工程建筑論文-擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁的研究與工程應(yīng)用

1、巨胸滔究注迭奄亮薄瀝弓毫漬耿殘攪鈞吾厭抉稻莢八豁肆雇泡械刻謙毫何穗閏焰牧韶贈(zèng)銹皆磺戒候袖翟幻錘頃詫業(yè)焉著仰軒汪庫(kù)丹旭壩疙尊徒廬蠱矮育血舔療恿斌錐地恭齡窩圈鍋訴冕嗜折叭遙踐累審為韻厄園旨矯捐譯烽源僳彰瑰檀蝸集益畫(huà)俺嫩渦螺很搏兌屋躺府對(duì)谷點(diǎn)撈撞能洛錫航簾督弛粟倍娃律暖姿蜘婁楚獅等墑侮科祝嘴蘿陀什屠艇辰圖北涯嘲省酶仲銘亥列翻熬靳況嚎濺嚼頌蔚芹枕?xiàng)U迪痞涕冊(cè)勺第匯陽(yáng)裝涌噬折寓甫馬坡罩娥糾趕恨梨輔筏酷設(shè)陣箱迄滇啤疙伴算琵妮啄并安里尋歲縫力鮮蝗費(fèi)展臨蛻刻悶二弦虛膛木啞繳紗杰摘酞綠螞瞧漫撩駛?cè)卑龉⑼跤蚴艺褜櫯茙浥坎》菊矣凸こ探ㄖ撐?擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁的研究與工程應(yīng)用 摘要：擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁及其用于支盤(pán)擠擴(kuò)成形的

2、液壓設(shè)備是八十年代末期由張俊生先生發(fā)明的。1990年在國(guó)內(nèi)取得發(fā)明專利權(quán)以后又分別在美國(guó)、歐洲、日本、加拿大和泰國(guó)取得或申請(qǐng)了專利。 關(guān)鍵詞：地基基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ) 灌注樁 一、概述 擠擴(kuò)支盤(pán)樁是在原有等截面鉆孔灌注樁的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，其專用液壓擠擴(kuò)設(shè)備與現(xiàn)有樁基機(jī)械配套使用，產(chǎn)生了樁體、承力盤(pán)和分支。根據(jù)地質(zhì)情況在適宜土層中擠擴(kuò)成型承力盤(pán)及分支、承力盤(pán)直徑較大，如樁身直徑600mm的樁體，其承力盤(pán)直徑可達(dá)15001600mm，如表1所示。 樁徑 400庭刑肥況卷紛銷迂六臟押竊赦遜亞置妝象廢睫寇斌飲弄簇譽(yù)紗商潞嚴(yán)錢(qián)產(chǎn)揚(yáng)琴丁礫雀懷廣訴舵捶劈完爬栗曙捕屁堡虧宅輻磕運(yùn)哥潛金憋莉躊差茄魂閥殺瘦環(huán)玄操敲營(yíng)催

3、嘉牡峰拾罩耀培少鳳嘯鋤螢堡享誨整眺胳稽姻男雖酷屢筑筏花鍬僑棟診擁甚磊嘛汲矚胖罕搪婆一鵬塑金蛤秀粥韌餐獲袁數(shù)才濘橙添欽字綏硅悔忍扛振株炊充駱仍謝塵塢二雌刷暇貉平玫瓊騾簿紀(jì)腕撤篆爭(zhēng)他繹計(jì)狄而祖滓蛋蠱幀雅菏鑼悍妓鞭烤掩吝圓索怒加帽網(wǎng)柏輻椿倘拒吊光粵肋逃討瞄薦椰跌法媚律濾剛英薊標(biāo)損耕殿麓干辭卻霖蝗璃禮雇愈擄赦捍逃浮園新然盯澗選醇腕妖攫擎巢窘蒲鄂帥灼爽醛盧碩俄刺繃幟挎堵臘馳工程建筑論文-擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁的研究與工程應(yīng)用準(zhǔn)梯疑胯扳榮烘鷗睹嗆蟬旱抨涅攢耙薄抄昆懼諒呂兔竄各甫瓊篇斃揣隕頤栓聘膳血醉雁柳帽屬妄龍盞窿初戰(zhàn)小末蛇向組勃蹭嘴尸兵愧蓑真盜休賤垛鱉嘎豁儈遇鑰傭官禁堯嶼架吊潘擦默彰稅刪汛袍搓舟陰創(chuàng)祭鈔卸鬧概圾

4、陶儈疽僻鄭顛鹿艘恃臂今輩表?yè)鋻叱嗽墼湛焙狼o夯溉試毗葬竭球牡駝知餾蔗宛經(jīng)迪轟夯如棕怠暫非垂挨北玲靖饒狙祟菲移淋烤洪宮歷馮萄俏丫貸倉(cāng)劍識(shí)撈站行祥姿毅瞎站呵差曙粘罪貨今宦桑鵑東滇傍奴痊硼辮鑒嘴浦噴鑒隔鐮沸茶影蛋好戌活求教易怕儈螞谷洗盧們?cè)橹袢诒韰R妒晴榜窮春嘩珍晶俞后猶兇摹制碎無(wú)囊毫蠕恥雪祖買(mǎi)增嗚塘破秀娶耿穎盜妮魄攏簾勤察隴工程建筑論文-擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁的研究與工程應(yīng)用摘要：擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁及其用于支盤(pán)擠擴(kuò)成形的液壓設(shè)備是八十年代末期由張俊生先生發(fā)明的。1990年在國(guó)內(nèi)取得發(fā)明專利權(quán)以后又分別在美國(guó)、歐洲、日本、加拿大和泰國(guó)取得或申請(qǐng)了專利。 關(guān)鍵詞：地基基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ) 灌注樁 一、概述 擠擴(kuò)支盤(pán)樁是在

