基于搅拌桩与地固件的地基加固技术创新.pptx

1、基于搅拌桩与地固件的地基加固基于搅拌桩与地固件的地基加固技术创新技术创新第十一届中国国际桩基与深基础峰会上海强劲地基工程股份有限公司报告人：刘全林 13918282508 2 岩土工程新技术目录1 1现行的单轴搅拌桩机的工作特点2 2单轴搅拌桩的成桩缺陷与改进方向3 3双向切割搅拌桩机的成桩机理5 5劲性复合桩的智能施工技术（IPC工法）与应用4 4取芯检测与成桩效果第一部分第一部分 双向切割单轴搅拌桩机的工作机理与应用双向切割单轴搅拌桩机的工作机理与应用上海强劲地基6 6软土地基与路基的加固技术与应用 3 岩土工程新技术1、现行的单轴搅拌桩机的工作特点单轴搅拌桩机搅拌叶片与钻具的布置搅拌切割

2、土颗粒向一个方面转动，难破碎上海强劲地基 4 岩土工程新技术1、传统的单轴搅拌桩机的工作特点搅拌切割的土颗粒包裹叶片上海强劲地基 5 岩土工程新技术2、单轴搅拌桩的缺陷与改进方向上海强劲地基1、搅拌叶片旋转使土体同向转动并向四周挤压形成土块；2、搅拌叶片之间充填土体无法被切割和破碎；3、搅拌叶片被粘性土包裹使桩身土体无法破碎；4、固化剂浆液流失严重；5、固化剂浆液与土体的混合不均匀；6、形成搅拌桩的桩身不完整、强度低；7、搅拌轴导向性差形成的搅拌桩垂直度低。6 岩土工程新技术3、双向切割单轴搅拌桩机的成桩机理上海强劲地基双向切割单轴搅拌桩机的双向切割单轴搅拌桩机的喷浆搅喷浆搅拌装置：拌装置：具

3、有上下喷浆的双向切割搅具有上下喷浆的双向切割搅拌功能；外层搅拌齿布置在笼式拌功能；外层搅拌齿布置在笼式搅拌器上，内层搅拌齿布置在中搅拌器上，内层搅拌齿布置在中间搅拌轴上，内外搅拌齿呈同轴间搅拌轴上，内外搅拌齿呈同轴线空间嵌入式布置，搅拌轴旋转线空间嵌入式布置，搅拌轴旋转时，内外搅拌齿呈双向切割搅拌时，内外搅拌齿呈双向切割搅拌状态；在搅拌齿的上方设置有上状态；在搅拌齿的上方设置有上喷浆口，在搅拌齿的下方设置有喷浆口，在搅拌齿的下方设置有下喷浆口。下喷浆口。7 岩土工程新技术3、双向切割单轴搅拌桩机的成桩机理上海强劲地基双向切割单轴搅拌桩机双向切割单轴搅拌桩机的的喷浆搅拌装置喷浆搅拌装置-切割搅拌

4、动画切割搅拌动画 8 岩土工程新技术3、双向切割单轴搅拌桩机的成桩机理上海强劲地基喷浆搅拌喷浆搅拌及智能控制过程及智能控制过程：9 岩土工程新技术3、双向切割单轴搅拌桩机的成桩机理上海强劲地基双向切割单轴搅拌桩施工过程双向切割单轴搅拌桩施工过程：10 岩土工程新技术4、取芯检测与成桩效果上海强劲地基双向切割单轴搅拌桩取出的芯样：上海双向切割单轴搅拌桩取出的芯样：上海IVIV层土成桩层土成桩 Ra0.8MPaRa0.8MPa 11 岩土工程新技术4、取芯检测与成桩效果上海强劲地基双向切割单轴搅拌桩取出的芯样：上海双向切割单轴搅拌桩取出的芯样：上海IVIV层土成桩层土成桩 Ra0.8MPaRa0.

