SMC劲芯复合桩的施工方法原理和应用.ppt
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1、SMC复合桩的施工复合桩的施工方法原理和应用方法原理和应用SMC三元复合桩示意图三元复合桩示意图用“S”表示柔性砂石桩:柔性散粒体可由碎石、砂、卵石、砖瓦碎块、钢渣、矿渣、煤矸石碎块、砼碎块、其它建筑垃圾组成,可采用锤击沉管、振动沉管、螺旋成孔,强夯置换、振动水冲、气冲、干振、人工挖孔、水冲等方法成桩。土质较软时可增大散粒体的粒径。它对软土起振密、挤密和置换作用并加速软土固结排水作用,但由于桩身是散粒体,在上部荷载作用下其桩身的承载力主要由桩周软土的侧向约束提供,且荷载传递深度仅为桩径的2-3倍,易产生鼓胀破坏,因而承载力较低,沉降量较大。“M”表示半刚性水泥搅拌:主要指水泥土类桩也可为粉煤灰
2、、石灰、炉渣、化学浆液或混合料。可采用粉喷、湿喷、高压旋喷、注浆形成水泥土类桩体。其特点是桩体具有较高的胶结强度,体积较大、造价较低,但桩身强度受土质影响较大,且桩身均匀性较差,在上部荷载使用下,荷载传递深度一般为桩径的5-7倍。一般地基加固后承载力的提高幅度为原地基的二倍左右。“C”表示刚性砼桩:一般指高粘结度、高强度的混凝土类桩,可为预制的方桩、管桩,也可为现浇的钢筋混凝土桩、CFG桩、素砼、钢桩、木桩等。可采用钻孔灌注、振动沉管、锤击沉管、夯击成孔、螺旋钻孔、人工挖孔、静压或二种以上方法结合成桩。其特点是桩身强度较高,荷载传递深度较大,可适用于承载力要求较高、沉降量要求较严的工程,但造价
3、高、工期长、设备投资高,且对场地要求高,有时还有挤土、振动、泥浆排污、噪音等环境问题,且在软土地基加固工程中,由于桩身材料强度较高而桩身体积相对较小,软土提供的侧摩阻力和端桩阻力较小,在桩身材料强度未充分发挥时由于桩身沉降量较大而达到极限状态,造成桩身材料的强度浪费。l粉喷桩机和微型振动沉管桩机.在软弱土层部位先打砂石桩(S)(1)步骤二步骤一.在部分砂石桩中心打水泥土搅拌桩(2).在砂石桩中心打水泥搅拌桩,形成SM复合桩(3).SM桩桩一一般般先先打打S S桩桩,再再在在部部分分S S桩桩中中心心施施打打M M桩桩,形形成成SMSM复复合合桩桩,并并与与未未被被复复合合的的S S桩桩形形成成
4、多多元元复复合合地地基基。要要根根据据加加固固目目的的充充分分考考虑虑两两类类桩桩的的材材料料、成成份份、粒粒径径、桩桩径径、桩桩长长、成成桩桩方方式式、相相对对位位置置及及在在土土中中的的位位置置、是是否否插插筋筋、复复合合方方式式以以及及土土质质、成成桩桩效效果果等等因因素素,以以确确保保SMSM桩桩达达到到理理想想的的设设计计效效果。果。如如在在散散粒粒体体桩桩中中心心施施打打水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩可可形形成成散散粒粒体体水水泥泥搅搅拌拌复复合合桩桩砂砂石石水水泥泥土土搅搅拌拌复复合合桩桩、钢钢渣渣水水泥泥土土搅搅拌拌复复合合桩桩、碎碎砖砖水水泥泥土土搅搅拌拌复复合合桩桩时时,散粒体桩
