地基處理新技術(shù)10(復(fù)合地基新技術(shù))

1、GeoHohai 復(fù)合地基新技術(shù)復(fù)合地基新技術(shù)地基處理新技術(shù)地基處理新技術(shù)New Technology of Soil Improvement New Technology of Composite Foundation New Technology of Composite Foundation GeoHohai 現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù)現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù) 漿固散體樁技術(shù)漿固散體樁技術(shù)加筋碎石樁技術(shù)加筋碎石樁技術(shù)復(fù)合加筋排水褥墊技術(shù)復(fù)合加筋排水褥墊技術(shù) 其他新技術(shù)其他新技術(shù)GeoHohai 柔性樁復(fù)合地基：砂樁、灰土樁、碎石樁、柔性樁復(fù)合地基：砂樁、灰土樁、碎石樁、 水泥土攪拌樁（粉噴樁、

2、漿噴樁）水泥土攪拌樁（粉噴樁、漿噴樁） 剛性樁復(fù)合地基剛性樁復(fù)合地基 ：CFGCFG樁、混凝土灌注樁、樁、混凝土灌注樁、 預(yù)應(yīng)力管樁等預(yù)應(yīng)力管樁等 加固費(fèi)用低加固費(fèi)用低加固效果弱加固效果弱加固效果好加固效果好加固費(fèi)用高加固費(fèi)用高目標(biāo)目標(biāo)：研究一種具有剛性樁加固效果、柔性樁加固費(fèi)用、：研究一種具有剛性樁加固效果、柔性樁加固費(fèi)用、技術(shù)可靠且經(jīng)濟(jì)合理的樁基技術(shù)技術(shù)可靠且經(jīng)濟(jì)合理的樁基技術(shù)復(fù)合地基加固方法復(fù)合地基加固方法1 1 現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù)現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù)GeoHohai1.1 1.1 基本原理基本原理GeoHohai 大直徑現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁（大直徑現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁（Thin wa

3、ll Pipe Pile by using Cast-in-place Concrete，即，即PCC樁），樁）， 該技術(shù)在設(shè)備底盤和該技術(shù)在設(shè)備底盤和龍門支架的支撐下，依靠上部振動(dòng)頭的振動(dòng)力，將龍門支架的支撐下，依靠上部振動(dòng)頭的振動(dòng)力，將雙層鋼質(zhì)雙層鋼質(zhì)套管套管組成的空腔結(jié)構(gòu)及焊接成一體的下部組成的空腔結(jié)構(gòu)及焊接成一體的下部活瓣樁靴活瓣樁靴沉入預(yù)定沉入預(yù)定的設(shè)計(jì)深度，形成地基中空的環(huán)形域，在腔體內(nèi)均勻灌注混的設(shè)計(jì)深度，形成地基中空的環(huán)形域，在腔體內(nèi)均勻灌注混凝土，之后振動(dòng)拔管，灌注于內(nèi)管中土體與外部的土體之間凝土，之后振動(dòng)拔管，灌注于內(nèi)管中土體與外部的土體之間便形成混凝土管樁。便形成混凝土管

4、樁。 成模造漿器在沉樁和拔樁過程中，通過壓入潤滑泥漿保證套成模造漿器在沉樁和拔樁過程中，通過壓入潤滑泥漿保證套管順利工作。管順利工作。 活瓣樁靴在管樁打入時(shí)閉合，在拔樁時(shí)自動(dòng)分開?；畎陿堆ピ诠軜洞蛉霑r(shí)閉合，在拔樁時(shí)自動(dòng)分開。PCC PCC 樁概念樁概念GeoHohai23415234158787立面圖側(cè)面圖6 (a) Front View (b) Side ViewPCC PCC 樁設(shè)備樁設(shè)備1 1、底盤（含卷揚(yáng)機(jī)等）；、底盤（含卷揚(yáng)機(jī)等）；2 2、龍門支架；、龍門支架；3 3、振動(dòng)頭；、振動(dòng)頭；4 4、鋼質(zhì)內(nèi)外套管空腔結(jié)構(gòu)；、鋼質(zhì)內(nèi)外套管空腔結(jié)構(gòu)；5 5、活瓣樁靴結(jié)構(gòu)；、活瓣樁靴結(jié)構(gòu)；6 6

