泥漿壁鉆孔擠擴支盤樁的施工與應(yīng)用

1、泥漿壁鉆孔擠擴支盤樁的施工與應(yīng)用李啟倫 (山東省城鄉(xiāng)建設(shè)勘察院)【提要】 本文簡介擠擴支盤樁的特點及適用范圍并結(jié)合具體工程的施工經(jīng)驗，介紹了泥漿護壁擠擴支盤樁的施工工藝、機具及單樁豎向極限承載力標準值的計算。 【關(guān)鍵詞】 擠擴支盤樁 承載力 施工 應(yīng)用 1 概 述擠擴支盤樁是在普通直線型灌注樁的基礎(chǔ)上，依靠機械外力在樁孔適當位置，將孔壁縱向擠擴成垂直分支或盤而成，見圖1。其施工工藝和受力性能既不同于一般樹根樁，也不同于普通直線型混凝土灌注樁，且有以下特點：樁的單位立方混凝土的承載力高，為相同地層普通混凝土樁的2倍左右，有良好的承壓、抗拔能力。在同等承載力情況下，節(jié)省材料、經(jīng)濟效果好。機械化程度

2、高，施工快，成本低。提高地基強度，盤或分支周土經(jīng)擠擴后，堅硬密實，改善了支盤周圍原有土的物理力學性質(zhì)，有效地提高地基強度。支盤樁能充分利用樁身上下各部位的硬土層，改變普通直線型樁的受力機理，變摩擦樁為變截面的多支點摩擦端承, 使建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。沉降量小。 圖1樁身構(gòu)造示意圖該樁型適用于工業(yè)與民用建筑、高層建筑及高聳構(gòu)筑物的樁基礎(chǔ)，可在粘性土、粉土、粉質(zhì)粘土、細砂土及含少量姜石的軟土層中擠擴，但不適合于淤泥質(zhì)土、中粗砂層、礫石層以及液化砂土層中分支和成盤。2 工程概況江蘇省豐縣農(nóng)村信用聯(lián)社營業(yè)樓工程，設(shè)計主樓12層，高48.30m，兩側(cè)為裙樓，總建筑面積6988m2。主樓最大荷載4800kN,

3、裙樓荷載900kN，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主裙樓間不設(shè)沉降縫，采用水下灌注擠擴支盤樁基礎(chǔ)。主樓樁徑500mm，樁長17.20m，在樁身底部有二道盤，盤徑940mm，主筋6，14×11420，繞筋6，124根樁，設(shè)計單樁軸向承載力1400kN。裙樓樁徑500mm，樁長16.50m,在樁身底部設(shè)一道盤,盤徑940mm,主筋614×13420,繞筋6,66根樁,設(shè)計單樁軸向承載力700kN。3 場地地質(zhì)條件工程地質(zhì)概況及樁身結(jié)構(gòu)見表1。表(1) 工程地質(zhì)概況及樁身結(jié)構(gòu)層號巖 性 描 述柱狀圖樁身結(jié)構(gòu)圖1素填土:由粉土、粉質(zhì)粉土組成:中等壓縮性，標準貫入3.7,厚度15.1m, 承載

4、力標準值fk=80kpa。2m, fk=110kpa。3m, fk=150kpa。4粘土:灰色、飽水、可塑、中等壓縮性，標準貫入7.5,1.9-4.6厚度1.9-4m, fk=150kpa。5m, fk=180kpa。6粉土:棕黃色、飽水、中密=密實,夾數(shù)層硬塑狀粘土薄層,中等壓縮性，標準貫入18,厚度大于15m, fk=200kpa。4 方案選擇根據(jù)荷載要求和場地地質(zhì)條件，本工程曾考慮三種樁基方案，即沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、擠擴支盤樁，通過對比（見表2）分析認為，擠擴支盤樁是既經(jīng)濟又可行的最佳施工方案。表2. 幾種樁基方案的比較項目樁型樁徑(mm)樁長(m)樁數(shù)(支)單樁標準承載力(kN)單

5、方砼承載力(kN)砼總量(m3)其 它主樓裙樓主樓裙樓主樓裙樓鉆 孔灌 注 樁70017.0015.001166212001700183.41116.8材料用量是支盤樁的1.67倍,泥漿處理量大沉 管灌 注 樁45017.5016.0018496750700269.5756.41材料用量是支盤樁的1.13倍,且樁數(shù)多承臺加大,另外,淤泥層縮徑嚴重難以控制擠 擴支 盤 樁50017.2016.50124661400700414.5667.68材料用量最小,施工技術(shù)可行.5 施工工藝及要求51 成樁的施工流程 樁定位放線挖樁坑鉆機就位調(diào)鉆塔垂直測標高開鉆至設(shè)計深度涮孔壁、換漿至比重1.2鉆機移至下

