管桩与各桩种经济对比分析.ppt
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1、一、旋挖桩的概念一、旋挖桩的概念 工程术语,一般是指由旋挖钻机施工的桩型,工程术语,一般是指由旋挖钻机施工的桩型,全称旋挖钻孔灌注桩,工程上简称旋挖桩全称旋挖钻孔灌注桩,工程上简称旋挖桩。旋挖旋挖钻机成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻钻机成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。而对于松散易坍塌土,直至钻至设计深度。而对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔
2、壁不稳定,必须地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护采用静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。旋挖桩属于大直壁泥浆或稳定液进行护壁。旋挖桩属于大直径桩,单桩承载力较高,直径一般为径桩,单桩承载力较高,直径一般为800-800-2000mm2000mm。二、旋挖桩工艺流程二、旋挖桩工艺流程流程示意图流程示意图a 桩机就位 b 挖钻成孔c 清孔、检测 d 安插钢筋笼,浇筑混凝土e 浇灌成桩三、旋挖桩的地质适用性旋挖桩的地质适用性四、四、旋挖桩的旋挖桩的优点优点1、广泛的适应性、广泛的适应性在硬土地层,由于传统钻机的自重有限,不可能给钻头施加
3、在硬土地层,由于传统钻机的自重有限,不可能给钻头施加更大的进给压力。而旋挖钻机由于采用动力头装置,动力头的给更大的进给压力。而旋挖钻机由于采用动力头装置,动力头的给进力加上钻杆的重量,钻进能力强。据统计,在相同的地层中,进力加上钻杆的重量,钻进能力强。据统计,在相同的地层中,旋挖钻机的成孔速度是转盘钻机的旋挖钻机的成孔速度是转盘钻机的510倍。倍。2、成孔速度快、成孔速度快以桩长以桩长10米,直径米,直径1000mm的旋挖桩为例,成孔时间一般为的旋挖桩为例,成孔时间一般为2小时,加上编钢筋笼和浇筑混凝土的时间,单桩成桩时间为小时,加上编钢筋笼和浇筑混凝土的时间,单桩成桩时间为3小小时左右。时左
4、右。与传统的循环钻机相比优势明显与传统的循环钻机相比优势明显。3、提高桩的承载力、提高桩的承载力由于旋挖钻机的特殊成孔工艺,其钻头的多次上下往复,使孔由于旋挖钻机的特殊成孔工艺,其钻头的多次上下往复,使孔壁粗糙、不易产生缩径。与传统的钻孔桩相比,旋挖桩的承载力壁粗糙、不易产生缩径。与传统的钻孔桩相比,旋挖桩的承载力显著提高。显著提高。四、四、旋挖桩的旋挖桩的优点优点5、行走移位方便、行走移位方便旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要到达的位置,而不像传统循环钻机移位那么所要到达的位置,而不像传统循环钻机移位那么繁琐,从而加快了施工速度,对场地的适应能力
5、繁琐,从而加快了施工速度,对场地的适应能力极强。极强。6、桩孔对位方便准确、桩孔对位方便准确这是传统循环钻机根本达不到的,在对位过这是传统循环钻机根本达不到的,在对位过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位,使钻机达到最佳钻进状态。以精确地实现对位,使钻机达到最佳钻进状态。五、五、旋挖桩的旋挖桩的缺点缺点1、设备、资金投入大、设备、资金投入大旋挖桩机相对昂贵,所需的配套设备更是多达二十旋挖桩机相对昂贵,所需的配套设备更是多达二十多种。资金投入较其它桩型都要多。多种。资金投入较其它桩型都要多。2、维修费用高、时间长、维修费用高、时间长