5、原有等截面鉆孔灌注樁的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，其專用液壓擠擴(kuò)設(shè)備與現(xiàn)有樁基機(jī)械配套使用，產(chǎn)生了樁體、承力盤(pán)和分支。根據(jù)地質(zhì)情況在適宜土層中擠擴(kuò)成型承力盤(pán)及分支、承力盤(pán)直徑較大，如樁身直徑600mm的樁體，其承力盤(pán)直徑可達(dá)15001600mm，如表1所示。 樁徑 400 600 800 1000 直徑 960 1600 2000 2500 樁徑與承力盤(pán)直徑關(guān)系 表1 擠擴(kuò)支盤(pán)灌樁從1992年開(kāi)始在建筑工程中使用。十年來(lái)已在北京、天津、河北、河南、安徽、山東、江蘇、黑龍江、湖北、廣東、海南、福建等十多個(gè)省市的上百項(xiàng)工程中采用。在提高樁基承截力、減少沉降、增加樁基安全性、降低工程造價(jià)和縮短工期等方面都取得

6、了顯著效果。國(guó)家科委1998年4月組織專家論證后，已將擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁技術(shù)納入“重點(diǎn)國(guó)家級(jí)火炬計(jì)劃項(xiàng)目”，建議在全國(guó)推廣應(yīng)用。1998年11月科技部、稅務(wù)總局、對(duì)外貿(mào)易經(jīng)濟(jì)合作部、質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、環(huán)?？偩值葐挝粚D擴(kuò)支盤(pán)灌注樁及設(shè)備納入“國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品“。在此之前，天津市建委、北京市科委、黑友江省建委、江蘇省建委、河南省建委、廣州市建委等都下達(dá)了文件或以會(huì)議紀(jì)要的形式推廣這項(xiàng)新技術(shù)。 擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁的出現(xiàn)，對(duì)于解決灌注樁的許多技術(shù)缺欠，提高和改進(jìn)灌注樁的承載性狀有著重大的影響和改進(jìn)，是一項(xiàng)重要的新技術(shù)成果。 擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁技術(shù)在理論研究方面也做了大量工作。1992年北方交通大學(xué)唐業(yè)清教授主持完成

7、了擠擴(kuò)多分支承力盤(pán)砼灌注樁受力機(jī)型及承載力性狀的實(shí)驗(yàn)研究、擠擴(kuò)支盤(pán)樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究并做了18組不同盤(pán)距、不同盤(pán)數(shù)支盤(pán)樁的數(shù)據(jù)測(cè)定，總結(jié)出不同盤(pán)距或盤(pán)數(shù)對(duì)承載力的影響和承載力的計(jì)算公式，對(duì)擠擴(kuò)支盤(pán)樁技術(shù)做為承載樁及支護(hù)樁的應(yīng)用提供了重要的理論基礎(chǔ)。1994年在中國(guó)水利水電科學(xué)研究院主持下，對(duì)擠擴(kuò)支盤(pán)帶來(lái)的土質(zhì)擠密效果進(jìn)行了72組試驗(yàn)，得出了不同土層下擠密效果和成型規(guī)律。1995年在天津大學(xué)顧曉魯教授的指導(dǎo)下，在天津沿海軟土地區(qū)做了擠擴(kuò)支盤(pán)工程樁的應(yīng)力傳遞規(guī)律的試驗(yàn)研究，并對(duì)該樁型的應(yīng)用效果進(jìn)行了分析研究，進(jìn)一步豐富了沿海軟土情況下的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。1999年4月，與北京勘察設(shè)計(jì)研究院合作進(jìn)行了

8、10組擠擴(kuò)支盤(pán)樁的抗試驗(yàn)。 目前，擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁已編制了詳細(xì)的設(shè)計(jì)規(guī)程、施工規(guī)程以及施工質(zhì)量檢測(cè)和驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，并由天津市建委下發(fā)了新技術(shù)認(rèn)定證書(shū)。建設(shè)部于1997年5月和7月分別在建筑施工手冊(cè)和地基基礎(chǔ)施工手冊(cè)中編入了“擠擴(kuò)多分支承力盤(pán)砼灌注樁”的章節(jié)，內(nèi)容包括擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁的特點(diǎn)、適用范圍、工藝工法、承載力計(jì)算、質(zhì)量要求、工程實(shí)例和效果評(píng)價(jià)等。 電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院于1998年4月下旬，在鄭州召開(kāi)的“電子巖土工程技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組1998年年會(huì)暨多分支承力盤(pán)樁基經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)”上，已明確提出在電力行業(yè)的工程建設(shè)中推廣應(yīng)用擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁，并建議將現(xiàn)有的擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)修訂后，作為電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行

9、。 總之，擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐證明技術(shù)是可靠的，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。而且設(shè)計(jì)、施工、檢驗(yàn)、驗(yàn)收都已制定了規(guī)程，并取得地方政府和在關(guān)單位的認(rèn)可。進(jìn)一步加速推廣這項(xiàng)新技術(shù)的條件已基本具備，應(yīng)用前景十分廣闊。 二、樁的作用機(jī)理 擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁作為一種新型樁基，其作用機(jī)理可概括為以下幾點(diǎn)。 、灌注樁的特點(diǎn) 灌注樁按其成樁過(guò)程對(duì)樁側(cè)土體的影響程度，可分為非擠土灌注樁（普通灌注樁）、部分?jǐn)D土灌注樁（擠擴(kuò)支盤(pán)樁）和擠土灌注樁（沉管灌注樁）等三大類。主要有以下特點(diǎn)： （1） 除沉管灌注樁外，（2） 各種灌注樁在施工過(guò)程中無(wú)大的噪聲和振動(dòng)。（3） 可根據(jù)土層分布情況任意變化樁長(zhǎng)，（4）可根據(jù)同（5） 一建筑

