一种新型桥梁钻孔(挤扩支盘桩).ppt

2013 7 1 一种新型桥梁钻孔桩基础型式大直径挤扩支盘桩工程技术 宁波市交通局宁波交通工程建设集团有限公司北京支盘地工科技开发中心中国公路工程咨询集团有限公司东南大学浙江省交通规划设计院中冶交通工程技术有限公司 省 部级交通科技项目 公路桥涵挤扩支盘桩工程技术 2013 7 2 公路桥涵挤扩支盘桩工程技术 研究概况施工技术研究应用总体评价推广发展结束语 目录contents 2013 7 3 NO 1研究概况 研究工作简介 本技术研究及应用由宁波市交通局组织开展 参研方有宁波绕城公路东段指挥部 北京支盘地工科技开发中心等七家单位 2005年10月开始 项目组先后提出挤扩支盘桩桥梁工程应用可行性 试桩研究 原位桩承载力验证 挤扩支盘桩桥梁施工设备改造 挤扩支盘桩变桩身直径施工技术攻关 挤扩支盘桩成桩检测研究等多项课题 并结合宁波绕城公路应用研究 于2007年8月提出有关地方标准 交通部行业规范编制 2009年4月审查发布浙江省地方标准DB33 T750 2009 公路桥涵挤扩支盘桩工程技术规范 2012年7月 公路桥梁挤扩支盘桩技术规范 报批稿完成 2013年7月已出版发布 2013 7 4 NO 2施工技术前期发展 发展状况 多年实践证明其在提高桩基承载力 减少沉降 增加桩基安全性 降低工程造价和缩短工期等方面都有显著效果 浙江省于2003年颁布了工民建与市政工程的技术规程 挤扩支盘灌注桩是在扩孔桩的基础之上发展起来的 从1992年开始在国内工业与民用建筑中使用 前期该技术主要应用于承载力要求相对较小的工业与民用建筑的房屋基础 一般桩径0 43m 0 6m 最大0 85m 盘径1 4m 1 8m 设计的极限承载力相对较小 象山梅苑小区支盘机施工照片 2013 7 5 NO 2施工技术设计理念 设计新理念 挤扩支盘桩是一项仿生学的发明 其受力机理明确 竖向承载能力高 受荷变形小 抗震性能好 使结构设计方案优化 2013 7 6 NO 2施工技术承载机理 承载机理 根据不同地质 土层条件和其承载力大小的不同 在钻孔灌注桩桩身不同部位设置若干承力盘 支 利用桩周本身持力性能性较好的土层 将桩顶荷载通过支盘分层传递到这些土层上 可以有效提高桩基竖向承载力 减小桩长及桩径 与同直径同长度的桩相比 提高了抗压 抗拔的能力 其单方混凝土承载力为相应的直孔桩的1 5 3倍 在钻孔桩初步成孔后 设置承力盘 支 采用了液压挤扩机械 对各承力盘 支 周围土体施以三维静压 挤扩支盘桩空腔 经挤密的周围土体与空腔内灌注的混凝土桩身 支盘紧密地结合为一体 发挥了桩土共同承力作用形成挤扩支盘桩 支盘的阻尼作用 提高的刚度系数 盘周土挤密后的预压作用对承受动荷载和减小长期变形都将产生积极作用 2013 7 7 NO 2施工技术支盘布置示意图 施工工艺 2013 7 8 NO 2施工技术软土地基典型地质的适用性 施工工艺 对于软土地区采用的超 特长钻孔灌注桩 在桩身所处区域较厚的地质土层中 除淤泥质软土层外 往往其下分布有很多层如中密的硬质粘土 亚砂土 细砂等持力性较好的土层 如表1宁波绕城高速公路东段典型软土地基地质分布图 采用挤扩支盘桩技术可有效发挥桩身上下这些硬土层的端承持力效果 提高桩基承载力 减少桩基长度及沉降 节约资源 2013 7 9 NO 2施工技术工艺技术 施工工艺 地质适用条件 支 盘适用土层及设置的适用条件 2013 7 10 NO 2施工技术工艺技术 施工工艺 正反循环钻孔桩支盘工法 在传统的钻孔工法基础上 增加了挤扩支盘扩孔工艺 2013 7 11 NO 2施工技术工艺技术 施工工艺 旋挖成孔的支盘工法 在传统的旋挖工法基础上 