5、的桩径一般较小,材料粒径也较小散粒体桩的桩径一般较小,材料粒径也较小。如如果果土土层层较较软软采采用用振振动动沉沉管管或或锤锤击击沉沉管管等等方方法法施施打打散散粒粒体体桩桩容容易易缩缩径径时时或或不不出出料料时时可可采采用用粉粉喷喷桩桩机机直直接接喷喷射射干干砂砂搅搅拌拌后后再再进进行行水水泥泥喷喷射射并并搅搅拌拌或或者者直直接接喷喷射射水水泥泥干干砂砂混混合合体体并并搅搅拌拌。如如果果土土层层中中含含水水量量较较低低或或用用于于基基坑坑帷帷幕幕止止水水可可用用深深搅搅桩桩机机喷喷射射水水泥泥砂砂浆浆并并搅搅拌拌,这这样样形形成成的的水水泥泥砂砂土土复复合合搅搅拌拌桩桩强强度度要要高高于于一
6、般水泥土搅拌桩。一般水泥土搅拌桩。如如在在散散粒粒体体桩桩中中心心或或桩桩周周采采用用水水泥泥注注浆浆或或高高压压旋旋喷喷可可形形成成散散粒粒体体水水泥泥复复合合桩桩,散散粒粒体体桩桩的的粒粒径径和和桩桩径径可可以以相相应应大大一一些些,应应考考虑虑有有无无素素砼砼垫垫层层或或承承台台、地地面面砼砼等等情情况况决决定定是是否否进进行行上上部部封封闭闭或或预预留留注注浆浆孔孔,注注浆浆管管可可在在施施工工散散粒粒体体桩桩时时预预留留。如如用用钢钢管管结结合合高高压压水水在在土土中中冲冲孔孔,在在孔孔中中填填入入粒粒径径较较小小的的石石子子或或瓜瓜子子片片,不不再再拔拔出出钢钢管管并并在在上上部部
7、进进行行封封闭闭注注浆浆可可形形成成钢钢管管劲劲芯芯散散粒粒体体水水泥泥复复合合桩桩(可可用用于于基基坑坑支支护护)。可可据据不不同同施施工工用用途途或或目目的的在在散散粒粒体体中中心心注注其其它它浆浆液液或混合浆液形成凝固速度不同、强度不同的复合桩。或混合浆液形成凝固速度不同、强度不同的复合桩。(一)、水泥土砂石复合桩(一)、水泥土砂石复合桩(SMSM)1 1、挤密置换作用。一般先施打间距较小、挤密置换作用。一般先施打间距较小、桩径为桩径为220-280mm220-280mm,桩长达软弱土层底的砂,桩长达软弱土层底的砂石桩,对软基中较软弱的部位先行挤密加固石桩,对软基中较软弱的部位先行挤密加
8、固(砂性土)和置换加固(饱和软粘土),提(砂性土)和置换加固(饱和软粘土),提高该部位土体的密度和强度,使该软弱部位高该部位土体的密度和强度,使该软弱部位的承载力得到初次提高。的承载力得到初次提高。2、排水固结通道作用:(1)施工中的快速排水通道:有了细而密的砂石桩作为排水排气通道后,会有大量软土中的水份在高压气体的作用和螺旋形叶片反转成桩时上部10多吨机械自重压力作用下被强制地从砂石桩中排出。2、排水固结通道作用:(2)预留部分砂石桩构成长期排水固结通道:复合桩间还留有部分砂石桩作为垂直排水通道与褥垫层中的砂石垫层(水平通道)形成排水系统,将会在上部工程施工中及工后长期发挥作用。3、改善桩身
9、颗粒结构,增强复合桩体密度:在砂桩中心再施打水泥搅拌桩,相当于在水泥土体中又增加了20%-30%的中粗砂骨料。由于粗粒骨料的比表面积小,吸附能力小强度高,起“骨架作用”。使“粘土基质”向“骨架结构”转变,改善土粒结构,增强复合桩体密度,从而大幅度提高桩体的强度和刚度。4、改善桩间软土状态,构筑复合地基:软土经砂石桩和水泥桩综合加固,产生了排水固结、振密、挤密、压密、离子交换(在裂隙部位更明显),水份被水泥粉体吸附等综合作用,会产生含水量降低,密度、强度和压缩模量提高等物理力学指标改善的现象。MCMC桩桩在在已已经经施施打打好好的的M M桩桩中中心心施施打打C C桩桩,形形成成劲劲芯芯水水泥泥土