5、、成模造漿器等；、成模造漿器等；7 7、混凝土分流器。、混凝土分流器。GeoHohai PCCPCC樁樁機(jī)設(shè)備樁樁機(jī)設(shè)備GeoHohai1.2 PCC 1.2 PCC 樁施工工藝樁施工工藝地面樁機(jī)就位振動(dòng)沉管澆注混凝土振動(dòng)拔管成樁Location Drive Pour Extract CompleteGeoHohaiGeoHohai模扳作用模扳作用1在振動(dòng)力的作用下環(huán)形在振動(dòng)力的作用下環(huán)形腔體模扳沉入土中后澆腔體模扳沉入土中后澆鑄混凝土，當(dāng)振動(dòng)模扳鑄混凝土，當(dāng)振動(dòng)模扳提拔時(shí)，同時(shí)混凝土從提拔時(shí)，同時(shí)混凝土從環(huán)形腔體模扳下端注入環(huán)形腔體模扳下端注入環(huán)形槽孔內(nèi)，空腹模扳環(huán)形槽孔內(nèi)，空腹模扳起到了護(hù)

6、壁作用，因此起到了護(hù)壁作用，因此不會(huì)出現(xiàn)縮壁和塌壁現(xiàn)不會(huì)出現(xiàn)縮壁和塌壁現(xiàn)象。保證了混凝土在槽象。保證了混凝土在槽孔內(nèi)良好的充盈性和穩(wěn)孔內(nèi)良好的充盈性和穩(wěn)定性定性2環(huán)形腔體模扳在振動(dòng)提環(huán)形腔體模扳在振動(dòng)提拔時(shí)，對模扳內(nèi)及注入拔時(shí)，對模扳內(nèi)及注入槽孔內(nèi)的混凝土有連續(xù)槽孔內(nèi)的混凝土有連續(xù)振搗作用，使樁體充分振搗作用，使樁體充分振動(dòng)密實(shí)。同時(shí)又使混振動(dòng)密實(shí)。同時(shí)又使混凝土向兩側(cè)擠壓，管樁凝土向兩側(cè)擠壓，管樁壁厚增加壁厚增加振搗作用振搗作用擠密作用擠密作用3現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁在施現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁在施工過程中由于振動(dòng)、擠壓工過程中由于振動(dòng)、擠壓和排土等原因，可對樁間和排土等原因，可對樁間土起到一定的密實(shí)

7、作用。土起到一定的密實(shí)作用。擠壓、振密范圍與環(huán)形腔擠壓、振密范圍與環(huán)形腔體模扳的厚度及原位土的體模扳的厚度及原位土的性質(zhì)有關(guān)。性質(zhì)有關(guān)。1.3 PCC 1.3 PCC 成樁機(jī)理成樁機(jī)理GeoHohai樁芯開挖檢測樁芯開挖檢測靜載荷試驗(yàn)靜載荷試驗(yàn)1.4 PCC 1.4 PCC 樁質(zhì)量檢測樁質(zhì)量檢測GeoHohai樁芯開挖檢測樁芯開挖檢測Range of improvedNo.Length（m）Design （m）Design thickness of wall（cm）Average thickness of wall（cm）Mini.thickness of wall（cm）K30+740K30

8、+778A8-2115.01.01213.913.6A4-1015.01.01214.113.6K30+778K30+808A2-1915.01.241214.113.8A1-815.01.241214.213.9K30+808K30+838A6-2215.51.01214.013.6A10-2015.51.01214.313.8K30+838K30+868A3-2115.51.01214.013.5A2-1915.51.01213.913.6K30+868K30+898A4-315.51.01214.213.9GeoHohai低應(yīng)變檢測低應(yīng)變檢測GeoHohai靜載荷試驗(yàn)靜載荷試驗(yàn)GeoHo

9、hai 1.5 PCC 1.5 PCC樁主要技術(shù)性能樁主要技術(shù)性能1 沉樁深度達(dá)到沉樁深度達(dá)到25m以上。以上。2 樁徑為樁徑為1000 1500mm。3 管樁壁厚管樁壁厚100 150mm4 混凝土標(biāo)號混凝土標(biāo)號C10-C30。5 樁間距樁間距2.5m4.0m ， 采用梅花形或方形布置。采用梅花形或方形布置。GeoHohai PCC PCC樁的應(yīng)用范圍樁的應(yīng)用范圍1 1、高速公路、高速鐵路、市政道路的路基處理；、高速公路、高速鐵路、市政道路的路基處理；2 2、重力式邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)加固；、重力式邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)加固；3 3、大型油罐及煤氣柜基礎(chǔ)處理；、大型油罐及煤氣柜基礎(chǔ)處理；4 4、污水處理廠大型