6、一樁位吊入分支器作支盤下鋼筋籠下導管沖洗沉渣、換漿至比重1.10灌注砼成樁。52 施工工藝 該工程成孔采用穩(wěn)定性好、成孔垂直度高的液壓步履多功能潛水鉆機，正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進，自然造漿護壁，泥漿比重為1.31.4，粘度1520s。鉆進達到設(shè)計深度后，一邊涮掉孔壁泥皮，一邊換漿至比重1.2然后鉆機移至下一樁位繼續(xù)鉆進。用吊車將分支器吊入孔內(nèi)，在設(shè)計擠擴部位，通過液壓泵加壓使油缸活塞桿下移，推動下端鉸鏈四連桿機構(gòu)橫向擴張（分支器工作原理見圖2），對局部孔壁加壓形成分支。由于連桿壁寬20cm，故做完一個分支將分支器旋轉(zhuǎn)22.5度，再做一個分支，在同一高度，做八個分支即可成一個盤，每做一個盤約需15分鐘。1

7、. 油箱 2.液壓泵 3.液壓表 4.控制閥 5.油缸 6.擠擴臂 1.鉆孔 2.成盤 3.下鋼筋籠 4.灌注砼 5.成樁 圖2. 分支器工作原理 圖3. 支盤樁成樁工藝 分支、盤做完后，將分支器吊出，即可下鋼筋籠與導管，之后進行二次清孔并將泥漿比重換至1.10，用吊車灌注混凝土，灌注方法與普通混凝土灌注樁導管水下灌注方法相同，成樁工藝過程見圖3。在成樁過程中還應(yīng)注意： （1） 施工中可根據(jù)液壓表讀數(shù)判斷地層軟硬情況，如達不到設(shè)計要求，可在適當位置增加若干分支或盤，以保證達到設(shè)計承載力。（2） 在成盤施工中，要計算好每次擠擴的旋轉(zhuǎn)角度，并用刻度盤控制好。成盤的最后一次擠擴完畢后，將分支器在張開

8、的狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)一周，檢查是否存在沒有擠擴的部位，以保證成盤的空間。（3） 盤或分支無法配鋼筋，靠混凝土的剪力傳遞壓力，因此該處的混凝土要保證密實，除用導管振搗密實外，還要控制好導管埋深和盤處的灌注速度，只有導管埋入砼中的深度在2.5m以上，混凝土的流動才呈垂直頂升狀態(tài)，而適當?shù)墓嘧⑺俣瓤梢员ＷC盤內(nèi)的浮漿有充足的時間完全排除。（4） 由于擠擴成盤，對土層要施加很大的側(cè)壓力，當樁的凈距小于3倍盤徑，且小于2.5m時，應(yīng)采取間隔成孔，以免造成塌孔，影響樁身質(zhì)量。（5） 擠擴支盤樁在成孔垂直度及孔徑準確度上，要求比普通樁更高，施工中，要嚴防孔斜和擴徑。6. 單樁豎向極限承載力標準值的確定擠擴支盤樁豎向

9、承載力由兩部分組成：樁身豎向摩阻力、分支和盤的承載力。由于分支或盤的施工機理和夯擴樁的擴大頭相似，故每個分支或盤的承載力可按該層極限端阻力標準和分支或盤截面積之積確定。樁的豎向承載力可按下式計算：Quk=Qsk+Qpk= qsik·Asi +qpjk·ApjQuk：單樁豎向極限承載力標準值Qsk：單樁總極限側(cè)阻力標準值Qpk：單樁中分支和盤總極限承載力標準值qsik：樁側(cè)第i層土極限側(cè)阻力標準值A(chǔ)si：樁側(cè)與第i層土的豎向接觸面積qpjk：分支或盤第j層土的極限端阻力標準值（按沉管樁?。〢pj：第j層土中，分支或盤的橫截面積檢測與效果本工程由徐州市土木建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站測試中心對主樓樁進行靜載試驗二組，兩組試樁最終荷載均為k，最終沉降量：mm，：mm均滿足設(shè)計單樁承載力k，同時對的樁進行動測，質(zhì)量良好。本工程采用擠擴支盤樁比鉆孔灌注樁節(jié)省的材料，比沉管灌注樁節(jié)省的材料，工程費用降低。擠擴支盤樁已在北京、天津、河南等多項工程中應(yīng)用，均取得顯著技術(shù)經(jīng)濟效果，具有推廣意義。 結(jié)束語 （1） 擠擴支盤樁的獨到之處是對地基土的橫