6、旋挖钻机的全负荷正常工作寿命为旋挖钻机的全负荷正常工作寿命为6000多个小时,多个小时,超过这一寿命后,一些部件就需要更换修理,尤其是液超过这一寿命后,一些部件就需要更换修理,尤其是液压系统主泵、动力头以及钻杆钻具,而往往这些关键部压系统主泵、动力头以及钻杆钻具,而往往这些关键部件的维修费用较高,时间也较长。件的维修费用较高,时间也较长。3、单位承载力(每、单位承载力(每KN)造价高)造价高单位承载力造价是衡量桩基础成本的主要指标。因单位承载力造价是衡量桩基础成本的主要指标。因设备、资金投入大,造成了旋挖桩的工艺成本过高。与设备、资金投入大,造成了旋挖桩的工艺成本过高。与等量原材料成桩的其它桩
7、型相比,成本相对较高。使得等量原材料成桩的其它桩型相比,成本相对较高。使得单位承载力造价比其它桩型都要高。比管桩基础的成本单位承载力造价比其它桩型都要高。比管桩基础的成本造价更是高出约造价更是高出约25%-40%。五、五、旋挖桩的旋挖桩的缺点缺点 4、成桩质量难以控制、成桩质量难以控制由于由于施工环节较多,技术要求高,施工环节较多,技术要求高,工艺复杂,工艺复杂,需在需在较短时间内快速完成水下灌注混凝土,无法直观地对较短时间内快速完成水下灌注混凝土,无法直观地对质量进行控制,人为因素影响较大,稍有疏忽,质量进行控制,人为因素影响较大,稍有疏忽,容易容易出现成桩质量问题。出现成桩质量问题。甚至造
8、成断桩、夹层等重大质量甚至造成断桩、夹层等重大质量缺陷,危及建筑安全。缺陷,危及建筑安全。施工中施工中常见常见的质量问题有:卡的质量问题有:卡钻、埋钻、塌孔、井孔偏斜、弯曲、扩孔、缩孔、钻钻、埋钻、塌孔、井孔偏斜、弯曲、扩孔、缩孔、钻孔漏浆、梅花孔孔漏浆、梅花孔(或十字孔或十字孔)、砼出现骨料离析和空洞、砼出现骨料离析和空洞、烂心等。从而增加了桩基础的隐性成本。烂心等。从而增加了桩基础的隐性成本。5、对工地场地要求高、对工地场地要求高因施工现场需要进驻大量的施工设备和原材料因施工现场需要进驻大量的施工设备和原材料制作制作钢筋笼,钢筋笼,所以对工地场地的要求比较高。所以对工地场地的要求比较高。五
9、、五、旋挖桩的旋挖桩的缺点缺点6、不能做到文明施工,不环保、不能做到文明施工,不环保旋挖桩为取土桩,旋挖桩为取土桩,施工过程中产生大量的泥浆施工过程中产生大量的泥浆、污泥、污土,污泥、污土,使得施工现场难以保持整洁。且产生的使得施工现场难以保持整洁。且产生的泥浆在城市美化环境的当下很难找到处理的途径,对泥浆在城市美化环境的当下很难找到处理的途径,对现场施工影响较严重现场施工影响较严重。7、对施工管理要求高、对施工管理要求高因因施工施工工艺复杂,各环节监管不好直接影响到桩工艺复杂,各环节监管不好直接影响到桩基础的质量。须投入大量的人力、物力对桩施工进行基础的质量。须投入大量的人力、物力对桩施工进
10、行监控监控,无形中增加了桩基础的隐性成本。无形中增加了桩基础的隐性成本。8、工期长、工期长旋挖桩工序多,旋挖桩工序多,混凝土浇筑时间长,混凝土浇筑时间长,操作难,操作难,施工施工完毕需等完毕需等28天龄期才能检测,延长基础总工期。天龄期才能检测,延长基础总工期。一、CFG桩的定义CFG桩桩是是英文英文CementFly-ashGravel 的缩写的缩写,意为意为水泥粉煤灰碎石桩,水泥粉煤灰碎石桩,由碎石、石屑、砂、粉煤由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和,用各种成桩机械制成的可变强灰掺水泥加水拌和,用各种成桩机械制成的可变强度桩。主要是由度桩。主要是由桩桩和和桩间土桩间土一起,通过一起,通过
11、褥垫层组成褥垫层组成复合地基的地基处理方式复合地基的地基处理方式,其中,其中,褥垫层褥垫层是是复合地复合地基基是重要组成部分。是重要组成部分。所以,所以,CFG桩桩是通过对地质的是通过对地质的改良,从而使地基满足建筑物基础的承载力要求。改良,从而使地基满足建筑物基础的承载力要求。作为一种地质改良形式,在成桩的质量和应用上有作为一种地质改良形式,在成桩的质量和应用上有一定的限制,一定的限制,CFG桩桩没有单独作为承台桩的先例,没有单独作为承台桩的先例,都是以都是以“桩筏桩筏”的形式出现的形式出现。桩桩径径一般为一般为400600mm。二、二、CFG复合地基工艺流程复合地基工艺流程三、CFG复合地