5、8MPa 12 岩土工程新技术5、劲性复合桩的智能施工技术（IPC工法）与应用上海强劲地基搅拌桩施工采用搅拌桩施工采用-双向切割单轴搅拌桩机和辅助植桩锤双向切割单轴搅拌桩机和辅助植桩锤 13 岩土工程新技术5、取劲性复合桩的智能施工技术（IPC工法）与应用上海强劲地基搅拌桩施工采用搅拌桩施工采用-双向切割单轴搅拌桩机的智能控制系统双向切割单轴搅拌桩机的智能控制系统 14 岩土工程新技术5、取劲性复合桩的智能施工技术（IPC工法）与应用上海强劲地基超深植桩与送桩施工超深植桩与送桩施工-消除挤土效应消除挤土效应 15 岩土工程新技术5、取劲性复合桩的智能施工技术（IPC工法）与应用上海强劲地基超深

6、植桩与送桩施工超深植桩与送桩施工-超深送桩（专用送桩器）超深送桩（专用送桩器）16 岩土工程新技术5、劲性复合桩的智能施工技术（IPC工法）上海强劲地基搅拌桩智能技术的特点：搅拌桩智能技术的特点：（1 1）专专用用智智能能施施工工装装备备具有：快速均匀破碎岩土的笼式双层搅拌齿；高低喷浆口喷射浆液即喷即搅；施工参数智能控制装置，同时搭载辅助植桩锤。成桩的垂直度控制在1/200以下，定位误差控制在 20mm以内（2 2）双双向向切切割割单单轴轴搅搅拌拌桩桩施施工工技术：对桩孔范围内的原位地层双向切割破碎，反复搅拌；通过搅拌齿的布置与旋转及上下移动；量化控制对岩土体的破碎混合次数；高低喷浆口喷射浆液

7、即喷即搅，形成均匀流态固化土。17 岩土工程新技术5、劲性复合桩的智能施工技术（IPC工法）上海强劲地基搅拌桩智能技术的特点：搅拌桩智能技术的特点：（3 3）消消除除施施工工过过程程的的挤挤土土效效应应：笼式搅拌齿架，隔离了单轴搅拌齿转动对桩孔外土体的挤压和扰动；插入预制桩过程孔内的流态固化土沿孔壁间隙向上流动。（4 4）超深送桩可达超深送桩可达2020米米：解决多层地下室采用劲性复合桩难题；（5 5）固化土质量检测技术固化土质量检测技术：双管单动取芯设备可取芯50m深度；（6 6）轻量化植桩器轻量化植桩器：避免了常规静压机施工引起的挤土效应。18 岩土工程新技术6、软土地基与路基的加固技术与

8、应用软土地基与路基的加固技术与应用）上海强劲地基单轴搅拌桩加固地基和路基单轴搅拌桩加固地基和路基 19 岩土工程新技术6、软土地基与路基的加固技术与应用软土地基与路基的加固技术与应用）上海强劲地基单轴搅拌桩加固地基和路基单轴搅拌桩加固地基和路基 20 岩土工程新技术6、软土地基与路基的加固技术与应用软土地基与路基的加固技术与应用）上海强劲地基双向切割单轴搅拌桩加固地基和路基双向切割单轴搅拌桩加固地基和路基 21 岩土工程新技术6、软土地基与路基的加固技术与应用软土地基与路基的加固技术与应用）上海强劲地基双向切割单轴搅拌桩加固地基和路基双向切割单轴搅拌桩加固地基和路基 22 岩土工程新技术目录1

9、 1地固件的结构与制作2 23 3地固件的优势与主要应用场景5 5道路及场地的地基基础加固结构4 4装配式护坡结构第二部分第二部分 地固件的作用机理与技术创新地固件的作用机理与技术创新上海强劲地基6 6超软基的排水固结与地固件复合的硬壳结构地固件的作用机理 23 岩土工程新技术1 地固件的作用机理对于土体来说，保持土颗粒之间摩擦力的最有效的方法是：“把土颗粒完全地包裹、约束起来形成具有极易成型的整体性建材或构件”，地固件就是具有这种功能的典型材料。盒子理论，盒子理论，该理论认为：通过盒子的特殊结构约束土颗粒的侧向挤出，使土颗粒粒子被限制在盒子内运动并产生粒间摩擦能，从而提高其强度。（1）盒子理

