91钢构斜撑桩同步复合机械变径式搅拌桩施工工法.pdfVIP

钢构斜撑桩同步复合机械变径式搅

拌桩施工工法

2023年12月

目录

1前言1

2工法特点2

3适用范围4

4工艺原理4

5施工工艺流程和操作要点11

6材料与设备19

7质量控制20

8安全措施23

9环保措施25

10效益分析26

11应用实例27

钢构斜撑桩同步复合机械变径式搅拌桩施工工法

1前言

1.0.1工法形成原因

随着我国城市化进程的不断加快，各地涌现出大面积的基坑也越

来越多。大面积的软土基坑中往往存在水平支撑造价高的缺点，而预

应力土锚杆因超越用地红线而被限制使用，故基坑支护排桩组合斜撑

桩的支护型式得到研发应用。斜撑桩指由伸入坑底以下的斜桩和坑底

以上的斜撑组成，即一根斜撑桩由深入坑底的水泥土包裹的预制芯桩

——复合型斜桩与坑底以上的钢管或钢构斜撑组成。

目前建筑基坑常见的斜撑桩是分二个阶段施工而成，即在基坑支

护排桩施工后，先施工水泥土桩（高压旋喷桩、水泥搅拌桩），再在

此水泥土斜桩中插入钢管芯桩或钢构芯桩。上述施工方法存在两大缺

陷：首先是分次施工斜撑桩，造成施工效率低，需要多花费机械台班

费和人工费；其次是无法做到先施工的水泥土桩与后施工的预制芯桩

同心即同轴线，造成后施工的预制芯桩轴线偏离水泥土桩轴线，未达

到均匀包裹预制芯桩的设计要求，从而达不到设计的承载力要求。目

前在用的斜撑桩也有钢管芯桩与高压旋喷桩同步施工形成复合型斜

撑桩，也存在两个缺陷：一是高压旋喷桩无法变径形成扩大头，且没

有搅拌叶片，即无法将土体与水泥浆搅拌均匀且水泥用量大；二是钢

管桩在同等耗材量下比钢构桩的刚度（截面抗弯模量和回转半径）小。

此外，传统的液压变径式搅拌钻头存在如下缺陷：一是钻杆内需设置

3根管，即输油管、回油管、注浆管，使钻杆接头构造与制作工艺十

1

分复杂；二是搅拌钻头中设置油缸活塞增加了制作难度；三是使用过

程中，液压密封件容易失效，导致故障率增加。故需要研发钢构斜撑

桩同步复合变径式搅拌桩的施工方法，以解决上述现有施工技术的缺

陷。

1.0.2工法形成过程

本公司在数个大面积基坑支护结构采用同步复合型斜撑桩的基

础上，充分改进施工机械设备和施工工艺，研发出“钢构斜撑桩同步

复合变径式搅拌桩施工工法”，即利用创新改造的一体式斜桩机设备，

同步施工倾斜同心的钢构芯桩和变径式搅拌桩，使搅拌桩均匀地包裹

住芯桩且在桩端变径形成扩大头。在克服上述第1.0.1条现有施工方

法缺陷的同时，提高斜撑桩的承载力且节约成本及提高施工效率。同

时研发并已授权实用新型专利：“基坑支护斜撑桩施工用的机械式多

直径扩孔搅拌钻头装置”ZL202322695175.6。本工法经科技查新未见

类似的文献报道，且经多个基坑工程项目的应用，实践证明行之有效，

2

具有一定的推广应用价值，其创新点见本工法之——工法特点和之

4——工艺原理。

2工法特点

与现有的先施工水泥土斜桩（水泥搅拌桩、高压旋喷桩），再插

入预制的钢管芯桩或钢构芯桩相比，或与同步施工钢管芯桩和高压旋

喷桩相比，本工法具有下列特点。

2.0.1保证了变径式搅拌斜桩与钢构芯桩的同心度

2

首先也是关键性特点，应用本工法同步施工倾斜变径式搅拌桩和

钢构芯桩，保证了两者的同心度，使同步压入的钢构芯桩位于水泥搅

拌桩的中心，使两者轴线合一，从而保证了钢构芯桩周围均有等厚度

的水泥搅拌桩，以及钢构芯桩底端的扩大头式搅拌桩增大端阻力，达

到基坑支护设计复合型斜撑桩的承载力要求。

2.0.2施工效率高

本工法利用一体式桩机，做到斜撑桩的水泥搅拌桩与钢构芯桩同

步施工形成一根复合型斜撑桩，即无需两次式先施工倾斜水泥搅拌桩

后，再插入倾斜的钢构芯桩，从而大大提高了施工效率。以24m长