12、基适用范围复合地基适用范围CFG桩适用于黏性土、砂土、粉土、桩适用于黏性土、砂土、粉土、淤泥质土、杂填土等地质。对地下水淤泥质土、杂填土等地质。对地下水位较高的淤泥等软土层、孤石和障碍位较高的淤泥等软土层、孤石和障碍物多的地层、石灰岩地层、含砂、卵物多的地层、石灰岩地层、含砂、卵石等地区不宜适用。石等地区不宜适用。对独立基础、条形基础、筏板都适用,对独立基础、条形基础、筏板都适用,但强度低、承载力小。但强度低、承载力小。目前常用目前常用长螺旋钻孔长螺旋钻孔和管内泵压混合和管内泵压混合料料灌注成桩灌注成桩。四、四、CFG桩的桩的优缺点优缺点优点:优点:1、施工简单。、施工简单。2、适应变化地质能
13、力强。、适应变化地质能力强。缺点:缺点:1、单桩承载力较低、单桩承载力较低桩身无主筋,桩身无主筋,只能对地质进行简单的处理。只能对地质进行简单的处理。2、成桩质量难以控制成桩质量难以控制1)钻孔时泥浆比重过大,在孔壁上形成比较厚的泥皮,同时)钻孔时泥浆比重过大,在孔壁上形成比较厚的泥皮,同时在水位较高的地质情况下泥浆容易渗透到混凝土里导致桩身强在水位较高的地质情况下泥浆容易渗透到混凝土里导致桩身强度降低。在浇筑混凝土时度降低。在浇筑混凝土时易受地下水,拔管速度等因素影响桩易受地下水,拔管速度等因素影响桩的质量,易出现断桩,缩径桩,吊脚桩等问题。的质量,易出现断桩,缩径桩,吊脚桩等问题。2)经常
14、由混合料搅拌质量、设备缺陷、施工人员操作不当导)经常由混合料搅拌质量、设备缺陷、施工人员操作不当导致堵管现象。致堵管现象。3)在饱和细砂层、粉砂层中施工常遇窜孔现象。)在饱和细砂层、粉砂层中施工常遇窜孔现象。4)在饱和的细砂层、粉砂层中施工常遇到窜孔现象。)在饱和的细砂层、粉砂层中施工常遇到窜孔现象。5)桩长)桩长受桩架高度及动能的制约,成桩长度在受桩架高度及动能的制约,成桩长度在1030米之间米之间。3、工期长、工期长1)CFG桩需要做褥垫层,后期要做筏板,工期比较长且筏板桩需要做褥垫层,后期要做筏板,工期比较长且筏板施工费时费力,施工难度大;施工费时费力,施工难度大;2)成桩后需要大面积开
15、挖土方,增加土方费用,同时开挖后要)成桩后需要大面积开挖土方,增加土方费用,同时开挖后要增加支护和降水等费用;增加支护和降水等费用;3)筏板制作费用高、施工慢,且受雨季影响比较大;)筏板制作费用高、施工慢,且受雨季影响比较大;4)CFG桩施工完毕后需等待桩施工完毕后需等待28天天方可检测方可检测。4、施工环境污染严重,振动成型噪音大。、施工环境污染严重,振动成型噪音大。四、四、CFG桩的桩的优缺点优缺点一、长螺旋钻孔桩的概念一、长螺旋钻孔桩的概念 长螺旋长螺旋钻孔泵送超流态钻孔泵送超流态混凝土后混凝土后置放置放钢筋笼桩技术钢筋笼桩技术是由日本的是由日本的CIP工法演变而工法演变而来的来的,采用
16、专用长螺旋钻孔机钻至预定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深度,通过钻头活门向孔内连续泵泵注注超超流态流态混凝土至桩顶为主,然后插入混凝土至桩顶为主,然后插入钢筋钢筋笼而笼而形形成的桩成的桩体体。桩径一般采用桩径一般采用400mm1200mm。二、长螺旋钻孔桩工艺原理二、长螺旋钻孔桩工艺原理 超流态混凝土灌注桩是利用长螺旋钻机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,移开态混凝土,压灌至设计桩顶标高后,移开
17、钻杆将钢筋笼压入桩体。在压灌混凝土到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。以保证桩顶混凝土强度。三、长螺旋孔桩工艺流程三、长螺旋孔桩工艺流程流程示意图流程示意图四、长螺旋钻孔桩四、长螺旋钻孔桩适用范围适用范围适用于黏性土、砂土、粉土、淤泥适用于黏性土、砂土、粉土、淤泥质土、质土、人工素填土人工素填土等地质。等地质。但不宜在但不宜在淤泥层、密实的砂砾石、漂石层中使淤泥层、密实的砂砾石、漂石层中使用用。五、长螺旋钻孔桩的优缺点五、长螺旋钻孔桩的优缺点优点:优点:1 1、施工简单。、施工简单。2、能在各种土质条