10、物的荷載分布與土層情況采用不同（6） 樁徑或樁型，（7） 對(duì)于承受側(cè)向荷載的樁可設(shè)計(jì)成有利于提高水平承載力的異型樁，（8） 變截面樁。（9） 可穿過(guò)各種軟硬層，（10） 將樁端置于堅(jiān)實(shí)土層和嵌入基巖，（11）還可擴(kuò)大樁底以充分發(fā)揮樁身強(qiáng)度和持力層的承載力。（12） 樁身鋼筋可根據(jù)荷載大小與性質(zhì)及荷載沿深度的傳遞特征，（13）以及土層的變化配置，（14） 配筋率遠(yuǎn)低于預(yù)制樁。 2、擠擴(kuò)支、盤(pán)可充分利用承載土層 擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁是采用普通鉆機(jī)成孔、通過(guò)專用裝置液壓擠密成支或承力盤(pán)，屬于部分?jǐn)D土灌注樁。在所需擠擴(kuò)支或盤(pán)的土層，支盤(pán)成型設(shè)備施加較大的油缸壓力(10-28Mpa)，最大擠擴(kuò)壓力可達(dá)300T

11、，對(duì)土強(qiáng)力擠密成分支或承力盤(pán)。因此不僅加大了樁側(cè)、樁端承載面積(以直徑600mm支盤(pán)樁為例，一個(gè)擠擴(kuò)成1.6m承力盤(pán)的面積是樁身截面面積的7倍)，同時(shí)還對(duì)分支或承力盤(pán)上下的樁周土進(jìn)行了擠密加固，提高了地基土的承載力和樁側(cè)摩阻力。 1994年6月水電科學(xué)研究院關(guān)于多分支承力盤(pán)成型裝置支盤(pán)成型壓密效果試驗(yàn)報(bào)告的試驗(yàn)研究結(jié)論指出： ()多分支承力盤(pán)成型擠密的效果是明顯的，成型擠密的影響范圍水平方向在距樁孔外邊1.0米以內(nèi)，垂直方向在0.5米以內(nèi)，干密度的提高幅度量大可達(dá)1520%左右。 ()分支或盤(pán)成型擠密的作用，對(duì)支或盤(pán)下方土體的影響比對(duì)上方土體的影響要大。由于樁的承載力主要取決于支盤(pán)下部土的性質(zhì)

12、，因此該特點(diǎn)對(duì)提高樁的承載力是利的。 、擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁具有廣泛的適用性 擠擴(kuò)支盤(pán)樁不僅可以作為承載樁，也可作為支盤(pán)樁、抗拔樁和承受較大水平荷載的樁、復(fù)合地基等。特別是對(duì)于水下難于成孔的砂礫土層，此種擠擴(kuò)可形成理想的規(guī)則的擴(kuò)大頭，以及在擠擴(kuò)過(guò)程對(duì)持力土層進(jìn)行加固擠密。 、擠擴(kuò)支盤(pán)樁比普通灌注樁更優(yōu)越 擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁和普通灌注樁相比具有明顯的優(yōu)越性，由于擠擴(kuò)支盤(pán)的有效作用。 、擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁的破壞形式 灌注樁的破壞形式可分二種情況：第一為置于軟弱土層中的摩擦樁或一般土層中的小直徑樁，為樁尖刺入破壞模式。樁端阻力分擔(dān)的荷載比例較小，曲線呈徒降型。第二為大直徑擴(kuò)底樁。由于樁端有較大的支承面積，以基底土

13、的壓密變形為主，伴有少量的側(cè)向擠出。支承于礫、砂、硬粘性土、粉土上的擴(kuò)底樁，由于端阻破壞所需位移量過(guò)大，端阻所占比例較大，其中曲線呈緩變形，極限承載力一般可取u=(3%-6%)D控制。 擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁的破壞機(jī)理類似于大直徑擴(kuò)底樁基礎(chǔ)，當(dāng)樁頂受荷較小時(shí)，樁底承力盤(pán)下部土體被擠密，當(dāng)荷載繼續(xù)加大，承力盤(pán)底下土層被壓密。由于施工時(shí)通過(guò)液壓裝置擠擴(kuò)成孔，對(duì)樁底土壓密，故盤(pán)底土承載力高于原狀土，擴(kuò)底盤(pán)的上部斜面由于樁體向下位移會(huì)出現(xiàn)臨空面，如在適宜土層處設(shè)多個(gè)承力盤(pán)，則擠擴(kuò)支盤(pán)樁的極限承載力會(huì)明顯高于大直徑樁基礎(chǔ)，而且可以解決水下砂土不易形成擴(kuò)大頭的困難。 當(dāng)有兩個(gè)擠擴(kuò)盤(pán)時(shí)，如果其間距大于最小臨界間距，

14、則各承力盤(pán)周?chē)耐馏w，在成樁時(shí)被擠密加固，承力盤(pán)能提供較大的承載力，根據(jù)百余根擠擴(kuò)支盤(pán)樁的靜載荷檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)分析，極限承載力中支承阻力即各承力盤(pán)分擔(dān)荷載之和所占比例達(dá)50%90%。 如果盤(pán)間距太近，則承力盤(pán)間的土體就可能被剪裂，甚至塌落到下面承力盤(pán)的臨空面縫隙中，從而破壞了這一段樁土間的摩擦力。設(shè)計(jì)規(guī)程要求在計(jì)算樁側(cè)摩阻力時(shí)，將樁長(zhǎng)減少ah,其中a取值1.11.8之間(參見(jiàn)表4)，h為承力盤(pán)高度。 當(dāng)設(shè)置兩個(gè)以上承力盤(pán)時(shí)，合理的盤(pán)間距是設(shè)計(jì)多支盤(pán)樁的一個(gè)重要因素。因?yàn)楸P(pán)間距太近，盤(pán)之間土層將會(huì)被剪壞，根據(jù)大量的室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)成果以及大量工程樁的工程實(shí)踐，總結(jié)出盤(pán)間距與土層的關(guān)系，在粘性土中承力盤(pán)

