管樁與各樁種經(jīng)濟對比分析課件

1、管樁與各樁種經(jīng)濟對比分析樁種介紹第一部分旋挖樁一、旋挖樁的概念 工程術語，一般是指由旋挖鉆機施工的樁型，全稱旋挖鉆孔灌注樁，工程上簡稱旋挖樁。旋挖鉆機成孔首先是通過底部帶有活門的桶式鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖土，并直接將其裝入鉆斗內(nèi)，然后再由鉆機提升裝置和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復，不斷地取土卸土，直至鉆至設計深度。而對于松散易坍塌地層，或有地下水分布，孔壁不穩(wěn)定，必須采用靜態(tài)泥漿護壁鉆進工藝，向孔內(nèi)投入護壁泥漿或穩(wěn)定液進行護壁。旋挖樁屬于大直徑樁，單樁承載力較高，直徑一般為800-2000mm。二、旋挖樁工藝流程流程示意圖a 樁機就位 b 挖鉆成孔c 清孔、檢測 d 安插鋼筋籠，澆筑混凝土

2、e 澆灌成樁abcde三、旋挖樁的地質(zhì)適用性四、旋挖樁的優(yōu)點1、廣泛的適應性 在硬土地層，由于傳統(tǒng)鉆機的自重有限，不可能給鉆頭施加更大的進給壓力。而旋挖鉆機由于采用動力頭裝置，動力頭的給進力加上鉆桿的重量，鉆進能力強。據(jù)統(tǒng)計，在相同的地層中，旋挖鉆機的成孔速度是轉(zhuǎn)盤鉆機的510倍。2、成孔速度快 以樁長10米，直徑1000mm的旋挖樁為例，成孔時間一般為2小時，加上編鋼筋籠和澆筑混凝土的時間，單樁成樁時間為3小時左右。與傳統(tǒng)的循環(huán)鉆機相比優(yōu)勢明顯。3、提高樁的承載力 由于旋挖鉆機的特殊成孔工藝，其鉆頭的多次上下往復，使孔壁粗糙、不易產(chǎn)生縮徑。與傳統(tǒng)的鉆孔樁相比，旋挖樁的承載力顯著提高。四、旋挖

3、樁的優(yōu)點5、行走移位方便旋挖鉆機的履帶機構(gòu)可將鉆機方便地移動到所要到達的位置，而不像傳統(tǒng)循環(huán)鉆機移位那么繁瑣，從而加快了施工速度，對場地的適應能力極強。6、樁孔對位方便準確這是傳統(tǒng)循環(huán)鉆機根本達不到的，在對位過程中操作手在駕駛室內(nèi)利用先進的電子設備就可以精確地實現(xiàn)對位，使鉆機達到最佳鉆進狀態(tài)。五、旋挖樁的缺點1、設備、資金投入大 旋挖樁機相對昂貴，所需的配套設備更是多達二十多種。資金投入較其它樁型都要多。2、維修費用高、時間長 旋挖鉆機的全負荷正常工作壽命為6000多個小時，超過這一壽命后，一些部件就需要更換修理，尤其是液壓系統(tǒng)主泵、動力頭以及鉆桿鉆具，而往往這些關鍵部件的維修費用較高，時間也

4、較長。3、單位承載力（每KN）造價高 單位承載力造價是衡量樁基礎成本的主要指標。因設備、資金投入大，造成了旋挖樁的工藝成本過高。與等量原材料成樁的其它樁型相比，成本相對較高。使得單位承載力造價比其它樁型都要高。比管樁基礎的成本造價更是高出約25%-40%。 五、旋挖樁的缺點 4、成樁質(zhì)量難以控制 由于施工環(huán)節(jié)較多，技術要求高，工藝復雜，需在較短時間內(nèi)快速完成水下灌注混凝土，無法直觀地對質(zhì)量進行控制，人為因素影響較大，稍有疏忽，容易出現(xiàn)成樁質(zhì)量問題。甚至造成斷樁、夾層等重大質(zhì)量缺陷，危及建筑安全。施工中常見的質(zhì)量問題有：卡鉆、埋鉆、塌孔、井孔偏斜、彎曲、擴孔、縮孔、鉆孔漏漿、梅花孔(或十字孔)、