10、论荷重边长=2边长=4然堆积下的土颗粒 被包裹的土颗粒截面积：44不变边长：8 10 伸 张力边长的变化产生作用于袋体的张力上海强劲地基 24 岩土工程新技术1 地固件的作用机理n内外约束作用（构件层面）p外部基布+内部吊带（2）约束作用上海强劲地基 T(张力)地固件地固件 T(张力)B(宽)25 岩土工程新技术1 地固件的作用机理n内外约束作用（构件层面）p外部基布+内部吊带（2）破坏机理上海强劲地基 T(张力)地固件地固件 T(张力)B(宽)26 岩土工程新技术1 地固件的作用机理（3）柔性保形作用（软弱地层上）上海强劲地基p混凝土板p地固件p土工袋锥形坑 27 岩土工程新技术1 地固件的

11、作用机理与承载力（3）柔性保形作用（软弱地层上）上海强劲地基n超软基地地固件试验0 0层：素填土（层：素填土（meQmeQ）：杂色，松散，主要由粘性）：杂色，松散，主要由粘性土组成，局部地段上部夹块石、碎石、砾石及砂等，土组成，局部地段上部夹块石、碎石、砾石及砂等，全场分布，层厚全场分布，层厚0.200.205.00m5.00m不等。不等。11层：层：淤泥质粘土淤泥质粘土（mQmQ4422）：褐灰色，）：褐灰色，流塑流塑，厚层，厚层状，状，高压缩性高压缩性，土质不均，局部为淤泥或淤泥质粉质，土质不均，局部为淤泥或淤泥质粉质粘土，干强度高，韧性高，物理力学性质差。该层全粘土，干强度高，韧性高，物

12、理力学性质差。该层全场分布，场分布，层厚层厚3.003.0010.60m10.60m，顶板埋深，顶板埋深0.500.505.00m5.00m。地固件钢板 28 岩土工程新技术1 地固件的作用机理与承载力（3）柔性保形作用（软弱地层上）上海强劲地基地固件沉降钢板沉降地固件钢板最大沉降6倍 29 岩土工程新技术1 地固件的作用机理（3）柔性保形作用（软弱地层上）上海强劲地基地固件沉降钢板沉降地固件钢板差异沉降25倍 30 岩土工程新技术1 地固件的作用机理（3）形成硬壳层作用上海强劲地基加压安装振实排水表面硬壳层 31 岩土工程新技术1 地固件的作用机理（4）应力扩散作用上海强劲地基表面硬壳层 3

13、2 岩土工程新技术1 地固件的作用机理（5）吸能隔振作用上海强劲地基表面硬壳层地固件混凝土混凝土基础地固件基础 33 岩土工程新技术1 地固件的作用机理上海强劲地基（5）吸能隔振作用-减振工程案例nJR西日本在现道南侧建设临时道口和迂回路，在2009年12月道路开始使用。n迂回路开始使用后不久，与道路上邻接的居民因交通振动引发的睡眠障碍和佛龛牌位、蜡烛移动等现象。34 岩土工程新技术1 地固件的作用机理上海强劲地基（5）吸能隔振作用-减振工程案例n人容易感到震动的频率带为4.08.0Hz，振动加速度降低10dB。n木造住宅的固有振动频率7.010.0 Hz，振动加速度降低10dB。35 岩土工

14、程新技术1 地固件的作用机理上海强劲地基（5）吸能隔振作用-应用案例施工现场 36 岩土工程新技术1 地固件的作用机理上海强劲地基（5）吸能隔振作用-抗震效果地固件加固未加固 37 岩土工程新技术2、地固件的结构与制作及铺设结构形式与制作 上海强劲地基 38 岩土工程新技术增加内部约束装置（增加内部约束装置（SSSS、LSLS系列都有），系列都有），LSLS系列增系列增加起吊装置。加起吊装置。内部填充级配碎石、建筑内部填充级配碎石、建筑渣土及淤泥固化土等。渣土及淤泥固化土等。小型地固件大型地固件 1 2内部结构上海强劲地基2、地固件的结构与制作及铺设 39 岩土工程新技术地固件制作上海强劲地基

