SMC劲芯复合桩讲义讲稿

SMC复合桩的施工方法原理和应用

SMC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、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。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桩一般先打S桩，再在部分S桩中心施打M桩，形成SM复合桩，并与未被复合的S桩形成多元复合地基。要根据加固目的充分考虑两类桩的材料、成份、粒径、桩径、桩长、成桩方式、相对位置及在土中的位置、是否插筋、复合方式以及土质、成桩效果等因素，以确保SM桩达到理想的设计效果。如在散粒体桩中心施打水泥土搅拌桩可形成散粒体水泥搅拌复合桩—砂石水泥土搅拌复合桩、钢渣水泥土搅拌复合桩、碎砖水泥土搅拌复合桩时，散粒体桩的桩径一般较小，材料粒径也较小。如果土层较软采用振动沉管或锤击沉管等方法施打散粒体桩容易缩径时或不出料时可采用粉喷桩机直接喷射干砂搅拌后再进行水泥喷射并搅拌或者直接喷射水泥干砂混合体并搅拌。如果土层中含水量较低或用于基坑帷幕止水可用深搅桩机喷射水泥砂浆并搅拌，这样形成的水泥砂土复合搅拌桩强度要高于一般水泥土搅拌桩。如在散粒体桩中心或桩周采用水泥注浆或高压旋喷可形成散粒体水泥复合桩，散粒体桩的粒径和桩径可以相应大一些，应考虑有无素砼垫层或承台、地面砼等情况决定是否进行上部封闭或预留注浆孔，注浆管可在施工散粒体桩时预留。如用钢管结合高压水在土中冲孔，在孔中填入粒径较小的石子或瓜子片，不再拔出钢管并在上部进行封闭注浆可形成钢管劲芯散粒体水泥复合桩（可用于基坑支护）。可据不同施工用途或目的在散粒体中心注其它浆液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（SM）1、挤密置换作用。一般先施打间距较小、桩径为220-280mm，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（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）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。MC桩在已经施打好的M桩中心施打C桩，形成劲芯水泥土类复合桩可作为刚性单桩也可作为刚性桩复合地基中的竖向增强体与与未被复合的M桩形成多元复合地基，如果在C桩中含有钢管、钢筋等筋材，则该复合桩具有抗剪、抗弯和抗拔作用。一定要在水泥或其它浆液未硬凝前打入C桩，并保证其同轴度和垂直度。现在已用多种MC桩应用在工程实际中，如：在上海、江阴地区，将预制小方桩压入湿喷桩中形成劲芯水泥土桩，单桩承载力高达2000KN以上；在常州地区将管桩压入粉喷桩中心形成复合桩，大幅度提高了管桩的单桩承载力；在日本和上海等地将型钢插入刚施工好的湿喷桩体中形成SMW帷幕，用于基坑支护；南通、盐城地区将振动沉管素砼小桩和钢筋砼小桩打入粉喷桩中心形成劲芯粉喷复合桩，单桩承载力不低于含外芯在内的同体积刚性桩。在天津地区将管桩压入高压喷射注浆的土体中也大幅度提高了管桩的承载力，并使管桩的压入更加容易和方便（在其它地区也常用深搅桩先行施工，再压入管桩或方桩）。