预制空心内夯载体桩技术

预制空心桩内夯载体桩技术深部国重实验室岩土地基研发推广中心2022.10.19CONTENTS目录一三载体桩拓展研究预制空心内夯载体桩技术二载体桩的施工影响四载体桩的优化五载体桩的应用六结语PART一预制空心内夯载体桩技术一

预制空心内夯载体桩技术载体桩11、由载体和混凝土桩身构成的桩。2、载体由水泥砂拌合物、挤密土体和影响土体构成。3、桩身可为现浇和预制。4、夯实影响区域直径2-3m，深度3-5米，约20m3范围。载体传力杆桩号桩径(mm)桩长（m）持力层填砖（块）三击（cm）1#4105.2粉砂30052#4104.0穿粘土进粉土460123#4102.7粘土层48594#4104.0------------------直杆一

预制空心内夯载体桩技术与夯扩桩的区别2载体桩夯扩桩施工工艺影响范围受力模式承载计算构成对承载力的调节载体桩的发展3建筑垃圾夯扩超短异型桩复合载体夯扩桩载体桩钢护筒建筑垃圾钢护筒建筑垃圾+干砼钢护筒水泥砂管桩护筒水泥砂预制空心内夯载体桩抗压抗压抗水平抗压抗水平抗拔抗压抗水平抗拔抗浮锚杆发展历程中，4次技术评估、3次制修订行业标准，2次荣获科技进步奖一

预制空心内夯载体桩技术载体桩的发展4

建设部科技司组织由黄熙龄院士任主任委员，顾晓鲁任副主任委员，李广信，凌光荣，马兰等专家任委员的专家组进行了鉴定获得了国际领先的评价，黄院士写下了“构思独特，巧妙新颖”的八个大字。1997年10月第一次评价2020年05月第三次评价

委员会由中国科学院何满潮院士任主任委员，重庆大学刘汉龙教授任副主任委员。

评审委员会一致认为载体桩技术已在我国建筑、交通和市政等1000余项工程中成功应用，获得了相关专利和标准，取得创新性成果，获得了显著的社会和经济效益。该技术成果总体上达到国际领先水平。2021年09月第四次评价

委员会由中国科学院何满潮院士任主任委员，肖绪文院士、李广信教授任副主任委员。

评审委员会一致认为管桩载体桩技术是载体桩自身的一次重大进步，已在多项工程中成功应用，获得了相关专利和标准，取得创新性成果，获得了显著的社会和经济效益。该技术成果总体上达到国际领先水平。2006年12月第二次评价

建设部科技促进中心组织由王梦恕院士任主任委员，许溶烈院士任副主任委员。

评审委员会一致认为载体桩技术已形成成套技术，在大量工程中得以应用，获得了显著的社会和经济效益。该技术成果总体上达到国际领先水平。一

预制空心内夯载体桩技术现浇载体桩施工5一

预制空心内夯载体桩技术沉护筒填料夯实测量三击灌注砼拔护筒

施工原理：侧限约束下的土体密实。即在入土一定深度下，通过一定的方式成孔，然后填料夯实，实现护筒底土体的最优密实，即地面土体不隆起、邻桩不破坏，形成等效扩展基础，实现力的扩散。载体桩的核心6核心

