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1、挤扩支盘灌注桩的应用韩 斌（镇江方圆建设监理咨询有限公司）一、发展概况：挤扩支盘灌注桩是指钻孔或冲孔后，向孔中放入专用挤扩设备，挤压出扩大的分岔（分支）或锥形盘状的腔体，放入钢筋笼并灌注砼后，形成由桩的扩径体（承力分岔、分肢承力盘）与筒体组成的桩，是在等截面钻孔灌注桩基础上发展起来的一种新桩型，简称“DX”桩（见图2）。该技术1990年获国家发明专利， 1992年在工程中使用，应用效果较好。目前镇江还未有应用。（图1） （图2） （图3）二、挤扩支盘灌注桩的特点和优点：1、挤扩支盘灌注桩有点像树根构造的仿生（见图3），它能充分利用桩身各部位较好的地基土层，加入挤扩工序，从而改变普通等直径钻孔灌
2、注桩（直孔桩）的受力机理，形成“承力盘”，灌注成桩后发挥其端阻作用力，变摩擦型桩为摩擦端承桩，大大提高了单桩承载力。即桩身单位方量砼所提供的承载力显著提高，其桩的实例见图1。2、多支盘桩是一种多个承力盘的桩型，与直孔桩相比，有显著的经济效益。在荷载相同的情况下，可比直孔桩缩短桩长、减小桩径或少减少桩数，乃至减小承台面积，因此能节省投资，缩短工期。3、挤扩支盘灌注桩一个“承力盘”的面积是主桩截面积的2倍，所以挤扩灌注桩轴向抗压力、抗拔力、抗剪力都显著提高。对比破坏静载荷试验表明：直孔桩为剪切刺入破坏模式，Q-S曲线陡变型，而挤扩灌注桩为渐进压缩破坏模式，Q-S曲线渐变形。4、适应性强，可在多种土
3、层中成桩，不受地下水位高低限制，可根据承载力的需要，充分利用硬土层，采用增设分支和承力盘数量以提高单桩承载力（坚向抗压、水平承载力、抗拔力）、桩身稳定性及抗震性能；挤扩支盘桩适用于粘性土、粉土、中等密实及密实的砂性土；DX桩还适用于强风化岩层与土层分界面。5、具有显著的低公害性能，与打入式预制桩相比，施工噪音低振动，与普通泥浆护壁直孔桩完成的等值承载力相比，成孔后排泥（土）即泥浆排放量显著减少。三、施工工艺及控制要点：挤扩支盘桩的成桩工艺分四种：泥浆护壁成孔工艺、干作业成孔工艺、水泥注浆护壁成孔工艺、重锤捣扩成孔工艺。现重点以扬州京华城房产二期四标28#、33#楼桩基工程为例介绍泥浆护壁成孔挤
4、扩支盘桩的成桩工艺。泥浆护壁成孔工艺：当地下水位较高时，通常利用孔内地层中的粘性土原土造浆以泥浆护壁成孔，根据地质情况选择持力层设置分支及承力盘，按支盘设计深度，下入全液压挤扩支盘成型机，操作液压工作站将弓压臂（承力板）挤出、收回、反复转角、经多次挤压成盘，再由下至上完成挤扩多个支盘的作业，然后安放钢筋笼、清孔、灌注砼成桩。（一）、工程概况：1、扬州京华城房产二期四标28#、33#楼是目前京华城房产二期开发楼层较高的两幢高层建筑。工程规模分别为地下一层，地上23层和20层，建筑总高度分别为75m和66m，建筑面积分别为9509.36平方米和7782.4平方米。2、现场地质情况：根据勘察报告，在
5、勘探孔揭露深度范围内，该场地内岩层可分为10层，-层分别为：2.1、第层粉质粘土：灰色-灰黄色，可塑，中压缩性，稍有光泽，该层分布不稳定，土质尚均匀，层厚0.2-8.5米。2.2、第层粉质粘土：黄褐色，硬塑-坚硬，中偏低压缩性，稍有光泽，分布稳定，土质尚均匀，含铁锰质结核，底部50CM左右夹有碎石，碎石岩性为石英砂岩，呈棱角状和次棱角状，该层最大厚度10.4米。2.3、第层强风化角砾岩：褐黄色夹灰白色，密实，坚硬，遇水易软化，手扳易碎，砾石岩性由长石、暗色矿物组成，砾径10-50MM，呈棱角状及次棱角状，泥质胶结，该层厚1-4.3米。2.4、第层强风化砂质泥岩：为白垩系上统浦口组K2P地层，棕