15、2、地固件的结构与制作及铺设 40 岩土工程新技术施工流程上海强劲地基2、地固件的结构与制作及铺设1平整工作面2填充填料3地固件完成4 起吊完成 41 岩土工程新技术施工流程上海强劲地基2、地固件的结构与制作及铺设5加压安装6夯实排水7铺装完成8碎石找平 42 岩土工程新技术施工流程上海强劲地基2、地固件的结构与制作及铺设5加压安装6夯实排水7铺装完成8碎石找平 43 岩土工程新技术3 地固件的优势与主要应用场景（1）、提供较高的承载力和较长的使用寿命；（5）、施工工期短，即铺即用；（2）、加固地基工后沉降和差异沉降小；（3）、减振、隔震、抗液化、抗冻胀（地基稳定性好）；（4）、就地取材、性价

16、比高、施工方便；（6）、不掺加作用固化剂、环境友好；（7）、适用范围广（地基加固、护坡、生态边坡、挡墙、防洪）（1）优势上海强劲地基 44 岩土工程新技术、3 地固件的优势与主要应用用途和应用场景（2）主要用途上海强劲地基建筑建筑基础基础：可以提高地基承载力、减小变形、减隔震；可以提高地基承载力、减小变形、减隔震；道道路路工工程程：路路基基处处理理、交交通通减减振振、减减小小软软硬硬结结合合部部不不均均匀匀沉沉降降变变形形 （如（如“桥头跳桥头跳”）等）等难题难题；尤其是临近居民区及保护性建筑的道路；尤其是临近居民区及保护性建筑的道路；边边坡坡防防护护加加固固：防防冲冲刷刷、压压坡坡、膨膨胀胀

17、土土边边坡坡处处理理、坍坍塌塌边边坡坡快快速速修修复复、水渠和河岸边坡的冻胀处理，基坑临时边坡防护水渠和河岸边坡的冻胀处理，基坑临时边坡防护等；等；挡墙建设挡墙建设：受震灾影响的边坡加固受震灾影响的边坡加固、生态边坡建造生态边坡建造、抗震性能好；、抗震性能好；堤防堤防海岸及航道海岸及航道加固加固：提高堤防的稳定性、拓宽堤顶公路提高堤防的稳定性、拓宽堤顶公路、边坡防护、边坡防护；场地处理场地处理：停车场、储货场停车场、储货场、临时施工场地和施工道路、临时施工场地和施工道路等地基处理等地基处理。45 岩土工程新技术3 地固件的优势与主要应用场景（3）应用场景上海强劲地基填埋污染物 46 岩土工程新

18、技术4 地固件装配式护坡结构（1）临时基坑护坡结构上海强劲地基（重力式挡墙）47 岩土工程新技术4 地固件装配式护坡结构（1）临时基坑护坡结构上海强劲地基 48 岩土工程新技术4 地固件装配式护坡结构（2）永久护坡结构上海强劲地基 49 岩土工程新技术4 地固件装配式护坡结构（2）永久护坡结构上海强劲地基 50 岩土工程新技术5 软基的浅层排水固结与地固件上堆载复合的硬壳结构5.1 软基及其排水固结的现状上海强劲地基（1）含水量一般达含水量一般达60%60%以上，吹填地层的含水量达以上，吹填地层的含水量达90%90%以上；以上；（2 2）软基上无法直接堆载或进入施工机械进行施工；）软基上无法直

19、接堆载或进入施工机械进行施工；（3 3）现有软基上需覆土）现有软基上需覆土25m25m厚度方能过到建筑使用标高；厚度方能过到建筑使用标高；（4 4）现现行行排排水水固固结结处处理理后后的的软软基基含含水水量量仍仍较较高高（大大于于55%55%）、承承载载力只达力只达60KPa60KPa，无法满足作为建筑地基使用的要求；，无法满足作为建筑地基使用的要求；（5 5）软软基基排排水水固固结结处处理理后后产产生生的的沉沉降降(13m)(13m)，需需要要大大量量的的土土方方填填筑筑才能达到设计标高，成本较高。才能达到设计标高，成本较高。51 岩土工程新技术5 软基的浅层排水固结与地固件上堆载复合的硬壳