增加了挤扩支盘扩孔工艺 2013 7 12 NO 2施工技术工艺技术 施工工艺 支盘机双极挤扩原理 图53000s型支盘机的巨臂照片 图3600型支盘机的普通臂照片 一长臂一短臂组合的挤扩支盘图示 两长臂组合的挤扩支盘图示 支盘机设备双级挤扩支盘图示 阴影部分表示两次挤扩支盘的重叠部分 2013 7 13 NO 2施工技术工艺技术 施工工艺 大直径巨臂型挤扩机 600c型及3000s型支盘机的巨臂照片 图53000s型支盘机的巨臂照片 2013 7 14 NO 3研究应用情况 宁波地区支盘桩研究应用范围 地理位置 宁波绕城高速公路东段东钱湖互通 五乡互通应用264根桩 2013 7 15 NO 3研究应用浙江省内应用情况 宁波绕城试桩情况 宁波绕城高速公路东线试桩共完成了5根支盘桩静载荷试验 其中自平衡静载荷试验3根 堆载静载试验2根 原位桩采用挤扩支盘桩型式共计260余根 原位试桩3根并跟踪监测 1 宁波姜山2号桥工程实践 2007年宁波交通局完成鉴定 2 宁波绕城东段工程 对五乡互通及东钱湖互通部分桥梁桩基进行变更设计 将原设计超长桩变更为挤扩支盘桩 共计应用264根桩 桩径在 1000 1500mm之间 桩长在37m 52m 自2006年8月支盘桩试桩工作 至2008年11月完成设计施工图审查 2011年5月完成工程施工 2012年5月至今进行沉降观测及承载力监测 效果良好 支盘桩设计混凝土数量较原设计型式节约8331立方米 约34 5 钢筋数量较原设计型式节约745 5 约45 3 桩基施工总价较原预算总价2998万元节约669万元 约22 3 2013 7 16 NO 3研究应用情况 宁波绕城试桩情况 宁波绕城高速公路东段试桩 其中的K3 195挤扩支盘桩各支盘所承担荷载实验结果 支盘桩断面图 采用自平衡法现场进行桩基承载力测试 2013 7 17 NO 3研究应用情况 宁波绕城试桩情况 K3 195挤扩支盘桩各支盘所承担荷载实验统计表 实验结果表明在极限荷载下4个支盘所提供的端承力可达到极限荷载的43 以上 相对超长等截面桩基提高的端承力超过20 以上 2013 7 18 NO 3研究应用情况 宁波绕城试桩情况 试桩情况的总结 2013 7 19 NO 3研究应用情况试桩情况的总结 宁波绕城试桩情况 2013 7 20 NO 3研究应用情况试桩情况的总结 宁波绕城试桩情况 2013 7 21 NO 3研究应用情况试桩情况的总结 抗拔桩试验情况 2013 7 22 NO 3研究应用情况浙江省外应用情况 国内应用情况 3 唐山古冶外环公路桥 石家庄滹沱河特大桥支盘桩工程实践 2008年8月 确定该项目为交通行业标准依托工程 召开试验研究审查会 9月 2010年12月 试验及检测工作 2011年3月 完成试验成果报告 4 2006年 2011年间 支盘桩科技在工民建工程开发实践 天津滨海新区北疆电厂一期工程 国家循环经济试点项目 完成了科研 实践及节能减排等多项任务 共应用5000余根支盘桩 其中较大规格支盘桩2000余根 邯郸钢厂二号高炉工程 其中较大规格支盘桩600余根 北京地铁奥运支线工程 奥林匹克公园 森林公园车站抗浮结构桩工程实践 5 部分交通 市政工程设计实践工作 天津滨海新区滨海大道二线盐场区域中小桥支盘桩设计 1600 1200 1100 900变桩径支盘桩设计 节省工程量45 武汉二环高架 BT项目 1500 1200 1300 1000 1200 900 1100 850 节省工程量55 宁波轨道交通工程 900抗浮桩 1100 900轻轨高架桩基设计 节省50 2013 7 23 NO 4总体评价 成果鉴定 2013 7 24 NO 4总体评价 获奖情况 