5、砼出現(xiàn)骨料離析和空洞、爛心等。從而增加了樁基礎的隱性成本。5、對工地場地要求高 因施工現(xiàn)場需要進駐大量的施工設備和原材料制作鋼筋籠，所以對工地場地的要求比較高。五、旋挖樁的缺點6、不能做到文明施工，不環(huán)保 旋挖樁為取土樁，施工過程中產(chǎn)生大量的泥漿、污泥、污土，使得施工現(xiàn)場難以保持整潔。且產(chǎn)生的泥漿在城市美化環(huán)境的當下很難找到處理的途徑，對現(xiàn)場施工影響較嚴重。7、對施工管理要求高 因施工工藝復雜，各環(huán)節(jié)監(jiān)管不好直接影響到樁基礎的質(zhì)量。須投入大量的人力、物力對樁施工進行監(jiān)控，無形中增加了樁基礎的隱性成本。8、工期長 旋挖樁工序多，混凝土澆筑時間長，操作難，施工完畢需等28天齡期才能檢測，延長基礎總

6、工期。CFG樁一、CFG樁的定義 CFG 樁是英文Cement Fly-ash Gravel 的縮寫，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機械制成的可變強度樁。主要是由樁和樁間土一起，通過褥墊層組成復合地基的地基處理方式，其中，褥墊層是復合地基是重要組成部分。所以， CFG樁是通過對地質(zhì)的改良，從而使地基滿足建筑物基礎的承載力要求。作為一種地質(zhì)改良形式，在成樁的質(zhì)量和應用上有一定的限制，CFG樁沒有單獨作為承臺樁的先例，都是以“樁筏”的形式出現(xiàn)。樁 徑一般為400600mm。二、CFG復合地基工藝流程三、CFG復合地基適用范圍CFG樁適用于黏性土、砂土、粉土

7、、淤泥質(zhì)土、雜填土等地質(zhì)。對地下水位較高的淤泥等軟土層、孤石和障礙物多的地層、石灰?guī)r地層、含砂、卵石等地區(qū)不宜適用。對獨立基礎、條形基礎、筏板都適用，但強度低、承載力小。目前常用長螺旋鉆孔和管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁。四、CFG樁的優(yōu)缺點優(yōu)點：1、施工簡單。2、適應變化地質(zhì)能力強。缺點：1、單樁承載力較低 樁身無主筋，只能對地質(zhì)進行簡單的處理。2、成樁質(zhì)量難以控制1）鉆孔時泥漿比重過大，在孔壁上形成比較厚的泥皮，同時在水位較高的地質(zhì)情況下泥漿容易滲透到混凝土里導致樁身強度降低。在澆筑混凝土時易受地下水，拔管速度等因素影響樁的質(zhì)量，易出現(xiàn)斷樁，縮徑樁，吊腳樁等問題。2）經(jīng)常由混合料攪拌質(zhì)量、設備缺陷

8、、施工人員操作不當導致堵管現(xiàn)象。3）在飽和細砂層、粉砂層中施工常遇竄孔現(xiàn)象。4）在飽和的細砂層、粉砂層中施工常遇到竄孔現(xiàn)象。5）樁長受樁架高度及動能的制約，成樁長度在1030米之間。3、工期長 1）CFG樁需要做褥墊層，后期要做筏板，工期比較長且筏板施工費時費力，施工難度大； 2）成樁后需要大面積開挖土方，增加土方費用，同時開挖后要增加支護和降水等費用； 3）筏板制作費用高、施工慢，且受雨季影響比較大； 4）CFG樁施工完畢后需等待28天方可檢測。4、施工環(huán)境污染嚴重，振動成型噪音大。四、CFG樁的優(yōu)缺點長螺旋鉆孔灌注樁一、長螺旋鉆孔樁的概念 長螺旋鉆孔泵送超流態(tài)混凝土后置放鋼筋籠樁技術是由日

9、本的CIP工法演變而來的，采用專用長螺旋鉆孔機鉆至預定深度，通過鉆頭活門向孔內(nèi)連續(xù)泵注超流態(tài)混凝土至樁頂為主，然后插入鋼筋籠而形成的樁體。樁徑一般采用400mm1200mm。 二、長螺旋鉆孔樁工藝原理 超流態(tài)混凝土灌注樁是利用長螺旋鉆機鉆孔至設計標高，停鉆后在提鉆的同時通過設在內(nèi)管鉆頭上的混凝土孔，壓灌超流態(tài)混凝土，壓灌至設計樁頂標高后，移開鉆桿將鋼筋籠壓入樁體。在壓灌混凝土到樁頂時，灌入的混凝土要超出樁頂50cm，以保證樁頂混凝土強度。三、長螺旋孔樁工藝流程流程示意圖四、長螺旋鉆孔樁適用范圍 適用于黏性土、砂土、粉土、淤泥質(zhì)土、人工素填土等地質(zhì)。但不宜在淤泥層、密實的砂礫石、漂石層中使用。五