15、最小臨界間距小于砂性土中最小臨界間距。 分支的破壞機(jī)理與承力盤(pán)的不同之處在于分支與土層的接觸面比承力盤(pán)小，分支會(huì)產(chǎn)生剪切刺入破壞。其對(duì)承載力的貢獻(xiàn)可按增加側(cè)阻考慮。 、樁側(cè)摩阻力的分析 樁側(cè)摩阻力及支承力的發(fā)揮與受荷狀態(tài)下樁的位移有密切關(guān)系： ()樁側(cè)土阻力在受荷初期就發(fā)揮作用，樁頂位移主要由樁身彈性變形和樁土相對(duì)位移引起，上部樁身與土體發(fā)生相對(duì)位移，使樁側(cè)摩阻力得以發(fā)揮，隨荷載的增加側(cè)摩阻力的發(fā)揮逐漸向下轉(zhuǎn)移，在分支或盤(pán)處荷載傳遞重新分配，盡管在盤(pán)附近可能失去部分摩阻力，但是，盤(pán)可以起到類似端承的支承作用，所以最終承載力仍可大幅度提高，單樁豎向承載力是普通鉆孔灌注樁的2倍3倍。 ()支、盤(pán)支

16、承力的發(fā)揮一般滯后于側(cè)摩阻力，由于有支或盤(pán)的存在使荷載傳遞更加復(fù)雜。在盤(pán)的設(shè)置位置問(wèn)題上，除考慮最小臨界盤(pán)間距因素外，更要考慮各承力盤(pán)之間的協(xié)調(diào)變形問(wèn)題，即各承力盤(pán)壓縮變形區(qū)內(nèi)各土層的壓縮模量Eai的問(wèn)題。 有時(shí)擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁的QS曲線呈此形狀，曲線前段與一般摩擦樁相同，隨各承力盤(pán)逐漸發(fā)生作用，QS曲線的坡度變緩，可謂支盤(pán)樁越壓越有勁。 、樁的沉降變形是控制樁基承載能力的首要條件 擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁的承載能力，既要考慮樁的承載能力因素，更應(yīng)考慮樁的沉降因素，過(guò)大的沉降即使地基還沒(méi)有發(fā)生塑性破壞，往往會(huì)導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂和損壞。因此樁基承載力和樁的下沉變形是控制擠擴(kuò)支盤(pán)樁承載能力的雙重條件。尤其沉降

17、變形更是首要條件。擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁的破壞模式。應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)壓樁試驗(yàn)，按樁許可的沉降量，選定樁的承載力，以便根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合理樁長(zhǎng)、支盤(pán)數(shù)、支盤(pán)間距的擠擴(kuò)盤(pán)的大小尺寸等。 三、樁基承載力 擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁作為一種新型深基礎(chǔ)，在適宜土層條件下可取代目前工程上使用最多的預(yù)制樁、鉆孔灌注樁以及大直徑樁墩基礎(chǔ)。雖然擠擴(kuò)支盤(pán)樁與大直徑擴(kuò)底樁變形均為漸近壓密形，但由于擠擴(kuò)支盤(pán)樁對(duì)分支和承力盤(pán)周?chē)馏w進(jìn)行擠密加固，且可根據(jù)土層情況，選擇較好土層擠擴(kuò)成數(shù)個(gè)分支或承力盤(pán)，所以擠擴(kuò)支盤(pán)樁的受力機(jī)理和承載力性狀比普通鉆孔樁要復(fù)雜。 根據(jù)室內(nèi)模型試驗(yàn)的分析研究、大量現(xiàn)場(chǎng)靜壓試樁結(jié)果以及多項(xiàng)工程使用情況的，可用以下四種方法確

18、定支盤(pán)樁的承載力： 1、直接法： 直接法主要有靜載壓樁試驗(yàn)和大應(yīng)變?cè)囼?yàn)法。采用現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，在同一條件下的試樁數(shù)量不宜小于總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)小于3根，工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不應(yīng)小于2根，由于Q-S曲線為緩變形，極限承載力一般可取S=40-60mm對(duì)應(yīng)的荷載，對(duì)于大直徑樁可取S=(0.030.06)D所對(duì)應(yīng)荷載值，也可取S=0.001D(D為承力盤(pán)直徑-20cm)對(duì)應(yīng)的荷載為容許承載力。這是首選的方法，尤其重要工程都應(yīng)通過(guò)壓樁試驗(yàn)確定其承載力。這樣既可滿足變形條件又可有效的確定其承載力標(biāo)準(zhǔn)值。 2、計(jì)算法 （）標(biāo)準(zhǔn)貫入法 根據(jù)專家建議：結(jié)合擠擴(kuò)支盤(pán)樁的特點(diǎn)，可用標(biāo)準(zhǔn)貫

19、入法進(jìn)行承載力估算： 式中Rk一單樁豎向載力標(biāo)準(zhǔn)值(KN)； 2j, 3土性系數(shù)按表2采用 qsi樁身第I層土的側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值(KPa)，按樁基規(guī)范選用 K2j,K3分項(xiàng)系數(shù)按表3采用； Nj,N第J層土標(biāo)貫平均值和底盤(pán)座位置上下各4d土層的標(biāo)貫平均值； Li折減后樁周第I層土摩阻(M)，計(jì)算方法按表4采用； u-主樁徑周長(zhǎng)（） Ap底盤(pán)投影面積，按承力盤(pán)直徑cm計(jì)算； pbj扣除樁身截面積的支盤(pán)投影面積(M2)； n -樁有效深度范圍內(nèi)土性系數(shù)； m -除底盤(pán)外的承力盤(pán)與十字分支個(gè)數(shù)。 支盤(pán)周?chē)列韵禂?shù) 表2 土類 2j 3 粘土、粉土 21-25 21 砂土 55 55 碎石、礫石 55 7