10、瀑氣池、沉淀池基礎(chǔ)處理；、污水處理廠大型瀑氣池、沉淀池基礎(chǔ)處理；5 5、江河堤防的地基加固等。、江河堤防的地基加固等。6 6、多層及小高層建筑物地基處理；、多層及小高層建筑物地基處理；7 7、港口碼頭、海堤、防波堤等海岸工程、港口碼頭、海堤、防波堤等海岸工程 適用于填土、飽和及非飽和粘性土及具有良適用于填土、飽和及非飽和粘性土及具有良好擠密效果的砂土、粉土等土層。好擠密效果的砂土、粉土等土層。GeoHohai1.6 1.6 應(yīng)用推廣和成果轉(zhuǎn)讓應(yīng)用推廣和成果轉(zhuǎn)讓 PCCPCC樁技術(shù)已廣泛應(yīng)用于我國江蘇、浙江、上海、天津、湖樁技術(shù)已廣泛應(yīng)用于我國江蘇、浙江、上海、天津、湖南、河北等多個(gè)省市高速公路

11、和市政道路等國家重點(diǎn)工程大南、河北等多個(gè)省市高速公路和市政道路等國家重點(diǎn)工程大面積地基處理，如面積地基處理，如江蘇鹽通江蘇鹽通高速公路、高速公路、南京繞城南京繞城高速公路、高速公路、南京河西南京河西濱江大道、濱江大道、鎮(zhèn)江金陽鎮(zhèn)江金陽市政大道、市政大道、上海北環(huán)上海北環(huán)高速公路、高速公路、浙江杭千浙江杭千高速公路、高速公路、湖南常張湖南常張高速公路、高速公路、天津威武天津威武高速公路、高速公路、天津京滬天津京滬二期高速公路、二期高速公路、河北沿海河北沿海高速公路等，產(chǎn)生直接經(jīng)高速公路等，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到濟(jì)效益達(dá)到1.141.14億元，并取得顯著的社會(huì)環(huán)境效益。億元，并取得顯著的社會(huì)環(huán)境效益

12、。GeoHohai高速公路施工照片高速公路施工照片 GeoHohaiwww.GeoHGeoHohaiwww.GeoHGeoHohaiGeoHohaiGeoHohaiwww.GeoHGeoHohaiwww.GeoHGeoHohaiGeoHohaiwww.GeoHGeoHohaiwww.GeoHGeoHohaiGeoHohaiGeoHohaiGeoHohai 現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù)現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù) 漿固散體樁技術(shù)漿固散體樁技術(shù)加筋碎石加筋碎石樁技術(shù)樁技術(shù)復(fù)合加筋排水褥墊技術(shù)復(fù)合加筋排水褥墊技術(shù) 其他新技術(shù)其他新技術(shù)GeoHohai2 2、漿固散體材料樁技術(shù)、漿固散體材料樁技術(shù) 2.1 基本原

13、理：基本原理：（1）復(fù)合地基的加固效果取決于樁體的強(qiáng)度和樁間土的承載力。）復(fù)合地基的加固效果取決于樁體的強(qiáng)度和樁間土的承載力。（2）碎石樁復(fù)合地基的特點(diǎn)：樁體為散粒體，樁身強(qiáng)度低。）碎石樁復(fù)合地基的特點(diǎn)：樁體為散粒體，樁身強(qiáng)度低。（3）壓力注漿既能提高樁體的強(qiáng)度，又能改善樁間土的性質(zhì)。）壓力注漿既能提高樁體的強(qiáng)度，又能改善樁間土的性質(zhì)。（4）現(xiàn)澆薄壁管樁對于深基礎(chǔ)來說樁架的要求高，在遇到上方有）現(xiàn)澆薄壁管樁對于深基礎(chǔ)來說樁架的要求高，在遇到上方有高壓電線等障礙物來說施工不便。高壓電線等障礙物來說施工不便。GeoHohai2.2 2.2 技術(shù)簡介技術(shù)簡介 v 該技術(shù)利用鉆機(jī)按設(shè)計(jì)直徑，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)