10、、長螺旋鉆孔樁的優(yōu)缺點優(yōu)點：1、施工簡單。2、能在各種土質(zhì)條件下施工，無振動，無噪音，無擠土。缺點：1、混凝土離析 長螺旋樁鋼筋籠在振動植入的過程中，孔內(nèi)整體產(chǎn)生振動，易使混凝土粗骨料振動下沉，振動電機產(chǎn)生圓周方向振動，同時有豎直方向和水平方向振動，易使混凝土振搗離析。 2、斷樁 長螺旋樁施工過程中受混凝土的供應限制，遇到斷電和混凝土澆注間隔時間過長，易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。泵管內(nèi)混凝土清理不及時時易凝固、堵塞。3、混凝土保護層厚度不易控制 長螺旋樁沉籠時因鋼筋籠頂部受壓，易使其失穩(wěn)產(chǎn)生彎曲，對沉籠產(chǎn)生不利的影響，使沉籠施工達不到預想的效果，鋼筋籠“到位率”達不到設計要求。另鋼筋籠和混凝土柱不能同心，

11、保護層厚度達不到要求。4、縮徑 長螺旋樁鉆孔時泥漿比重過大，在孔壁上形成比較厚的泥皮，縮小了樁徑。5、對工地場地要求高 因施工現(xiàn)場需要進駐大量的施工設備和原材料制作鋼筋籠，需泵送混凝土罐車調(diào)轉(zhuǎn)作業(yè)面，所以對工地場地的要求比較高，面積要求較大。五、長螺旋鉆孔樁的優(yōu)缺點6、不能做到文明施工，不環(huán)保 長螺旋樁為取土樁，施工過程中產(chǎn)生大量的泥漿、污泥、污土，使得施工現(xiàn)場難以保持整潔。且產(chǎn)生的泥漿在城市美化環(huán)境的當下很難找到處理的途徑，對現(xiàn)場施工影響較嚴重。7、工期長 長螺旋樁施工完畢需等28天齡期才能檢測，影響下一道工序的施工，若有基坑工程，樁基施工需在基坑處理完畢后進行，延長基礎總工期。五、長螺旋鉆

12、孔樁的優(yōu)缺點沖孔灌注樁 沖孔灌注樁是采用沖擊式鉆機或卷揚機懸吊沖擊鉆頭（又稱沖錘）上下往復沖擊，將硬質(zhì)土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣，用掏渣筒掏出成孔，然后再灌注混凝土成樁。 沖孔灌注樁樁孔直徑通常為600-1500mm，最大直徑可達2500mm，沖孔深度最大可達50m左右。沖孔樁單樁承載力較高，其中1米的樁徑單樁承載力特征值可達400500噸。一般采用十字形沖擊鉆頭。沖擊鉆頭分沖孔鉆頭、沖巖鉆頭、修孔鉆頭、擴孔鉆頭。鉆頭的直徑與設計樁徑相比，沖孔鉆頭、沖巖鉆頭小5080mm；修孔鉆頭大1020mm；擴孔鉆頭大60100mm。一、沖孔灌注樁的概念二、沖孔樁工藝流程流

13、程示意圖二、沖孔樁地質(zhì)適用性優(yōu)點：1.單樁承載力高2.無擠土效應，地質(zhì)適應力強3.樁身可進入到中風化及弱風化4.設備構(gòu)造簡單，操作便利缺點：1.成樁質(zhì)量難以控制 1） 沖孔灌注樁的施工環(huán)節(jié)較多，技術要求高，工藝較復雜，需要在較短時間內(nèi)快速完成水下灌注混凝土（隱蔽工程注混凝土的灌注），無法直觀的對質(zhì)量進行控制，因此人為因素的影響較大，若稍有疏忽，很容易出現(xiàn)一些常見質(zhì)量病害，甚至造成病樁、斷樁、夾層等重大質(zhì)量缺陷，危及樁基礎工程的安全功能。 施工中常見的質(zhì)量問題有：卡鉆、埋鉆、塌孔、井孔偏斜、彎曲、擴徑、縮孔、鉆孔漏漿、梅花孔、砼出現(xiàn)骨料離析和空洞、爛心等。三、沖孔樁的優(yōu)缺點2）沖孔樁施工過程中受