如先施打C桩，并在C桩中预设注浆管进行后期注浆加固C桩的桩端或桩侧土层，会较大的提高C桩的桩阻力和侧摩阻力。如在全国早已推广应用的钻孔桩后压浆工法，也可视为MC复合桩的一种特殊形式。也可在预制管桩、方桩及现浇砼桩中预设注浆管进行后期注浆加固。SMC桩在已经施工好的SM桩中水泥土未硬凝时打入或压入C桩，形成SMC复合桩。可作刚性单桩使用，也可与未被复合的S桩、SM桩形成多元复合地基。如在部分SC桩的散粒体部位进行注浆，即形成SCM多元复合桩，如在夯扩载体的散粒体部位预设注浆管进行后期注浆加固或在部分砂石劲芯复合桩的砂石部位进行后期注浆加固。形成强度较高的复合桩。.........在M或SM桩中心再打C桩，形成MC或SMC桩（4）.......................（二本）、牢劲芯傍水泥特土复益合桩弟（M疮C或义SM俩C）在软宰基中赴施打晒水泥投搅拌勿桩或妥水泥勿土砂双石复赴合桩圆，在霸水泥困未硬察凝时烦施打恢素砼弃振动咬沉管田微型钳桩劲尖芯（挣也可狭加钢背筋笼目或插谢钢筋阔、钢摘管形烤成钢调筋砼惑劲芯揪）。郑该复湾合桩唱由水纲泥搅沫拌桩宿或水锐泥土展砂石袋复合身桩加化劲芯违两部贷分构贯成，衡一般疫搅拌每桩径承为5桶00弓-7扇00小mm庭，（敢如用丢湿喷醒，桩疤径可侨高达坟90具0m郑m以饱上）海一般渣水泥晒掺入泼量1杏2-画15匠%，逆桩顶陶上部泥可提傻高3蛾-5炉%掺改灰，薯并复阅搅。碑一般纵在南烫通地报区桩薯长在煮8-让10夜m左担右。醋劲芯传桩径细为Φ求22奏0-荡28图0m献m，烘C2娇0-窄C3渴0可蚕为素没砼或模CF快G，伞也可枣加入秀钢筋母笼，疲插钢尚筋或肆钢管土形成盟钢筋胆砼劲缠芯。1、毁挤密愿挤扩嫂作用担：（1）摘劲芯汇的打馆入能耍挤密救水泥浴土体朵，增搂加水层泥土好体密耳度，柴而水沫泥土吸体干灯密度亏的增学加可铁大幅宅度提暑高水蒜泥土跃体的真刚度浪和强评度，较能弥粗补粉疯喷桩老中心丽软芯员和减赠轻湿迫喷工枪艺的山搅拌渔不均核现象乞。（2饼）具命有挤泊扩作畜用。蜓劲芯却的打狮入还溉会挤慰扩周台围水苹泥土铅体和躬桩周股土体店，使协桩周灾土体粉的界室面粗干糙紧格密，妇侧摩春阻力乒大幅乐度提关高（3神）软造弱土汁体中乒粉喷孝桩先宴行施幅工会蕉改变航土体担的软雷弱状鸡态，拨水泥乐土体卫会在浆劲芯狗打入陶时起训到护棵壁作届用，男素砼性劲芯锻一般涝不会孕发生县“份缩颈执“现舒象。2、孔改善负荷载待传递注途径葱及深宅度：亭水泥乔搅拌蔑桩主摄要受递力范拾围一皱般在疮桩顶赵下5妥-7避D范绍围内鼠，而剪复合允桩中婚由于沙劲芯乳的刚华度和嫌强度醉较高帅，在沉上部着荷载目作用宝下，牺应力睬会集株中在胜劲芯勾部位众，再宴由劲阅芯纵乞深传吓递到忘其侧垃壁和搏桩端害的水棉泥土扫体，朋成倍济地增援大了给荷载副作用坦于水通泥土即体的毁面积考而匹吵配水鉴泥土两体产挎生的感较大庆侧摩搂阻力两和桩焰端阻婚力。瘦使复遮合桩折全长筛范围揪内的里侧阻痒力和暮桩端蚁阻力稿充分炸发挥鬼。3、消提高绸整体狡强度球、刚戏度：逆复合私桩的道承载扫力不污低于倘同体撕积的袋刚性赛桩，童有钢欧筋笼冒或插虾筋及丝式钢管智存在胁时，逢可用汁于基鸟坑围闹护和熊边坡愿稳定资工程完。.........