不经济。工程应用简介设计对比设计对比桩长（m）持力层桩径（mm）承载力特征值（kN）数量（根）扩底直径（mm）扩底高度（mm）根植桩1（抗压）568‐1粉质粘土800445044913503000根植桩2（抗拔）466‐3粉质粘土800140094113503000根植桩1：PHC800AB(110)-15,15,11C80+PHDC800-600(110)AB-15C80根植桩2：PRHC800(110)Ⅰ-15C80+PHC800AB(110)-9,7C80+PHDC800-600(110)AB-15C80工程应用简介静钻根植桩设计情况静钻根植桩设计情况浙能温州电厂四期浙能温州电厂四期“上大压小”工程，位于温州发电厂，厂址位于乐清市盘石镇南面瓯江北面。建设规模为2×600MW。主要建筑包括升压站、汽机房、锅炉房、炉后、烟囱(238米）及煤场等。工程应用简介设计情况工程应用简介序号建（构）筑物名称最大沉降量/mm最小沉降量/mm1烟囱17.6116.528#锅炉房15.8310.173脱硫工艺楼17.5313.084侧煤仓18.777.425集控楼14.374.4167#锅炉房7.284.04沉降观测情况工程应用简介本期项目累计沉降和差异沉降量均低于前期项目二期PHC管桩三期钻孔灌注桩四期静钻根植桩工程应用简介静钻根植桩与钻孔灌注桩的对比项目竞标钻孔灌注桩静钻