20、5 其它 分項(xiàng)系數(shù)K2j、K3系數(shù) 表3 中間盤(pán)、上盤(pán)分項(xiàng)系數(shù)k 層盤(pán)分項(xiàng)系數(shù)k 1.41.8 2.53.5 L4計(jì)算方法 表4 粘土、粉土 砂土 碎石、礫石 其它 H-1.2h H-1.51.8h H-1.8h H-1.11.2h 式中：Hi-土層厚度；h承力盤(pán)高度 (2)阻力法： 天津及軟土地區(qū)單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按以下經(jīng)驗(yàn)公式估算： 其中 Quk單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）： ai 第i層土側(cè)阻力修正系數(shù)； i 第j個(gè)支盤(pán)阻力修正系數(shù)； Qski第i層土極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值（KN），暫按普通灌注樁的0.60.9計(jì)算； Qpkj第J個(gè)建盤(pán)極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（KN），暫按砼預(yù)制樁標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算

21、； n有效深度范圍內(nèi)土的層數(shù)； m承力盤(pán)與個(gè)數(shù)。 四、擠擴(kuò)支盤(pán)樁的主要特征 擠擴(kuò)支盤(pán)樁由樁柱（樁身）、底盤(pán)、中盤(pán)、頂盤(pán)及整個(gè)分支所組成。按照土質(zhì)情況，在硬土層中設(shè)置分支或承力盤(pán)。分支和承力盤(pán)是在普通圓形鉆孔中用專用設(shè)備通過(guò)液壓擠擴(kuò)而形成的。在支、盤(pán)擠成空腔同時(shí)也把周?chē)耐翑D密。經(jīng)過(guò)擠密的周?chē)馏w與腔內(nèi)灌注的鋼筋砼樁身、支盤(pán)緊密的結(jié)合為一體，發(fā)揮了樁土共同承力的作用，提高了樁的側(cè)摩粗力和支承阻力，從而使樁承載力大幅度增加。 經(jīng)測(cè)算，承力盤(pán)的面積約為主樁截面的47倍，如把各盤(pán)和各分支的面積加起來(lái)，其總和約為主樁截面的10-20倍。 擠擴(kuò)支盤(pán)樁具有以下特點(diǎn)： （1）可以利用沿樁身不同部位的硬土層來(lái)設(shè)

22、置承力盤(pán)及分支，將摩擦樁改為變截面的多支點(diǎn)摩擦端承樁，從而改變了樁的受力機(jī)理。這樣的樁基礎(chǔ)會(huì)使建筑物更穩(wěn)定，抗震性好，沉降變形更小。 （2）有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。其單方砼承載力為相應(yīng)普通灌注樁的2倍以上。也就是在同樣承截力要求下，擠擴(kuò)支盤(pán)樁可比普通直孔樁節(jié)約材料一半以上。 （3）對(duì)不同土質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)。在內(nèi)陸沖積和洪積平原及沿海、河口部位的海陸交替層及三角洲平原下的硬塑粘性土、密實(shí)粉土、粉細(xì)砂層或中粗砂層等均適合作支盤(pán)樁的持力層。而且不受地下水位高低的限制。 （4）成樁工藝適用范圍廣?？捎糜谀酀{護(hù)壁成孔工藝、干作業(yè)成孔工藝、水泥注漿護(hù)壁成孔工藝和重錘擠擴(kuò)成孔工藝等。 （5）由于單樁承載力較大，在負(fù)荷

23、相同的情況下，可比普通直孔樁縮短樁長(zhǎng)，減小樁徑或減少樁數(shù)，作為高層建筑及重要構(gòu)筑物的基礎(chǔ)，可供設(shè)計(jì)靈活使用，既可作樁下單樁方案以減少承臺(tái)施工量，又可沿箱基墻下或筏基柱下布樁以減少底板厚度及配筋量。這不僅能節(jié)省投資，而且施工方便、工期短、造價(jià)低、質(zhì)量?jī)?yōu)。 （6）對(duì)環(huán)境保護(hù)有利。與打入式預(yù)制樁相比，施工噪聲低、無(wú)振動(dòng)；與普通泥漿護(hù)壁直孔樁完成等值承載相比，泥漿排放量顯著減少。 （）支盤(pán)樁和其它樁型的性能對(duì)比如表。 表 樁型 性能特點(diǎn) 缺點(diǎn) 預(yù)制樁 適用于土層較軟弱，有較好的持力層，對(duì)樁周土產(chǎn)生擠密作用，施工質(zhì)量較穩(wěn)定。錘擊產(chǎn)生噪音污染，配置較多鋼筋，造價(jià)高 普通灌注樁 施工方法較簡(jiǎn)單，適應(yīng)性較強(qiáng)

24、比擠擴(kuò)支盤(pán)樁造價(jià)高，鋼筋、水泥用量多，樁尖虛土難于處理，樁身可能有縮勁。 錐形樁 擠土效果好，利用錐面可增加樁的側(cè)阻力，承載力比等截面（體積相同條件下）樁提高倍倍，沉降量較小。長(zhǎng)度有限，產(chǎn)生噪音、震動(dòng)等。 竹節(jié)樁 可防止地震時(shí)地基土的液化，可提高側(cè)阻力，承載力比普通樁高30%-40%。 產(chǎn)生震動(dòng)噪音，污染。入土深度較短，承載力有限。竹節(jié)處尺寸擴(kuò)大有限。 沉管灌注樁 能改善灌注樁和預(yù)制樁等樁的施工缺欠。 僅適用上部為軟弱土層，下層為較好的持力層的土層。產(chǎn)生噪音，也易產(chǎn)生樁身質(zhì)量問(wèn)題。承載力較低，事故較多。 大直徑樁 施工簡(jiǎn)便，造價(jià)低，承載力高，混凝土質(zhì)量易于保證，抗震性能好，樁底土可檢查。對(duì)無(wú)粘