14、混凝土的供應限制，遇到斷電和混凝土澆注間隔時間過長，易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。泵管內(nèi)混凝土清理不及時時易凝固、堵塞。3）沖孔樁屬于端承樁，其單樁承載力的高低主要與鉆入巖的特性和樁底嵌入固定性有關，且難量化控制。4）干作業(yè)沖孔施工時入巖難度大，遇孤石、堅硬巖層、密實的卵石層施工比較困難。5）灌注混凝土時樁身容易空洞不密實，對腐蝕性地質(zhì)適應性差。2、施工環(huán)境不文明、不環(huán)保1）需要造漿，在市區(qū)施工時容易造成污染；2）施工產(chǎn)生的泥漿在城市美化環(huán)境的當下很難找到處理的途徑，對現(xiàn)場施工影響較嚴重，并增加成本。三、沖孔樁的優(yōu)缺點3、對工地場地要求高 因施工現(xiàn)場需要進駐大量的施工設備和原材料制作鋼筋籠，需大噸位吊車吊放

15、鋼筋籠，需泵送混凝土罐車調(diào)轉(zhuǎn)作業(yè)面，所以對工地場地面積要求較大。在淤泥地區(qū)樁機操作平臺要求高，否則容易偏孔，偏孔后修正困難，垂直度較差，且在沖孔過程中很難控制，修正后造成擴孔虧方。4、工期長 沖孔樁施工完畢需等28天齡期才能檢測，影響下一道工序的施工，若有基坑工程，樁基施工需在基坑處理完畢后進行，延長基礎總工期。三、沖孔樁的優(yōu)缺點管 樁一、管樁的發(fā)展 我國的管樁在二十世紀九十年代初才開始開發(fā)利用，主要是采用日本和蘇聯(lián)的技術經(jīng)驗，這說明我國的管樁起步較晚，且使用的區(qū)域有限，主要是江、浙、滬、廣東沿海經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)，但隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，廣西的管樁開發(fā)和利用發(fā)展迅猛，后來居上，管樁的生產(chǎn)和技術也日

16、臻完善，現(xiàn)在，廣西建筑基礎工程使用預應力混凝土管樁已形成了大力推廣的局面。 目前，管樁不僅在傳統(tǒng)的工民建基礎工程中得到廣泛的應用，還在新的領域上有突破性的進展。在鐵路、高速鐵路、高速公路、機場建設上夜達到了新的高潮，這些路基工程標準高、技術含量高，尤其是對工程的穩(wěn)定與安全有著新的更高的要求。預應力管樁在鐵路客運專線地基處理中得到了廣泛的應用，如：地質(zhì)條件極其復雜的甬臺溫、溫福等沿海鐵路，工期要求極高的滬寧、滬杭城際鐵路，沉降控制要求極嚴的京滬高速鐵路、武廣、鄭武客運專線,湖南的岳常高速公路，廣西的湘桂鐵路柳州擴建工程、來賓擴建工程、南廣客運專線（貴港）、百色德保鐵路等。并且取得了顯著的技術經(jīng)濟

17、效益。在橋梁、涵洞、碼頭、護堤等的基礎工程中，管樁同樣得到廣泛的應用。 管樁目前在廣西各個區(qū)域都已經(jīng)得到了很好地應用，在河池較偏遠的南丹、車河、巴馬、大化等地區(qū)都有許多工程在使用，特別是針對喀斯特地貌，也已經(jīng)有了不少成功的案例。據(jù)統(tǒng)計，近三年來廣西全區(qū)每年的管樁應用量均超過500萬米，產(chǎn)值超7億元。一、管樁的發(fā)展 預應力管樁從它一出現(xiàn)就引起世人的關注，它為什么得到人們的青睞呢？預應力混凝土管樁為什么會在眾多樁種中脫穎而出呢？眾所周知，基礎工程選用的樁種有人工挖孔樁、鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、方樁、鋼管樁等等，預應力混凝土管樁究竟具有哪些特點，使它能鶴立雞群，得到日益廣泛的應用呢？1、有別于其它樁