14、深度成孔，然后該技術(shù)利用鉆機(jī)按設(shè)計(jì)直徑，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度成孔，然后放入注漿管，投放石料。在投放石料的過程中，用注漿管放入注漿管，投放石料。在投放石料的過程中，用注漿管放水清洗鉆孔。石料投放完成后進(jìn)行注漿，固結(jié)成樁。漿放水清洗鉆孔。石料投放完成后進(jìn)行注漿，固結(jié)成樁。漿液除在孔中注漿成樁外，也向周圍土體滲透。液除在孔中注漿成樁外，也向周圍土體滲透。 v 優(yōu)點(diǎn)和效果：注漿樁是一種引入注漿技術(shù)的軟基處理方法，優(yōu)點(diǎn)和效果：注漿樁是一種引入注漿技術(shù)的軟基處理方法，將注漿技術(shù)與碎石樁技術(shù)相結(jié)合，成樁直徑為將注漿技術(shù)與碎石樁技術(shù)相結(jié)合，成樁直徑為300700mm，樁長一般在樁長一般在35m以內(nèi)。以內(nèi)。GeoHo

15、hai2.3 2.3 施工工藝施工工藝GeoHohaiGeoHohai2.4 2.4 加固原理加固原理 漿固樁復(fù)合地基加固地基的機(jī)理是（漿固樁復(fù)合地基加固地基的機(jī)理是（1）樁體凝固作用。漿）樁體凝固作用。漿液除在孔內(nèi)與骨料固結(jié)成樁，（液除在孔內(nèi)與骨料固結(jié)成樁，（2）漿液擴(kuò)散作用。漿液還）漿液擴(kuò)散作用。漿液還部分滲入土體，改善樁周天然土的性質(zhì)。部分滲入土體，改善樁周天然土的性質(zhì)。 復(fù)合地基加固區(qū)由一般剛性樁復(fù)合地基簡單的兩部分（樁體復(fù)合地基加固區(qū)由一般剛性樁復(fù)合地基簡單的兩部分（樁體和天然土體）擴(kuò)展到注漿樁復(fù)合地基的三部分（樁體、漿液和天然土體）擴(kuò)展到注漿樁復(fù)合地基的三部分（樁體、漿液滲透加固體

16、和天然土體），達(dá)到更好的提高地基承載力和減滲透加固體和天然土體），達(dá)到更好的提高地基承載力和減少地基沉降的復(fù)合效果。少地基沉降的復(fù)合效果。 由于施工機(jī)械高度不高，因此不受現(xiàn)場空間限制。樁體材料由于施工機(jī)械高度不高，因此不受現(xiàn)場空間限制。樁體材料除了可用碎石之外還可使用城市廢棄的粉碎后的磚塊，既廢除了可用碎石之外還可使用城市廢棄的粉碎后的磚塊，既廢物利用又保護(hù)了環(huán)境。物利用又保護(hù)了環(huán)境。GeoHohai2.5 2.5 推廣應(yīng)用推廣應(yīng)用 漿固碎石樁技術(shù)漿固碎石樁技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用已經(jīng)應(yīng)用于于浙江杭千浙江杭千高速公路、高速公路、浙浙江寧波繞城江寧波繞城高速公路、浙高速公路、浙江甬江甬臺(tái)溫沿海鐵路臺(tái)溫沿海鐵

17、路等國家等國家重點(diǎn)工程大面積地基處理，重點(diǎn)工程大面積地基處理，取得顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。取得顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。GeoHohaiwww.GeoHGeoHohaiwww.GeoHGeoHohaiwww.GeoHGeoHohai2.6 2.6 現(xiàn)場試驗(yàn)現(xiàn)場試驗(yàn)GeoHohai 現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù)現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù) 漿固散體樁技術(shù)漿固散體樁技術(shù)加筋碎石樁技術(shù)加筋碎石樁技術(shù)復(fù)合加筋排水褥墊技術(shù)復(fù)合加筋排水褥墊技術(shù) 其他新技術(shù)其他新技術(shù)GeoHohai3、加筋碎石樁技術(shù)、加筋碎石樁技術(shù) 豎向加筋碎石樁技術(shù)是為提高碎石樁承載力的又一新方法。碎石豎向加筋碎石樁技術(shù)是為提高碎石樁承載力的又一新方法。碎石

18、樁的工作時(shí)需要一定的徑向約束力，如果地基土強(qiáng)度過低樁的工作時(shí)需要一定的徑向約束力，如果地基土強(qiáng)度過低( (一般認(rèn)一般認(rèn)為不排水剪強(qiáng)度為不排水剪強(qiáng)度Cu20kPa)Cu20kPa)就不能提供足夠的碎石樁工作所需的徑就不能提供足夠的碎石樁工作所需的徑向約束力，如何限制樁頂附近碎石樁的側(cè)向變形向約束力，如何限制樁頂附近碎石樁的側(cè)向變形, ,以適應(yīng)地基加固以適應(yīng)地基加固的需要，該技術(shù)將豎向管式格柵設(shè)置在碎石樁的上部，用以限制的需要，該技術(shù)將豎向管式格柵設(shè)置在碎石樁的上部，用以限制碎石樁上部側(cè)向變形，達(dá)到提高樁基的承載力的目的。碎石樁上部側(cè)向變形，達(dá)到提高樁基的承載力的目的。3.1 概述概述GeoHoh