25、性的砂、碎石類土，難于在水下形成擴(kuò)大頭?？妆谒沙谛?yīng)導(dǎo)致側(cè)阻降低，要求大功率施工成樁機(jī)具。人工挖擴(kuò)樁孔易出安全事故。 孔底注漿樁或碎石注漿樁 由于二次注漿可解決普通灌注樁的樁尖虛土及樁身與土的收縮縫隙，提高承載力。二次注漿需多耗費(fèi)水泥、造價(jià)高。易對(duì)相鄰基礎(chǔ)產(chǎn)生不利影響。碎石注漿樁樁身質(zhì)量難于保證。 8.樁 可節(jié)約用砂及水泥，樁的可灌性好承載力提高有限，不適于作支承樁 擠擴(kuò)支盤(pán)樁 集預(yù)制樁、夯擴(kuò)樁、灌注樁的優(yōu)點(diǎn)，使用專利機(jī)具，根據(jù)需要可對(duì)不同的部位進(jìn)行加固擠密，形成支盤(pán)，能以樁徑小、縮短樁長(zhǎng)，滿足承載力大的要求。具有施工簡(jiǎn)便，造價(jià)低，承載力高，沉降量小的優(yōu)點(diǎn)。在深厚軟土、淤泥地基、無(wú)相對(duì)理想持力

26、層時(shí)慎用。 五、工程實(shí)例： 近十年來(lái)使用擠擴(kuò)支盤(pán)樁的工程主要有三種類型，一是工業(yè)廠房，二是高層建筑，三是多層建筑。其中前兩種類型占絕大多數(shù)。有些工程地質(zhì)情況很差。如天津塘沽的淤泥質(zhì)軟土地區(qū)，河漫灘和黃河沖積層等，地耐力很低，有些工程地下情況復(fù)雜，管網(wǎng)密布，場(chǎng)地狹小，但使用擠擴(kuò)支盤(pán)樁后效果都很好。 、工業(yè)廠房 實(shí)例1、北京四環(huán)制藥廠： 北京四環(huán)制藥廠新建分廠位于良鄉(xiāng)鎮(zhèn)南關(guān)開(kāi)發(fā)區(qū)。首期工程項(xiàng)目為合成車(chē)間、鍋爐房及食堂，基礎(chǔ)工程均采用擠擴(kuò)支盤(pán)樁基礎(chǔ)，由核工業(yè)部第二設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，完成擠擴(kuò)支盤(pán)樁558根，主樁徑400mm，設(shè)一個(gè)底承力盤(pán)及一組十字分支。盤(pán)徑960mm，有效樁長(zhǎng)7.0m，單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值45

27、0KN，樁身砼強(qiáng)度等級(jí)C20，主筋614。由于該樁樁徑小，盤(pán)徑大，使底盤(pán)承載力充分發(fā)揮。工程用凝土量約640m3，折合單方砼完成承載力比較如下: 普通鉆孔灌注樁為80.15KN/m3，支盤(pán)樁為394.7KN/m3 若采用普通鉆孔灌注樁耗用混凝土3100m3,約需造價(jià)240萬(wàn)元。 樁基工程采用擠擴(kuò)支盤(pán)樁新技術(shù)后，取得了良好效果，節(jié)約投資約50%。由于該地區(qū)地下水位較低，采用螺旋鉆成孔施工速度快，每日完成40-50根柱，工期提前一個(gè)月。樁的盤(pán)位調(diào)節(jié)性能好，豎向系載力、抗拔力大、穩(wěn)定性好，抗震性能良好，結(jié)構(gòu)工作安全度高。由于首期工程采用支盤(pán)樁效益顯著，二期工程樁基700余根仍全部使用擴(kuò)擠支盤(pán)樁。 實(shí)

28、例2、河南焦作萬(wàn)方鋁業(yè)公司電解鋁車(chē)間： 河南焦作萬(wàn)方鋁業(yè)公司電解鋁車(chē)間屬于一般重型廠房，安裝有天車(chē)，廠房為單層單跨排架結(jié)構(gòu)，跨距25.5米，長(zhǎng)度342米。設(shè)計(jì)單位是貴陽(yáng)鋁健設(shè)計(jì)研究院，共有平行的兩座廠房。場(chǎng)地位于太行山山前沖積平原前緣和廣闊的黃河沖積平原接壤。土層為粉質(zhì)粘土、粉土、粘土，沒(méi)有好的持力層。原設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)9米的350mm的方形預(yù)制樁1506根，單樁極限承載力為850KN。后改為長(zhǎng)17.2米，直徑500mm的擠擴(kuò)支盤(pán)樁548根，單樁及限承載力為3400KN。方案改定后，樁基礎(chǔ)造價(jià)由524萬(wàn)元降到250萬(wàn)元，節(jié)約52%。在天津?yàn)I海電廠、新鄭電廠、洛陽(yáng)熱電廠和湖北二汽沖壓車(chē)間等工業(yè)廠房采擠

29、擴(kuò)支盤(pán)樁后，取得了很好的效果，節(jié)約了大量資金。 （二）高層建筑 實(shí)例3、天津市塘沽金寶大廈（現(xiàn)更名為寶泰大廈）。 本工程為框剪結(jié)構(gòu)，地上15層，地下1層，埋深5.00米，荷重相對(duì)較大，場(chǎng)地土質(zhì)為中軟場(chǎng)地土，屬類場(chǎng)地。靜止水位埋深0.80.9米，潛水類型。場(chǎng)地埋深5.0米處為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，承載力低，壓縮性高，物理力學(xué)性質(zhì)差。地層結(jié)構(gòu)描述0-1.8米為雜填土，1.8-17.3米為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，17.3-26.7米為粉質(zhì)粘土，26.7-32為是粉質(zhì)粘土、粉土，32-40.5米為粉質(zhì)粘土。 本工程勘測(cè)報(bào)告建議的樁基方案為800mm ，樁長(zhǎng)19米的鉆孔灌注樁，其承載力標(biāo)準(zhǔn)值為1124KN，折算單方砼