18、件下施工,无振动,无噪音,无挤土。、能在各种土质条件下施工,无振动,无噪音,无挤土。缺点:缺点:1 1、混凝土离析、混凝土离析 长螺旋桩钢筋笼在振动植入的过程中,孔内整体产生振动,长螺旋桩钢筋笼在振动植入的过程中,孔内整体产生振动,易使混凝土粗骨料振动下沉,振动电机产生圆周方向振动,易使混凝土粗骨料振动下沉,振动电机产生圆周方向振动,同时有竖直方向和水平方向振动,易使混凝土振捣离析。同时有竖直方向和水平方向振动,易使混凝土振捣离析。2 2、断桩、断桩 长螺旋桩施工过程中受混凝土的供应限制,遇到断电和混长螺旋桩施工过程中受混凝土的供应限制,遇到断电和混凝土浇注间隔时间过长,易出现断桩现象。泵管内
19、混凝土清凝土浇注间隔时间过长,易出现断桩现象。泵管内混凝土清理不及时时易凝固、堵塞。理不及时时易凝固、堵塞。3 3、混凝土保护层厚度不易控制、混凝土保护层厚度不易控制 长螺旋桩沉笼时因钢筋笼顶部受压,易使其失长螺旋桩沉笼时因钢筋笼顶部受压,易使其失稳产生弯曲,对沉笼产生不利的影响,使沉笼施稳产生弯曲,对沉笼产生不利的影响,使沉笼施工达不到预想的效果,钢筋笼工达不到预想的效果,钢筋笼“到位率到位率”达不到达不到设计要求。另钢筋笼和混凝土柱不能同心,保护设计要求。另钢筋笼和混凝土柱不能同心,保护层厚度达不到要求。层厚度达不到要求。4 4、缩径、缩径 长螺旋桩钻孔时泥浆比重过大,在孔壁上形成长螺旋桩
20、钻孔时泥浆比重过大,在孔壁上形成比较厚的泥皮,缩小了桩径。比较厚的泥皮,缩小了桩径。5、对工地场地要求高、对工地场地要求高因施工现场需要进驻大量的施工设备和原材料因施工现场需要进驻大量的施工设备和原材料制作钢筋笼,需泵送混凝土罐车调转作业面,制作钢筋笼,需泵送混凝土罐车调转作业面,所所以对工地场地的要求比较高以对工地场地的要求比较高,面积要求较大,面积要求较大。五、长螺旋钻孔桩的优缺点五、长螺旋钻孔桩的优缺点6、不能做到文明施工,不环保、不能做到文明施工,不环保长螺旋桩为取土桩,长螺旋桩为取土桩,施工过程中产生大量的泥施工过程中产生大量的泥浆浆、污泥、污土,、污泥、污土,使得施工现场难以保持整
21、洁。使得施工现场难以保持整洁。且产生的泥浆在城市美化环境的当下很难找到处且产生的泥浆在城市美化环境的当下很难找到处理的途径,对现场施工影响较严重理的途径,对现场施工影响较严重。7、工期长、工期长长螺旋桩施工完毕需等长螺旋桩施工完毕需等28天龄期才能检测,影天龄期才能检测,影响下一道工序的施工,若有基坑工程,桩基施工响下一道工序的施工,若有基坑工程,桩基施工需在基坑处理完毕后进行,延长基础总工期。需在基坑处理完毕后进行,延长基础总工期。五、长螺旋钻孔桩的优缺点五、长螺旋钻孔桩的优缺点 冲孔灌注桩是采用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲冲孔灌注桩是采用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头(又称冲锤)上下往复冲击,
22、将硬质土或岩击钻头(又称冲锤)上下往复冲击,将硬质土或岩层破碎成孔,部分碎渣和泥浆挤入孔壁中,大部分层破碎成孔,部分碎渣和泥浆挤入孔壁中,大部分成为泥渣,用掏渣筒掏出成孔,然后再灌注混凝土成为泥渣,用掏渣筒掏出成孔,然后再灌注混凝土成桩。成桩。冲孔灌注桩桩孔直径通常为冲孔灌注桩桩孔直径通常为600-1500mm,最,最大直径可达大直径可达2500mm,冲孔深度最大可达,冲孔深度最大可达50m左右。左右。冲孔桩单桩承载力较高,其中冲孔桩单桩承载力较高,其中1米的桩径单桩承载米的桩径单桩承载力特征值可达力特征值可达400500吨。一般采用十字形冲击钻吨。一般采用十字形冲击钻头。冲击钻头分冲孔钻头、
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