施工核心：土体密实控制核心：三击贯入度核心原理：等效扩展受力承载核心：超预应力一

预制空心内夯载体桩技术桩的端承力即为作用于桩底土体的1，它决定于其围压3，桩端的沉降主要源于桩端土体的侧向挤出，所以桩端土的围压决定承载力。一

预制空心内夯载体桩技术三击贯入度的定义7三击贯入度指：

入土一定深度，由质量3.5t、直径355mm重锤、6m落距，三次贯入土中的深度。三击贯入度AeRa一

预制空心内夯载体桩技术矛桩身盾三击载体桩的受力模型8载体桩的受力可等效为扩展基础的受力。一

预制空心内夯载体桩技术预制空心桩内夯载体桩施工9沉入管桩填料夯实测量三击管桩灌芯一

预制空心内夯载体桩技术相较现浇载体桩的创新10技术创新逆做法施工工序连续提高承载力储备承载构件和护筒合二为一质量可靠功效更快优点一

预制空心内夯载体桩技术内夯载体桩技术优点11调节沉降承载力高载体桩低污染减少工序节约造价提高速率减少缺陷桩身预制质量可靠符合政策一

预制空心内夯载体桩技术载体桩技术的拓展应用12载体桩基桩复合地基抗拔桩抗浮锚杆一

预制空心内夯载体桩技术PART二载体桩的施工影响二

施工影响节约造价挤密影响1现场勘查取样与土性试验室内密度试验现场实地勘查取样天津千禧园室内密度试验二

施工影响挤密影响1夯扩体呈梨形，最大直径（长轴）1.05m，高度（短轴）1.02m。夯扩体下部外层随机分布着大块砖头，核心内砖块粘结得十分紧密明细干密度孔隙比c(kPa)()5#（原状土）1.5610.7316281#土样1.6740.6132936提高（%）7168129二

施工影响挤密影响1二

施工影响湿陷的影响2三门峡市第二印染厂宿舍楼二

施工影响湿陷的影响2二

施工影响湿陷的影响2二

施工影响液化消除3液化消除位于在北京东潞苑小区，采用载体桩基础，桩径为370mm，桩长3.5~5.0m，地面下各土层依次如下：填土、粉砂、粘质粉土、砂质粉土和粉砂土，其中②层粉砂、②1层粘质粉土、③层砂质粉土和③2粉砂土具有液化特性，液化等级为中等~严重液化。二

施工影响液化消除3PART三载体桩的拓展研究三

载体桩的拓展研究填料的研究1过去：建筑垃圾+干硬性混凝土现在：水泥砂拌合物优点：

1）提高了载体桩施工效率和施工质量。

2）提高了载体核心强度，从而拓宽了载体桩应用范围。三

载体桩的拓展研究填料的研究1

载体核心材料采用水泥砂拌合物，在显著提高载体强度，保证单桩承载力的同时，大幅提高施工效率。桩长：16m持力层：黏土（240kPa）三击：9-11cm三

载体桩的拓展研究施工设备2智能化技术引进实现施工控制参数的提前设定、夯击能量的自动控制、贯入度的自动测量与记录；通过物联网技术，实现施工参数的即时上传与共享。三

载体桩的拓展研究工艺的研究3常规成孔工艺相结合，拓展了适用范围。全自动工艺，信息自动化应用。逆作法施工，预制桩身的应用。

桩径600mm，桩长37m，三击贯入度8-10cm，被加固土层和持力层卵石ƒak=400kPa，单桩承载力特征值3500kN。三

载体桩的拓展研究载体桩复合地基的研究41st桩间距大，适当减少桩数。2nd降低造价，减少沉降。以素混凝土载体桩作为增强体，显著提高复合地基承载力。载体桩复合地基的优点3rd挤密桩间土，提高承载力。三

载体桩的拓展研究α=1.1-1.3λs=0.85-0.95αλs=0.935-1.235复合地基承载力计算构造措施：通过扩大桩顶面积提高单桩的承载发挥三

载体桩的拓展研究抗拔载体桩研究5试验编号试桩编号桩长（m）桩径（m）三击贯入度(击)持力层最大加载（kN）S1S16.04308粉砂⑤-3900S2S26.04309粉砂⑤-3900S3S36.04309粉砂⑤-3900Z（承台）S46.04308粉砂⑤-32700S56.04307粉砂⑤-3S66.04309粉砂⑤-3钢筋伸入载体内发挥载体的锚固作用三

载体桩的拓展研究载体锚杆的研究6机理：1）有效挤密桩间土提高侧阻。2）在锚杆端部填料夯实形成扩大头，同时挤密土体，延缓塑形变形发生，形成载体的锚固效应。2）将钢筋伸入载体充分发挥载体的作用。优势：1）显著提高锚杆抗拔力，降低造价；2）通过构造措施实现压力型锚杆，有效提高锚杆的耐久性；3）绿色环保，符合国家产业政策原方案：1689根：Tk1=115-155kN。载体锚杆：863根，单根锚杆抗拔力300kN。三

载体桩的拓展研究预制空心内夯载体桩的研究7

直径600mm灌注桩，有效桩长37m，桩端进入第10层粉质黏土。单桩承载力特征值Ra=3600kN。1）项目背景

项目包括10栋办公楼、2栋酒店、物业管理用房1座及裙楼3座。原基础方案为独立承台+灌注桩后压浆。三

载体桩的拓展研究预制空心内夯载体桩的研究6序号桩径(mm)桩长(m)填料体积(m3)三击(cm)成桩时间（min）持力层隆起(cm)备注Sz160091.4650砂土-38/Sz2600120.76.541砂土0灌芯Sz3600120.74.552砂土-6.5/Sz47001212.589砂土49灌芯Sz5700120/15砂土/直杆Sz6700121478砂土35.5/2）地质条件三