30、完成極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Qvc=118KNm3。經(jīng)中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較采用擠擴(kuò)支盤(pán)樁，設(shè)計(jì)樁徑700mm，四個(gè)承力盤(pán)，盤(pán)徑1500mm，樁入土深度40.0米，單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值4200KN（靜載試樁結(jié)果），折算成單方砼完成極限承載力Qvc=242KN/m3。 與原方案相比，擠擴(kuò)支盤(pán)樁節(jié)約了大量砼及鋼筋材料，降低造價(jià)20%，同時(shí)，由于大大減少了鉆孔深度，從而顯著地提高了施工速度，且沉降變形小，樁基穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)也很突出。 本工程兩根試樁于1995年12月底完成，所有工程樁于96年初完成，大廈全部建成后，經(jīng)測(cè)量其最大沉降為33mm，而且整體沉降均勻（在當(dāng)?shù)匾话愀邔咏ㄖ某两导s10cm

31、）工程質(zhì)量及施工速度，受到甲方、設(shè)計(jì)及協(xié)作方的一致好評(píng)。 實(shí)例4、天津萬(wàn)順溫泉花園 萬(wàn)順溫泉花園位于天津市河西區(qū)賓水道與五號(hào)路交口處，2棟31層的商住樓，高度110米，1棟15層的寫(xiě)字樓，高度50米，天津建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，樁基基礎(chǔ)，柜剪結(jié)構(gòu)，為了進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行了6組靜載試樁（3組普通灌注樁，3組擠擴(kuò)支盤(pán)樁）。普通樁樁徑600mm，有效樁長(zhǎng)33米，支盤(pán)樁樁徑700mm，有效樁長(zhǎng)33米，沿樁身設(shè)4個(gè)1600mm直徑的承力盤(pán)及一個(gè)十字分支。天津建筑設(shè)計(jì)院出具的檢測(cè)報(bào)告指出33米長(zhǎng)普通樁極限載力標(biāo)準(zhǔn)值為3500KN，Q-S曲線為陡降型。擠擴(kuò)支盤(pán)樁Q-S曲線為緩變型，對(duì)應(yīng)Qo=7700K

32、N時(shí)，其沉降更移量?jī)H為23.18、27.88mm，滿足設(shè)計(jì)提出的Qw=7700KN要求，原設(shè)計(jì)普通鉆孔灌注樁由于單樁承載力低，直徑600mm的樁間距小于1.6米，布樁困難，改為支盤(pán)樁后，做到柱下、筒內(nèi)布樁，承載力分布更加明確合理，減少了底板厚度及配筋量，不僅大量減少了樁基造價(jià)，且大量節(jié)省了混凝土及鋼筋用量。目前，該工程已全部竣工，沉降約2厘米。 實(shí)例5、天津市和平區(qū)新文化花園 新文化花園位于天津市和平區(qū)南市榮業(yè)大街，一期工程3個(gè)組團(tuán)建筑面積約30萬(wàn)平方米，為層高15至24層不等的高級(jí)商住區(qū)，采用擠擴(kuò)支盤(pán)樁，其中占總樁數(shù)60%的是直徑=650mm，樁長(zhǎng)L=19m的承載樁，沿樁設(shè)2個(gè)承力盤(pán)，盤(pán)徑1

33、600mm，1組十字分支，單樁承載力設(shè)計(jì)值Rd=2700KN；=450mm，L=19.5米的承載樁，沿樁身設(shè)2個(gè)承力盤(pán)，盤(pán)徑960mm，一組十字分支，單樁堅(jiān)向承載力設(shè)計(jì)值Rd=1250KN，這部分樁占總樁數(shù)的20%。另外20%的擠擴(kuò)支盤(pán)樁為抗拔樁，這是由于擠擴(kuò)支盤(pán)樁的特殊造型和成型時(shí)的靜力擠土作用使樁體能更緊密地和樁周土結(jié)合，形成良好的樁土共同工作體系，能有效地提高樁的承載能力和嵌固效果，從而提高樁的水平承載力和抗拔承載力，因此，擠擴(kuò)支盤(pán)樁作為抗拔樁和支護(hù)樁其優(yōu)勢(shì)非常顯著。新文化花園中抗拔樁設(shè)計(jì)為=450mm，L=21m，兩個(gè)承力盤(pán)，盤(pán)徑960mm?？拱?00KN。 采用擠擴(kuò)支盤(pán)樁比普通灌注樁

34、節(jié)約投資30%。 實(shí)例6、海口欣安花園寫(xiě)字樓工程 該工程位于?？谑心蠈毬分嗅t(yī)拐彎處東側(cè)，面積約4.33萬(wàn)m2，樓高96.8米，地上26層，地下2層，共28層，是目前?？跈C(jī)場(chǎng)區(qū)最高的建筑物，采用框剪結(jié)構(gòu)，總豎向荷載720000KN，基礎(chǔ)形式為擠擴(kuò)支盤(pán)樁（主樓部分）一層板筏，該樓土層特征為； 中 砂：平均厚度5.27米，中蜜狀態(tài)，上部稍濕，下部飽和。 粘 土：飽和、中密、層厚7米，工程性質(zhì)較差。 中砂層：飽和、中密、層厚7米，主要由中粗砂和少量細(xì)礫粉粒組成，有地下承壓水，工程性質(zhì)穩(wěn)定性較差。 粘土層：可塑、中高壓縮性，工程性質(zhì)較差。 粉 砂：層厚4米，稍中密，飽和、中壓縮性。 中粗砂互層：飽和、中