19、ai加筋約束作用加筋約束作用1加筋后約束樁體上加筋后約束樁體上部變形，使荷載傳部變形，使荷載傳遞到樁體下部四周遞到樁體下部四周土體以及下臥層上，土體以及下臥層上，減小復(fù)合地基沉降減小復(fù)合地基沉降2樁身在加筋的約樁身在加筋的約束下，樁身模量束下，樁身模量遠(yuǎn)大于樁間土，遠(yuǎn)大于樁間土，地基中應(yīng)力將按地基中應(yīng)力將按模量大小進(jìn)行分模量大小進(jìn)行分配，應(yīng)力向樁上配，應(yīng)力向樁上集中，應(yīng)力沿樁集中，應(yīng)力沿樁身向下四周橫向身向下四周橫向擴(kuò)散，使應(yīng)力分?jǐn)U散，使應(yīng)力分布趨于均勻，布趨于均勻，樁體的置換作用樁體的置換作用3.2 技術(shù)原理技術(shù)原理3碎石樁縮短了孔碎石樁縮短了孔隙水的水平滲透隙水的水平滲透途徑，促進(jìn)了土途徑

20、，促進(jìn)了土中孔隙水壓力的中孔隙水壓力的消散，提高了飽消散，提高了飽和粘性土排水固和粘性土排水固結(jié)的能力，使沉結(jié)的能力，使沉降穩(wěn)定加快降穩(wěn)定加快排水作用排水作用GeoHohai3.3 工程應(yīng)用工程應(yīng)用 寧波繞城高速公路軟基加固工程中，進(jìn)行了豎向格柵加筋碎石寧波繞城高速公路軟基加固工程中，進(jìn)行了豎向格柵加筋碎石樁的現(xiàn)場試驗(yàn)，目的是驗(yàn)證格柵碎石樁的技術(shù)可行性以及格柵樁的現(xiàn)場試驗(yàn)，目的是驗(yàn)證格柵碎石樁的技術(shù)可行性以及格柵套筒長度對樁身承載性狀的影響。碎石樁長度為套筒長度對樁身承載性狀的影響。碎石樁長度為8m樁徑為樁徑為40cm，格柵套管直徑為，格柵套管直徑為40cm，考慮到徑向變形影響范圍主要，考慮到

21、徑向變形影響范圍主要在樁基的上部，因此，設(shè)計(jì)格柵套管的長度分別為在樁基的上部，因此，設(shè)計(jì)格柵套管的長度分別為0m、2m、3m和和4m四個(gè)工況。碎石樁采用正方形的布置形式，樁體材料四個(gè)工況。碎石樁采用正方形的布置形式，樁體材料選用粒徑為選用粒徑為2040mm(最大粒徑小于最大粒徑小于60mm)的碎石，格柵套管的碎石，格柵套管孔徑孔徑50mm。GeoHohai3.4 3.4 工程科學(xué)問題工程科學(xué)問題 加筋碎石樁復(fù)合地基變形加筋碎石樁復(fù)合地基變形 加筋碎石樁承載特性研究加筋碎石樁承載特性研究 加筋碎石樁荷載傳遞機(jī)理加筋碎石樁荷載傳遞機(jī)理 碎石樁加筋優(yōu)化深度研究碎石樁加筋優(yōu)化深度研究 加筋碎石樁復(fù)合模量研究加筋碎石樁復(fù)合模量研究GeoHohai 現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù)現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù) 漿固散體樁技術(shù)漿固散體樁技術(shù)加筋碎石樁技術(shù)加筋碎石樁技術(shù)復(fù)合加筋排水褥墊技術(shù)復(fù)合加筋排水褥墊技術(shù) 其他新技術(shù)其他新技術(shù)GeoHohai 4.1 概述概述 在設(shè)置砂井和塑料排水板的排水固結(jié)法地在設(shè)置砂井和塑料排水板的排水固結(jié)法地 基處理過程中，砂墊層是最為普遍使用的基處理過程中，砂墊層是最為普遍使用的 方法。砂墊層的作用主要是作為水平排水層。方法。砂墊層的作用主