载体桩的拓展研究预制空心内夯载体桩的研究63）试验三

载体桩的拓展研究预制空心内夯载体桩的研究64）数据分析4#载体桩两次加载①载体桩Q-s曲线为缓变型；②第二次试验变形比第一次小，通过加荷载体密实度提高；③承载力大于规范计算值。三

载体桩的拓展研究预制空心内夯载体桩的研究6管桩内灌注混凝土能有效降低桩身刺入破坏，充分发挥载体的承载力。三

载体桩的拓展研究预制空心内夯载体桩的研究6①直杆桩单桩承载力略大于计算值，勘察报告参数基本符合实际。②通过计算，载体桩单桩承载力明显大于相同尺寸直杆桩单桩承载力。三

载体桩的拓展研究预制空心内夯载体桩的研究6管桩内径对桩端挤密范围有一定影响，内径越大，影响范围越大，载体的等效面积越大，承载力越高。管桩桩径对承载力影响PART四载体桩的优化四

载体桩的优化优化思路1桩长桩数承台桩数少承台小使用条件：浅层具有相对较硬的可以加固的土层四

载体桩的优化优化依据2四

载体桩的优化优化设计3

根据行业标准《载体技术标准》确定载体桩身持力层被加固土层三击贯入度四

载体桩的优化优化实施4对接人员优化实施设计总包业主免费优化配合审图免费论证免费勘察免费试桩四

载体桩的优化常见问题51、地下水下能否施工？2、如何控制群桩的影响？3、填料量的控制？4、载体夯击完应力消散的问题？5、桩身刺入载体的问题？6、不同桩径如何控制三击贯入度？7、如何保证载体施工质量？PART五载体桩的应用五

载体桩的应用节约造价业绩1项目桩径(m)桩长（m）桩数（根）凯赛生物50010-152.2万通州万科60015-171845小米汽车制造车间50011-13320石家庄四药厂5006-82170华锦精细化工及原料工程60017-192105菏泽科技园70012-13730通辽建龙合成氨5006-83505北京顺丰物流60022-232800部分预制空心桩内夯载体桩案例五

载体桩的应用凯赛生物2五

载体桩的应用工程概况桩径（mm）桩长（m）三击贯入度（cm）持力层桩身选用50010~23104层粉质粘5层卵石PHC500-AB-100抗压1500~1800水平150抗拔700设计参数2五

载体桩的应用玉米存储五

载体桩的应用玉米存储五

载体桩的应用玉米存储五

载体桩的应用1）工程概况

拟建项目场地位于北京市通州区亦庄经济技术开发区房辛店村，场地北侧为合创产业中心，南侧为规划路，西侧为辛房路五

载体桩的应用小米汽车32）地质剖面五

载体桩的应用桩径PHC500-AB-100,桩长11-13m，持力成为粉质黏土-重粉质黏土，单桩承载力1300kN。3）载体桩设计五

载体桩的应用4）经济对比五

载体桩的应用1）工程概况五

载体桩的应用通辽建龙合成氨项目42）优化设计共设计载体桩3250根桩身：PHC-500-AB-100

Ra=1100kN/1500kN五

载体桩的应用3）施工验收加载到3000kN,最大变形不超过15mm。方案桩径(mm)桩长（m）单桩承载力(kN)单价(万)节约（%）灌注桩60023.51100/15000.99/载体桩5006-101100/15000.5148五

载体桩的应用1）项目背景

项目本次试验场地位于北京大兴机场临空经济核心区的航空物流区，北至规划路；南至永兴河北路；西至规划路；东至保税区。建筑包括仓库、卸载平台和分拨中心、综合楼等。建筑高度不超过23米，采用门式框架结构。单柱荷载为6000kN～12000kN。五

载体桩的应用某快递公司大兴物流项目52）工程地质条件典型地质剖面和土层参数指标五

载体桩的应用3）试桩施工参数编号桩径(mm)桩长(m)型号填料体积(m3)三击(cm)成桩时间（min）持力层ZT160022.75PHC600AB1100.8365砂土ZT260022.68PHC600AB1101395砂土ZT360022.72