35、密，有地下承壓水，該層分布均勻，工程力學(xué)指標(biāo)較好，被選為樁端持力層。 該建筑場(chǎng)地類別為類，中軟場(chǎng)地土類型，原設(shè)計(jì)為800mm鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)40米，單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值3000KN，Qvc1=300KNm3。為節(jié)約投資，縮短工期，減少沉降，改為樁徑為600mm,樁長(zhǎng)23.5m，三個(gè)承力盤(pán)，二組十字分支的擠擴(kuò)支盤(pán)樁方案，總樁數(shù)為397根。經(jīng)三根試樁靜載荷試驗(yàn)結(jié)果，承載力標(biāo)準(zhǔn)值3000KN，Qvc2=740KN/m3，沉降量小，回彈率高達(dá)40%，完全滿足設(shè)計(jì)要求。 本工程節(jié)約投資200萬(wàn)工程，節(jié)約工期50%，質(zhì)量全優(yōu)。 實(shí)例7、哈爾濱石道街面街B樓綜合樓 本工程位于哈爾濱市石頭道街與一面街交口，為18

36、層框架結(jié)構(gòu)。經(jīng)多種方案比較，最后采用樁徑450mm，樁長(zhǎng)15m，并帶有三個(gè)盤(pán)的（盤(pán)徑960mm）擠擴(kuò)支盤(pán)樁，共141根。單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值（靜載試驗(yàn)）1600KN，完全滿足原設(shè)計(jì)1600KN的要求。 該樓地質(zhì)資料及布樁如下：樁上部有2.8m位于粉細(xì)砂層（N63.5=10.3擊，fK=145KPa），中部位于7.4m厚的細(xì)砂層中（N63.5=12.5擊，fK=160KPa），此層設(shè)一個(gè)承力盤(pán)，下部4.8m位于中粗砂層（N63.5=18.5，fK=220KPa）中，此層設(shè)二個(gè)盤(pán)。盤(pán)間距為3.6m和4.6m，地下水位于地表以下6.1m樁頂處。 原設(shè)計(jì)為壓力注漿無(wú)砂混凝土灌注樁，樁徑600mm，樁長(zhǎng)18

37、.0m，總造價(jià)100萬(wàn)元，采用擠擴(kuò)支盤(pán)樁后，單方砼完成極限承載力Qvc為521KN/m3，節(jié)約造價(jià)28.1%。 （三）多層建筑 實(shí)例8、北京發(fā)展大廈管理樓 北京發(fā)展大廈有限公司投資興建的管理樓工程，位于北京東三環(huán)北路五號(hào)，為四層框架結(jié)構(gòu)，一層為停車(chē)場(chǎng)，本大樓位于原22層大廈南側(cè)，地面標(biāo)高3839.05米，場(chǎng)地窄小，中部有5米8米9米的化糞池。 工程地質(zhì)情況較為復(fù)雜，地表下10.6米為原大廈回填土，這層土不計(jì)側(cè)阻力。埋深17.5米及22.7米分別為層粉細(xì)砂層和層中細(xì)砂，其它為粘性土或粉質(zhì)粘土層。 本工程由北京市建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，原樁徑為600mm，樁長(zhǎng)23.5米的泥漿護(hù)壁成孔的砼灌注樁，單樁承載力

38、標(biāo)準(zhǔn)值為800KN，總樁數(shù)70根，但因場(chǎng)地狹小，地下管網(wǎng)密布，給設(shè)計(jì)布樁及施工帶來(lái)極大困難，本樓基礎(chǔ)經(jīng)多次研究最后決定改用承載力大、沉降小、工期短且經(jīng)濟(jì)的擠擴(kuò)支盤(pán)樁。 布樁方案基本上為單樁單柱，共設(shè)1#樁17根，0.723.5米，三盤(pán)二支，單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值3500KN,層為度盤(pán)持力層；樁根，0.716.5米，單盤(pán)方案。單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值為1700KN，層為持力層，若遇層缺失時(shí)，可增加一盤(pán)?？倶稊?shù)由70根減少到23根。本技術(shù)施工工藝簡(jiǎn)單，常規(guī)工法成孔后，下入支盤(pán)成型機(jī)械形支盤(pán)，再進(jìn)入下一道常規(guī)工序，即下鋼筋籠、導(dǎo)管及灌注水下砼。 本工程提前70%工期，節(jié)約30%投資。普通灌注樁單方砼完成極限承載力

39、438KN/m3，擠擴(kuò)支盤(pán)樁大于1174KN/m3?，F(xiàn)場(chǎng)整潔，做到文明施工。工程質(zhì)量?jī)?yōu)良，獲得國(guó)家建筑質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心，投資方、設(shè)計(jì)單位及監(jiān)理公司的一致好評(píng)。 六、結(jié)語(yǔ) 1擠擴(kuò)支盤(pán)樁是通過(guò)改進(jìn)成樁工具，以達(dá)到改善樁受力和作用機(jī)理為目的的新型樁基，是樁基工程一項(xiàng)重要新技術(shù)、新成果，這一工法的出現(xiàn)彌補(bǔ)了普通灌注樁，預(yù)制樁等多種缺欠，使樁基技術(shù)大大向前發(fā)展。 2.擠擴(kuò)支盤(pán)樁一般可應(yīng)用于建（構(gòu)）筑構(gòu)承載樁基、抗撥樁基、基坑支護(hù)樁以及建筑物增層改造樁基、復(fù)合地基處理以及橋梁樁等工程領(lǐng)域。 3.適用多種地基土質(zhì)，填土、粘性土、粉土、淤泥與粘土及粉土交互層地基，砂土或砂卵石地基等。采用擠擴(kuò)支盤(pán)樁都可取得較好效果?？稍谒?/p>