20、结构5.1 软基及其排水固结的现状上海强劲地基 52 岩土工程新技术5 软基的浅层排水固结与地固件上堆载复合的硬壳结构5.2 对硬壳层的要求上海强劲地基（1 1）承载力（平板荷载）大于承载力（平板荷载）大于120KPa120KPa以上；以上；（2 2）厚度大于厚度大于5m5m；（3 3）差异沉降控制在差异沉降控制在30mm30mm以内（以内（33）；）；（4 4）工后沉降控制在工后沉降控制在200mm200mm以内。以内。53 岩土工程新技术5 软基的浅层排水固结与地固件上堆载复合的硬壳结构5.3 硬壳层形成的设计（现状达设计标高需填土小于5m时）上海强劲地基（1）浅层5m软基插入排水板做排水

21、固结；（2 2）铺设一层土工布上铺地固件）铺设一层土工布上铺地固件1500*1500*4501500*1500*450；（3 3）分布填土压实（压实度）分布填土压实（压实度0.930.93以上）。以上）。54 岩土工程新技术5 软基的浅层排水固结与地固件上堆载复合的硬壳结构5.3 硬壳层形成的设计（现状达设计标高需填土大于5m时）上海强劲地基（1）铺设一层土工布；铺设一层土工布；（2 2）上铺地固件）上铺地固件1500*1500*4501500*1500*450；（3 3）分布填土压实（压实度）分布填土压实（压实度0.930.93以上）达设计标高以上）达设计标高。（填土边界设深层挡土墙）（填土

22、边界设深层挡土墙）55 岩土工程新技术6 道路及场地的地基基础加固结构（1）单层地固件地基加固结构上海强劲地基 56 岩土工程新技术6 道路及场地的地基基础加固结构（2）双层地固件地基加固结构上海强劲地基上下层平面布置图 57 岩土工程新技术6 道路及场地的地基基础加固结构（2）双层地固件地基加固结构上海强劲地基铺设剖面图 58 岩土工程新技术清表工作上海强劲地基6 道路及场地的地基基础加固结构-漩门湾湿地公园临时道路施工案例 59 岩土工程新技术地固件铺设土工布铺设钢板铺设上海强劲地基6 道路及场地的地基基础加固结构-漩门湾湿地公园临时道路施工案例 60 岩土工程新技术地固件的强制加压上海强

23、劲地基6 道路及场地的地基基础加固结构-漩门湾湿地公园临时道路施工案例 61 岩土工程新技术地固件加固地基的施工情况上海强劲地基6 道路及场地的地基基础加固结构-漩门湾湿地公园临时道路施工案例 62 岩土工程新技术道路使用情况上海强劲地基6 道路及场地的地基基础加固结构-漩门湾湿地公园临时道路施工案例 63 岩土工程新技术（2）双层地固件地基加固结构-检测方案上海强劲地基检测项目：CBR试验、载荷板试验、孔压监测、沉降监测、测斜观测点平面布置图6 道路及场地的地基基础加固结构-漩门湾湿地公园临时道路施工案例 64 岩土工程新技术铺设完成后日方现场承载力检测(CBR)试验测点分布图测试结果测点编

24、号预估承载力（kN/m2）1225.62252.83253.94227.15233.762927281.68211.59219.610216.111251.6平均值242.32现场测试照片上海强劲地基6 道路及场地的地基基础加固结构-漩门湾湿地公园临时道路施工案例 65 岩土工程新技术020406080100120140160180020406080100-20-40-60-805-25-314-114-214-314-427-227-344-244-3工后天数（d）沉降值(mm)测点编号工后沉降观测结果钢板铺设，使用上海强劲地基6 道路及场地的地基基础加固结构-漩门湾湿地公园临时道路施工案例

25、 66 岩土工程新技术0204060801001201401601800.002.004.006.008.0010.0012.0014.00-2.00-4.0039-3(1m)39-3(1m)39-3(1.5m)地固件编号39-3下超孔压观测埋设后观测天数（d）超孔压值(kPa)试验点（埋深）钢板铺设，使用地下水位稍有上升上海强劲地基6 道路及场地的地基基础加固结构-漩门湾湿地公园临时道路施工案例 67 岩土工程新技术01020304050600.002.004.006.008.0010.0012.0014.0046-2(1m)46-2(1.3m)46-2(2.5m)埋设后观测天数（d）地固件编号46-2下超孔压观测试验点（埋深）超孔压值(kPa)上海强劲地基6 道路及场地的地基基础加固结构-漩门湾湿地公园临时道路施工案例谢谢大家聆听！报告人：刘全林 13918282508