18、種的強大的單樁豎向承載力。按最新編制的建設部標準預應力混凝土管樁圖集提供的數(shù)據(jù)，如500100壁厚的PHC樁的樁身結(jié)構(gòu)豎向承載力設計值為3158kN，遠大于700灌注樁的承載力設計值，該樁的單樁豎向極限承載力標準值為4600kN。二、管樁的特點2、規(guī)格品種齊全，可充分滿足設計多層次的不同需求。一般廠家可生產(chǎn)300 800的各型管樁，承載力設計值為PHC樁1271 kN6876kN，既適用于多層建筑，也適用于高層建筑，且在同一建筑物中，根據(jù)荷載的不同可選用不同直徑的管樁，可以很容易地解決設計中的布樁問題，使樁基均勻沉降。二、管樁的特點3、適應性強。對持力層起伏較大的地質(zhì)條件，設計可根據(jù)地質(zhì)起伏不

19、定的情況，選配適宜的單節(jié)樁長，依靠樁長的調(diào)整，達到最佳的經(jīng)濟效果。4、單位承載力造價低。若以單位承載力（每t或kN為單位）的造價比照，雖然PHC樁每m單價比沉管灌注樁貴，但由于PHC樁承載力高，計算結(jié)果是以單位承載力為基準，則預應力管樁在一般情況下，其造價是諸多樁種中最便宜的一種。二、管樁的特點5、運輸方便，樁駁接迅速，成樁長度不受限制。一般可采用兩端勾吊法吊運，駁接采用電焊法，用普通焊機即可完成，而且可根據(jù)工地實際地質(zhì)情況，靈活搭配，長、短均可，不受地質(zhì)情況的限制。6、文明施工，現(xiàn)場整潔。管樁施工機械化程度高，不用攪拌混凝土，堆放砂、石、水泥等原材料，現(xiàn)場不混亂，不會發(fā)生泥漿滿地流淌、堆土、

20、運土的忙亂現(xiàn)象，為文明生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件。二、管樁的特點7、成樁質(zhì)量可靠。由于預應力樁采用的是工業(yè)化大生產(chǎn)，有企業(yè)完整的質(zhì)量管理休系支撐，其強度高，樁身耐打，穿透力強，一般可承受2500次錘擊。因此，是不會產(chǎn)生灌注樁由于受地質(zhì)條件干擾，產(chǎn)生“頸縮”、“流失”等缺陷。可以說，只要按有關規(guī)定正確施工，該樁亦是眾多樁種中，承載力可靠、質(zhì)量最可信的樁種。二、管樁的特點8、監(jiān)理，檢測方便，容易，可采用繩吊法直接監(jiān)控，檢測沉樁長度，亦可采用“低應變”、“高應變”等先進手段檢測樁身的完整性和承載力。9、經(jīng)濟效益好。由于管樁具有施工速度快、工期短、效率高的特點，一般一臺機一班可完成3040個樁位的施打，而且

21、管樁采用壓蒸養(yǎng)護工藝，生產(chǎn)周期縮短至23天時間，施工沉樁快，檢測時間亦短，這樣就可縮短整個建設工期，取得明顯的經(jīng)濟效益。二、管樁的特點1、預應力高強混凝土管樁（代號PHC）適用于工業(yè)與民用建筑的低承臺樁基礎。鐵路、公路與橋梁、港口、水利、市政、構(gòu)筑物等工程的基礎設計也可參考使用。2、預應力混凝土管樁也適用于軟基地基處理，復合地基。3、PHC管樁適用于抗震設防烈度不大于8度的地區(qū)；若使用于抗震設防烈度較高的地區(qū)，則需另行驗算。 4、PHC管樁主要適用于承受豎向荷載的樁基。當有水平荷載或抗拔作用時，應根據(jù)荷載和地質(zhì)情況按國家標準圖集或相應規(guī)范進行驗算。5、當基礎工程的環(huán)境、地質(zhì)條件對管樁有中度及其以上腐蝕性時，應采取有效的防腐蝕措施。三、管樁的適用范圍錘擊樁機靜壓機靜壓機樁種經(jīng)濟對比分析第二部分一、工程案例 某工程擬建商品用房一棟，32層，框架結(jié)構(gòu)。一層地下室， 占地面積495 平方米，總建筑面積15840平方米，建筑物總荷載取20KN/平方米，則該項目總荷載為：