6、红色，密实，坚硬，遇水易软化，该层最大厚度7.5米。3、本次桩基工程两幢楼均采用的是泥浆护壁成孔挤扩支盘桩。28#楼桩径为650mm，桩长分别为18.5m和21.5m，总桩数为99根桩，桩端进入持力层号土层（强风化砂质泥岩），设承力盘两只，盘直径1400 mm，分别置于第层土和第层土中，承力盘间距为3.75m，桩身砼强度等级为C30；33#楼桩径650mm，桩长分别为18.5m 、21.5m、 24.5m，总桩数为93根，桩端进入持力层号土层（强风化角砾岩），设承力盘两只，盘直径1400 mm，分别置于第层土和第层土中，承力盘间距3.75m，桩身砼强度等级为C30。（二）、施工要点：1、泥浆制
7、备：成孔采用泥浆护壁，可采用原土造浆或粘土制备泥浆。正常钻进时，泥浆比重应控制在1.1-1.3之间，泥浆比重是成孔质量的保证，制备泥浆的性能指标应符合规范要求。根据本工程施工现场表面土层含砂率较高，容易出现塌孔现象，故采购粘土制备泥浆加以补充，提高泥浆相应的性能指标以符合规范要求，当自身具备制浆条件后，不再添加粘土。2、成孔：钻机移动就位后，钻头准确对准桩位中心，同时再次核对钻机平台、钻杆的水平及垂直度无误，此时可以开机钻进；开孔时，采用慢进尺，保证开孔的钻孔垂直度，待钻进3-5米后，可恢复正常进尺速度；加接钻杆时，应先将钻具提离孔底，待泥浆循环1-3min后再加钻杆；孔深、孔径必须达到设计要
8、求，垂直度允许偏差不大于1%。3、清孔：清孔方法采用正循环法，并用两次清孔。第一次清孔是在终孔后进行。钻进至设计深度后，采用正循环清孔换浆，先将钻头提离孔底80-100MM，采用泵送方法向孔内输入比重1.1-1.2，含砂率4%的新泥浆，把孔内比重在1.2-1.4之间的悬浮沉渣多的陈旧泥浆置换出来,再清洗孔底。换浆同时，将钻头低速转动，保证孔底沉渣符合规范要求。第二次清孔是在成盘后进行，以大泵量向导管内压入比重小于1.15的泥浆，将孔底部在下放钢筋笼和导管过程中再次沉淀的沉渣和仍然悬有沉渣密度较大的泥浆换出，孔底沉渣厚度和泥浆相对密度均达到清孔要求后，立即开始浇注砼。4、挤扩盘腔：4.1将挤扩装
9、置按自下而上次序在所设盘位进行挤扩，每盘挤扩8次，依据为：设计盘径1.4M,挤扩臂宽0.21M,挤扩次数=(1.4X3.14)/(0.21X3)=6.978次，因此每次参照角度盘均匀转动角度约17。，共转角7次（360/3=120。转角），完成8次挤扩，可形成盘腔。4.2操作要点421首扩压力值要与试桩吻合。试桩施工，底盘首扩压力值达到23Mpa，工程桩施工，底盘首扩压力值不低于23 Mpa，其它盘位的首扩压力值亦参照试桩相应压力值执行。为提高工程桩的施工要求，保证施工质量，每盘的首扩压力值可提高1-2 Mpa。挤扩时，挤扩装置下至底盘设计位置，当首扩压力值上升至23 Mpa，挤扩时间维持3S