在相葛互搭氧接的砖M桩根或S郊M桩劝中心姓再打译C桩浑(可圾插筋导、钢慈筋笼跳、钢惰管或塌型钢企)形脚成用慰于基欧坑支或护的南MC暂或S铸MC执复合吊桩.......................（5白）.........在砂亚石桩勤中心焰再打据C桩坚，形敬成S刃C复汤合桩（6裁）SC桩一般岂先打S桩，宵再在润部分S桩中户心施佳打C桩，枣形成馒劲芯锹散粒敌体复峡合桩窜，并棍可与堆未被姿复合姐的S桩形扒成多盾元复仍合地铜基。如在斥散粒蔽体桩荒中心健施打检振动帖沉管乖灌注右桩，省由于中散粒需体被老振动浑挤密蚕至桩盲周软凯土形使成强岸度较借高的庆散粒里体护诉壁复净合体语，会属有效歼防止纺软土土地基阻中振井动沉乱管砼风桩的馆缩径阳现象关，同是时散碰粒体前会快委速消师散振陷动沉唐管桩献施工稳时软询土地繁基中童采生剧的超塔孔隙亿水压蚂力保间证C桩中欠心不波渗水西、析哑浆，嫌保证锅了复件合桩还中劲浙芯的爆强度醒和整济体性令。S桩的齐长度刻可短须于、或等于肥或大岸于C桩。如将佣散粒抓体用眼夯扩子沉管苗方法哀打入擦土中军的持塑力层电部位心（即炼复合帽桩底知部）背，再凭打入C桩，绪可为欠预制丈管桩形、方舅管、浆木桩宽、钢瘦桩或蹄现浇住砼桩沟，形锤成现贪在已生成为哪行业生规范损并大息量应广用的搁复合奶载体雪夯扩出桩。（三允）劲熔芯砂免石复思合桩匙（S既C）先在撒软基腹中施墨打振酷动沉尤管砂宣石桩从，再咱在砂尺石桩肾中心渔施打奋劲芯屠桩（矛素砼拖、钢帖筋砼程劲芯载或C违FG钳桩）咽，形筐成劲疫芯砂圈石复批合桩瞎。该话复合冤桩由粗砂石腐构成恶外芯济，一捐般先祥打φ弹28涨0m克m的治砂石徒桩（墨土层念特别瞎软弱垂时可拥复打斗），朴再在荷其中探心施释打C蓄20乒-C缝30尽素砼仪或C苗FG而桩，版也可困加入晚钢筋石笼，巩插筋依或钢盖管形圾成钢喜筋砼技劲芯喜。1、剃砂石精外芯永的护京壁作史用：摆在已挤施工虾好的昌砂石满桩中荡心复餐打时古填入竟素砼较形成葵劲芯挨，砂书石桩载外芯洗会挤酒密桩侮间土罚，形炼成较搁为坚痰硬的剩砂石糠土复谣合孔略壁，拘起到鱼较好映的护屑壁作声用，晶保证肚劲芯敢的直秤径和恰强度摩。2、狡砂石讨外芯努的排欲水作在用：枣砂石伴桩的恋外芯个可起备到排寇水作狡用，讯可使诉施工欠中产骨生的肠超孔困隙水控压力橡迅速命消散条，不萌会产狠生直坝接施程打砼催桩，控在附拥近桩故中出释现泛推水、支泛砂洲、冒户浆等锋现象步，保相证素欢砼劲破芯不融出现匹“离名析”费现象受，3、武砂石知桩在载起到东护壁该和排树水作低用的郊同时果能改适善劲续芯与毕砂石迎桩、扇砂石吗桩与烧桩周嗓土体垦的边检界条刘件，池桩周湿软土鲜由于岂砂石屈及劲属芯施喝工时碗的振华动、踢挤密桂、排浆水固哗结作优用，筒其密耀度、市强度促、承铁载力休、压幼缩模擦量等置物理幻玉指标家会得绢到较扣大的葡提高喇，反求过来伸提供絮较高开的摩挠阻力最。暗河饼浜在暗欲河浜停部位丛先打降S桩县，再惩在部腔分S百桩中家心打趋M桩毯或C瓣桩，悼形成演SM池或S槐C复炕合桩赵，并椒与预雕留的夫S桩单组成吼复合学地基（7验）M或隐C桩S桩（四片）结搞论4.枣1复合议桩是证一种遣十分纪适用糊于沿叠海软鸽基处馆理的恨经济限有效须的新便桩型胁，它屯综合鹿了三滚种类法型单柱元桩糖的优鹿点，盆能据兰土质橡情况它、上嫌部结维构要及求、咐加固墙目的徒有针沸对性掠地、俩灵活索地采小取多淡种组膨合方茧式，新调整值各种聚桩的被桩径螺、桩伴长、渴掺灰献量、结强度该、颗峰粒级敲配、我搅拌剂和复挤打次煤数等岛，使口复合刺桩充搁分发诊挥出驰桩周塑软土知摩阻惩力和慕桩底已阻力焦又匹露配材蛛料强木度而赢产生蝇的足震够高统的单岭桩承惩载力愉，且发能显勒著提肚高桩凶间土级体强础度和宿对承膨载的季参与之度，旱满足监不同武的设露计要沾求。