10、土类类复复合合桩桩可可作作为为刚刚性性单单桩桩也也可可作作为为刚刚性性桩桩复复合合地地基基中中的的竖竖向向增增强强体体与与与与未未被被复复合合的的M M桩桩形形成成多多元元复复合合地地基基,如如果果在在C C桩桩中中含含有有钢钢管管、钢钢筋筋等等筋筋材材,则则该该复复合合桩桩具具有有抗抗剪剪、抗抗弯弯和和抗抗拔拔作作用用。一一定定要要在在水水泥泥或或其其它它浆浆液液未未硬硬凝凝前前打打入入C C桩桩,并并保保证证其其同同轴度和垂直度。轴度和垂直度。现现在在已已用用多多种种MCMC桩桩应应用用在在工工程程实实际际中中,如如:在在上上海海、江江阴阴地地区区,将将预预制制小小方方桩桩压压入入湿湿喷喷
11、桩桩中中形形成成劲劲芯芯水水泥泥土土桩桩,单单桩桩承承载载力力高高达达2000KN2000KN以以上上;在在常常州州地地区区将将管管桩桩压压入入粉粉喷喷桩桩中中心心形形成成复复合合桩桩,大大幅幅度度提提高高了了管管桩桩的的单单桩桩承承载载力力;在在日日本本和和上上海海等等地地将将型型钢钢插插入入刚刚施施工工好好的的湿湿喷喷桩桩体体中中形形成成SMWSMW帷帷幕幕,用用于于基基坑坑支支护护;南南通通、盐盐城城地地区区将将振振动动沉沉管管素素砼砼小小桩桩和和钢钢筋筋砼砼小小桩桩打打入入粉粉喷喷桩桩中中心心形形成成劲劲芯芯粉粉喷喷复复合合桩桩,单单桩桩承承载载力力不不低低于于含含外外芯芯在在内内的的
12、同同体体积积刚性桩。刚性桩。在在天天津津地地区区将将管管桩桩压压入入高高压压喷喷射射注注浆浆的的土土体体中中也也大大幅幅度度提提高高了了管管桩桩的的承承载载力力,并并使使管管桩桩的的压压入入更更加加容容易易和和方方便便(在在其其它它地地区区也也常常用用深深搅搅桩桩先先行行施施工工,再再压入管桩或方桩)。压入管桩或方桩)。如如先先施施打打C C桩桩,并并在在C C桩桩中中预预设设注注浆浆管管进进行行后后期期注注浆浆加加固固C C桩桩的的桩桩端端或或桩桩侧侧土土层层,会会较较大大的的提提高高C C桩桩的的桩桩阻阻力力和和侧侧摩摩阻阻力力。如如在在全全国国早早已已推推广广应应用用的的钻钻孔孔桩桩后后
13、压压浆浆工工法法,也也可可视视为为MCMC复复合合桩桩的的一一种种特特殊殊形形式式。也也可可在在预预制制管管桩桩、方方桩桩及及现现浇浇砼砼桩桩中中预预设设注注浆浆管管进进行后期注浆加固。行后期注浆加固。SMC桩桩在在已已经经施施工工好好的的SMSM桩桩中中水水泥泥土土未未硬硬凝凝时时打打入入或或压压入入C C桩桩,形形成成SMCSMC复复合合桩桩。可可作作刚刚性性单单桩桩使使用用,也可与未被复合的也可与未被复合的S S桩、桩、SMSM桩形成多元复合地基。桩形成多元复合地基。如如在在部部分分SCSC桩桩的的散散粒粒体体部部位位进进行行注注浆浆,即即形形成成SCMSCM多多元元复复合合桩桩,如如在
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- SMC 复合 施工 方法 原理 应用
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