10、。连续三次油表压力值不 3下降，或油压表指针出现突然向上偏移，超过25 Mpa额定工作压力。表明该位置土层坚硬无法挤开。根据规程及经验，成盘遇到此种地质条件复杂变化时，应进行盘位调整。盘位调整由下往上试挤进行，根据试挤压力变化趋势，逐渐缩小调整幅度，直至首扩压力值达到要求，盘位确定。如试挤压力反映偏低，应相反往下微调，达到要求的盘位。首扩压力值（无论底盘与其它位置的盘位）应与试桩指标吻合，不小于试桩时的首扩压力值，这是保证工程桩施工质量的重要控制点。根据勘探报告与设计要求，28#楼承力盘选择在第和第土层中，33#楼承力盘选择在第和第土层中，施工时要引起充分注意，保证承力盘置于合适的持力层，在挤
11、扩过程中，认真读取和记录油表压力值，记录盘位标高和深度等有关施工作业详细记录。422挤扩过程中应及时补充护壁泥浆，保持水头压力，防止坍孔，因为本场地土性主要为砂性土，含砂率比较高，施工中要充分注意孔口坍塌的问题，所以在挤扩中，每完成一次挤扩，遇泥浆液面下降明显，就要及时补浆，始终保持孔口水头压力，防止塌孔。此时记录泥浆下降量反映盘腔体积为次要矛盾（泥浆下降量为参考指标），挤扩盘腔可通过盘径检测器测取。423挤扩过程中如遇坍方、流砂等情况，应立即停止操作，提出挤扩装置，进行妥善处理后，再继续挤扩进行成桩作业。4.3设计持力层层位、盘位、盘间距、盘数检查：4.3.1查护筒标高，检查机身上各盘位标记
12、尺寸是否准确。4.3.2当硬土持力层出现减薄或增厚层位变化时，盘位是否随之变更，查原设计盘位挤扩压力值记录，调整盘位的压力值记录及相关尺寸记录。4.3.3盘顶是否坍塌：查挤扩前后孔深记录，当沉渣厚度超过1米时，并检查泥浆比重、泥浆胶体率。4.3.4查盘腔，孔壁是否缩径，原因及处理措施。4.3.5查各盘位距下卧软弱层的距离是否符合要求。4.4转角次序及角度控制：4.4.1查角度盘的设计及加工尺寸。4.4.2查转角次数及压力值。4.4.3查各次挤扩时间（与土层硬度成反比）。4.5盘径检测：用盘径检测器进行检查。利用该装置的三对测杆在盘腔处张开下滑时副绳零点（始点）的落差，与测杆张开角度的换算关系，
13、从而测出盘腔直径。检测时，提紧主、副绳将盘径检测器缓慢放至孔内被测盘腔深度，松开副绳，三对测杆自重下落，主副绳稍作调整，测杆即张开位于挤扩盘腔内，此时观察记录主、副绳零点（始点）落差，并根据落差和盘径换算关 4系表（实际量测检测器获取），查得实际挤扩盘腔直径必须符合设计要求。（盘径检测器示意图如下）盘径检测器示意图（三）、施工结果：从施工后的静载荷检测结果来看，单桩承载力完全符合设计要求。192根桩施工工期要求为40天，实际施工时间为29天，为主体阶段的施工赢得了宝贵的时间，并且通过与直孔桩进行比较，同荷载钢筋、砼用量进行对比，为业主节约工程造价约32万元。（四）、控制要点：1、挤扩装置施工前
14、的检查，填写液压装置性能现场检测记录，确认挤扩设备正常后方可进行挤扩作业。2、检查桩孔直径、垂直度、孔深合格后，将挤扩装置放入孔内，挤扩工序自上而上进行。3、根据DX挤扩装置与多支盘挤扩装置的不同，分别确定成盘挤扩次数，达到设计要求。4、挤扩过程中应认真观测挤扩压力值的变化及挤扩时间的有关数据，详细填写挤扩施工记录，此外应注意观察孔内泥浆的降落数值，以作为成盘效果的参考依据之一。5、挤扩过程中应及时补充泥浆，维持泥浆面的标高。6、当地质条件复杂多变，在取得监理、设计同意的情况下，可调整盘肢竖向位置，但需符合盘、肢间距要求。7、因承载力或控制沉降的要求，需将底承力盘置于土层与岩层分界面上，此时应选择DX挤扩器，而不能采用多支盘挤扩器。四、综上所述：综上所述，挤扩支盘灌注桩能节省造价，同样亦可加快工期，有着适用性、可行性，在镇江地区具有一定的推广价值。
