钢筋混凝土挤扩支盘桩就技术及实例分析

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1、钢筋混凝土挤扩支盘桩就技术及实例分析钢筋混凝土挤扩多分支承力盘灌注桩 （以下简称支盘桩 ）由主桩、 底盘、中盘、顶盘及数个分支所组成。根据地质情况在硬土层中设备 分支及承力盘。 支盘桩通过液压挤扩， 对各分支和承力盘周围土体施 以三维静压挤扩支盘桩空腔， 经挤密的周围土体与空腔内灌注的砼桩 身、支盘紧密地结合为一体，发挥了桩土共同承力的作用。支盘桩承 力盘盘劲较大，600mm-1000mm的主桩，盘径可达标500mm- 2000mm。其面积为主桩截面的3.556倍，若加上各盘环和各分支 的面积和可多达 20 倍。对钻孔桩而言，支盘桩的桩身结构发生了根 本改变，其成桩工艺和设备也为之一新，变革结

2、果是桩基“家族产生 了新成员挤扩支盘桩。一、支盘桩的特点和优势（1）能充分利用桩身上下各部位的硬土层，从而改变了普通等 直径钻孔灌注桩（以下简称直孔桩）的受力机理。变摩擦端承装，这 样的桩基基础会使建筑结构稳定耐震，沉降变形更小。一般来说，直 孔桩的破坏形式为剪切刺入型，而挤扩多支盘桩则为渐进压缩型；（2）多支盘桩是一种较好的桩型，与直孔桩相比，有显著的技 术经济效益。其单方混凝土承载力为相应的直孔桩的 2 倍以上；（ 3）成桩工艺适用范围广，即适用与泥浆护壁成孔工艺、干作业成孔工艺、水泥注浆壁成孔工艺和重锤捣扩成孔工艺等；（4）适应性强， 可在多种土层中成桩， 不受地下水位高低限制， 可根据

3、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（竖向抗压承载力、水平承载力、抗拔承载力） ， 桩身稳定性以及抗震性能； 扩挤支盘桩在内陆冲积、 洪积平原及沿海 河口部位的海陆交替积三角洲平原下的硬塑粘性土、 密实土粉、 粉细 砂层均适合作支盘桩基的持力层，如天津、上海、苏州软土下的上述 地层。支、盘位置恰当，支盘桩能充分利用各持力层使单桩承载力得 以充分发挥。 15 30 层高层层建筑最适合使用支盘桩基。大型工 业厂房、水塔、烟囱、电厂冷却塔、水厂清水池、市政立交桥、复合 地基、基坑支护等均可采用支盘桩基。（5）具有显著的低公害性能，与打入式预制柱相比，施工低噪

4、音、低震动；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；（6）生产显著的经济效益。 挤扩支盘桩单方承载力是普通灌装桩 的 2 倍以上。 且由于单桩承载力大， 在荷载相同的情况下， 可比普通 灌装桩缩短柱长、减小桩径或者减少桩柱，乃至减小承台尺寸，因此 能节省投资、缩短工期。通常可以节约基础费用约 20% ，缩短工期 25%左右。二、支盘桩工程实例分析 中国人民银行 191 工程场地坐落在河西区梅江道北侧原红旗运输 场内，是由中国人民银行总行投资的重点库。根据工程使用特点，采 用无漆楼盖框一剪结构体系，柱网 8x8m，层高5m共5层。本工程结构自重较大，活荷

5、载每层 5035KN/m 2。计算柱下荷载设计值 均在 20000KN 以上。根据勘察报告提供，本工程场地为近 10 年填 垫的水坑，大部分深 7m 左右，杂填工业废料、钢渣、生活垃圾等， 土性极差。其下各层土为粉质粘土、粉土等，各种物理、力学性能还 在依次渐好。以下 7b(Q3eal )为粉细砂，坑深 25.8 27.5m ，厚 度 6 8m ，属低压缩土分布稳定。其下为粘土粉土层。其中9b(Q3eal )粉土层，坑深 40.241.3m ，厚度 1.7 3.3m ，属低 压缩土。勘察报告建议以此二层土做桩尖持力层。设计采用 9b 粉土 层为普通钻孔灌注桩持力层，桩径1000,有效桩长41m