4.抗2水泥滑土砂而石复阿合桩威利用臣柔性风砂石孤桩对卫软弱耽部位请先行茫加固进，经肚排水唤固结散、挤运密、览振密革作用茅，再凡在部帮分砂欧石桩斧中心间施打使粉喷访桩时群经全晌程复雀搅使合周围会砂石悦桩在库大量振高压劝气体匀作用算和粉歇喷桩蒸桩机鸦反转煮压密跌的双吐重作独用下佩，会意排出波大量熟水份括和气狭体，呀同时鞭软土赚被劈恒裂，尸水泥牲粉被惊顺畅王排出代与水旗泥、当砂、禽石、青土体泼搅拌修均匀紫并被魄强制盛压密突，且领在劈忘裂处顾与软根土颗感粒产歼生离高子交戏换作督用，嫌快速畏地改葵善了演桩间伐土的访软弱裳状态色。桩痕身中粘的粗娇粒体赶改善层了桩体颗击粒结迁构，加起到始骨架太作用任。复细合桩播体的柱强度底、密川度、去刚度控均得绍到大劝幅度运提高厅，同划时也贞提高比了桩较间软隐土的应强度角和承远载力魂。如令能对丈复杂挡软基虑中的摆特别避软弱依部位恐针对射性地甘加固斤，避殖免了送开挖块、回拢填，天再打更桩的积繁琐埋工序捞。也约可用辫于基凳坑支壶护（防与湿尤喷工窄法结副合）撇；还妖有消暗除或割减少抗地基色液化扑、黄妹土的逃湿陷蓬性和宣膨胀木土的菌胀缩民性，鹅可在镰特殊行土地医基处秧理中榴发挥犁作用捐。由叛于复袜合桩聋桩身离沉降兼在施它工中办迅速榆完成育，减馋少了拆工后绢沉降读，缩拣短了设地基买稳定赶时间齿。预伍留砂微石桩哀作为侦排水石通道诱在工照后长用期存刘在并樱构成治复合箱地基宝。十渠分适避用于枕高速敬公路抚的软贞基处莫理，逆如在黎桥头垂部位凉可再研在水银泥土常复合之桩中挣打入科素砼遗劲芯箭，以袖增强身该部婶位的脾强度引和稳年定性殊，减朱少该绸部位姥的沉算降。必粉喷荡桩与挂细而治密微热型散械粒体拨桩相津复合懒，互幻玉补增糠强、番相得阳益彰差，极暖大地嘉提高咐了粉裤喷工献法在烦软土掀地基网中的荐加固识效果年和应擦用范延围。4.霸3劲芯授水泥耳土复染合桩彩利用豪大直跌径的劳廉价匙水泥疾土提唇供摩增阻力恶和端娘阻力者，由挡劲芯逆承担台和纵延向传孕递上粘部荷喊载。族劲芯颂复合寇桩可附提供酒承载林力不超低于控同体柄积的圆其它炎刚性姥桩，动而造减价仅行为其卖一半桥，在巴一定嫩范围的内代戴替造沫价高仗，工丈期长如的各趋种预息制，柔静压艰桩、槽钻孔斗桩。匠它还长克服旱了打撒入桩顺的噪棒音、届挤土冶和钻殃孔桩要的工卫期长并、泥擦浆排祖污及区静压盈桩的哥进场冻费用江高，洒场地立十分杂松软贩时设筑备无枝法进恨场施梁工等它问题锯。钢唱筋砼坏劲芯何水泥律土复眉合桩肚用于饼基坑遣支护惠时，谁外芯绕起止仿水帷联幕作虾用，暮且由毅于劲护芯的汉打入栏使外杂芯之拒间的水啮合冶作用呆加强建，抗醋渗抗箭剪效娱果显限著，租劲芯踩中的日钢筋拔（或净钢管祸、型听钢）蛋主要继起抗绍剪、冻抗弯急、抗绣拔作蛛用，铁其分途工明秆确又拉协调萍匹配甚，工强期短加造价帮低，快经济遮技术屑效果陷十分貌明显弓。4.建4劲芯岁砂石六复合歼桩利靠用砂乘石外图芯进暖行排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