2013 7 25 NO 4总体评价 技术特点及优点 支盘桩工程技术为地基基础工程问题提供了全方位的解决方案 改良基桩承载方式 提高基桩承载能力 高效优良的节能减排效果 提高桩土刚度 减小沉降 控制差异沉降 缩短沉降稳定期 实现每根工程桩的再勘察 承载力检判 承载力调控 可以节约钢材 混凝土30 65 缩短工期30 50 减小工后沉降30 70 降低工程造价15 25 实现项目工程的节能减排和科技进步 2013 7 26 NO 4总体评价 节能减排参数指标 挤扩支盘桩科技与节能排减参数指标 2013 7 27 NO 4总体评价 经济性与实用性 与传统桩基型式的综合效益对比分析 2013 7 28 NO 4总体评价 特点及优点 支盘桩在交通工程中的应用特点 在交通工程中 由于水文 地质条件变化大 在支盘桩设计施工中 采用 勘察设计施工一体化 工程理念 使得支盘桩从施工到承载力的提供做到机动 灵活 这一优点恰能在多变的环境中 协调上下部 墩台和地基基础 结构间的诸多问题 从宏观来看 它能减少 类型 的数量 以不变应万变 从而既利于单项工程的管理 也利于交通工程的宏观管理 保证工程质量 挤扩工艺是构成挤扩支盘桩特点的基础条件 由于盘周土的挤密效应 不但提高了土的承载性能 也在上部支盘所产生的应力扩散作用下 使桩的沉降以及群桩沉降均得到改善 支盘桩单桩的刚度系数和阻尼 比普通桩要高 有利于承担动荷载 竖向承载力大幅度提高 可解决不断增加的桥梁荷载和基础结构安全间相互的矛盾 提高了安全储备 支盘桩承载能力发挥受施工影响较小 对地质变化采用可调控手段 避免了灌注桩诸多问题 2013 7 29 NO 5成果推广规范和工法 交通行业规范的正式发布 挤扩支盘桩有关的标准 规范有 1 挤扩支盘桩设计 施工及质量评定验收规程 ZPDG QB01 1997 2 公路桥涵挤扩支盘桩技术规范 DB33 T750 2009浙江省工程标准 3 挤扩桩火力发电厂 暂行 技术规程 DLGJ153 2000火电行业标准 4 挤扩支盘灌注桩技术规程 DB33 T1012 2003浙江建设工程标准 5 挤扩灌注桩技术规程 DB29 65 2004天津市工程建设标准6 挤扩支盘灌注桩技术规程 CECS192 2005中国建设行业协会标准 7 建筑地基基础设计规范 支盘桩章节 DB33 1001 2003浙江省标准 8 公路桥涵挤扩支盘桩工程技术规范 DB33 T750 2009浙江省地方标准9 大直径挤扩支盘桩工艺工法 ZPDG QB02 2008公路协会工法 2013 7 30 NO 5成果推广技术产业化 工法及设备 工艺工法 支盘地工正 反循环工艺工法 ZP XH工法支盘地工旋挖工艺工法 ZP XW工法支盘地工全套管 振管 工艺工法 ZP TG工法正待开发的管桩支盘工艺工法 GZ ZP工法相应工法施工标准 质量检验和验评标准 成套设备 1 单缸技术 增力型挤扩支盘机 YZJ A 型系列 大臂型挤扩支盘机 YZJ A 2006巨臂 型 双级 多级 型挤扩支盘机 YZJ A 双级 600C型YZJ A 双级 3000S型 2 双缸技术 YZJ A 双缸 巨臂 3 双向缸技术 YZJ 双向系列 包括 YZJ 双向 自转 YZJ 双向 一体机 4 一体机技术 XH ZP一体机 XW ZP一体机 2013 7 31 NO 5成果推广技术产业化 专利及发明 支盘桩结构和施工工法技术 发明专利号 94106434 4 95104960 7 97196360 6 02100102 2 03156360 0支盘桩成套设备 设备结构 功能开发技术 发明专利号 94106434 4 97196360 6 98103449 7 9910274