6、,计算单桩 极限承载力标准值为 6510KN 。根据上部荷载柱下采用 5 根桩承载力 偏低,而采用 6 根桩布桩不理想,且承台需要面积较大、较厚。计算 需要布桩约 220 多根。总体分析此种基础设计比较浪费,且受力状 态不好,桩端持力层部分较薄不理想。经过认真研究, 多方案比较及深入调研决定采用支盘桩做为本工 程桩基。 支盘桩是近年来在第一代、 第二代支盘桩基础上发展的多支 节挤扩灌注桩。其挤扩装置主要由三岔弓压臂,液压定位装置,电脑 液压控制站组成。三维成型的承力腔盘,各方位的改进,明显改善了 挤扩成型效果,增加土的密度性。 本工程选支盘桩是在天津首次应用。 设计充分利用上部较好的粉土层及

7、7b 粉细砂层作支盘持力层,缩短 桩长，提高单桩承载力。设计桩径为700。有桩长L=30m，在6 (Q4 al)粉土层，7a(Q3eal)粉土，粉砂层及7b粉砂层依次做三个支盘， 支盘外径 1400,计算单桩极限承载力标准值为 6900KN ,设计值为 4100KN 。柱下布置五桩，桩距 2.1 米，承台截面 4.3*4.3*1.5 立方米。 设计布庄 203 根，减少了布庄量大大降低了桩身的混凝土及钢材用 量。充分利用地基的有力作用，满足设计要求。因工程工期要求很紧及应甲方要求，本工程三组静力试桩仅采用 一根为存破坏试桩， 其它二组及加桩均为工程桩。 试桩结果破坏试桩 极限承载力标准值达到

8、8200KN 以上 （因锚钢筋拉断而来继续进行 ）， 其它二组部分试桩设计要求加压至 7600KN ，其降值为 17mm ，静力 试桩结果较大的超出桩承载力设计值。本工程还进行了 10 个 20 根 高应变力检测及 40%80 根低应变动力桩测。高应变测试报告提供极 限承载力标准值为 7820 6330KN ，平均 7149KN （极差为 21%）， 高出设计要求， 根据研究及实验检测， 多次挤扩柱的受力特点是自上 而下个承力盘发挥作用， 高应变动检测在多个支盘作用下， 最底盘的 承载力不能充分显示， 故提供极限承载力标准一般偏低。 通过试桩展 示支盘桩质量可靠，提高承载力性能效果显著。根据本

9、工程的应用及检测结果，验证了支盘桩具有较突出的以下 优点:1、单桩承载力高。 其可以充分利用发挥桩身上下各部位的硬土层 的作用，并可利用支盘调整设计所需的承载力达到优化设计。2、节省成本，缩短工期。总桩数减少，在工程中减少20 多根。每根支盘桩的混凝土、 钢材用量大幅降低。 采用上述普通钻孔灌注桩 砼用量每根桩近35.4立方米（充盈系数1.1），钢筋1620，支盘柱 每根砼用量约为16.65立方米（充盈系数1.1），钢筋1018，材料 节省近 50%，考虑挤扩技术因素，仅桩基本一项可节省造价 30% 以 上。3、挤扩腔稳定不塌，孔底土可用油压加以压实，以便更好地保 证成桩质量及承载力。4、施工过程可以由各种传感器测试数据加以控制， 挤扩效率高。 在本工程桩基的选型上充分体现了采用新技术以达到优质高效 的设计原则，减短工期，大量节省造价，简化设计，得到了甲方的认 可，效果显著。存在的不足因工期紧， 前期试桩过程中有一些钻孔挤孔扩检测不 到位，成盘效果仅从承载力上体现， 在今后的工程中应做好成孔成盘 挤扩的检测，用第一手资料进一步完善此技术。