钻孔灌注桩扩底桩配筋研究

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1、2010年2月第2期城市道桥与防洪科技研究147钻孔灌注桩扩底桩配筋研究阮华夫，诸巷，张鹏(上海隧道工程质量检测有限公司，上海市201109)摘要：该文研究了钻孔灌注桩的扩大头部分的配筋施工工艺，对钻孔灌注桩桩底配筋的可行性进行了实验研究，为将来钻孔灌注桩桩底配筋提供依据，可以通过桩底配筋优化钻孔灌注桩的设计，达到降低工程造价的目的。关键词：钻孑L灌注桩；底桩；配筋中图分类号：U455．55+1文献标识码：B文章编号：1009—7716(2010)02—0147—021概述钻孔扩底灌注桩是把按等直径钻孔

2、方法形成的桩孔钻进到预定的深度，换上扩孔钻头后，撑开钻头的扩孔刀刃使之旋转切削地层扩大孔底，成孔后放人钢筋笼，灌注混凝土形成扩底桩以获得较大垂直承载力的施工方法。其特点：(1)振动小，噪音低；(2)单桩承载力大，与直孔桩相比工程造价低；(3)工艺技术可靠，工程质量好。根据本课题组进行的文献检索，国内外均未图1扩底桩构造图见在扩底桩桩底进行配筋的资料，主要是目前没端以下的地基变形和破坏模式既不同于扩展式浅有一种成熟的桩底配筋的装置和工艺。从原理上基础的整体剪切破坏，也不同于常见桩基础的刺说，桩底配筋将极大

3、地提高桩底扩大头部分的抗人破坏或深层剪切破坏。在竖向外荷载作用下，桩剪和抗弯能力，从而极大地提高桩基的竖向承载端底下的土体以竖向压缩变形为主，伴随有侧向能力，故本课题针对桩底配筋的装置和工艺进行初步研究。挤压，无向上隆起，即使在大变形时也形不成连续滑动面。扩大头侧面与土体间有拉应力，扩底端底2研究目的面外侧有锥形拉应力区。当荷载达到到一定程度时，扩大头侧面与土体问产生缝隙，由于土拱作用本次研究目的是初步研究一种可以进行扩底和土的粘聚力作用而不会倒塌，扩底端底面外侧桩配筋的装置及对应的施工工艺，不涉及配筋

4、数产生锥形拉裂缝，见图2。量、直径及其与桩基承载力的关系等。如何对扩底桩进行配筋，配筋后对桩基承载力提高的情况将另行立题研究。3研究成果3．1扩底桩在竖向荷载作用下的工作机理工程中通常采用的大直径扩底桩的形状见图1。桩身直径d≥0．8m，一般为0．8m～3．0m，扩底端直径D≤3d，a／h一般取1／3—1／2(砂土约取1／3，剪粉土、粘性土约取1／2)，扩底端底面一般呈锅底状，矢高h取(O．10～0．15)D，桩长L一般超过5m，图2扩底桩的受力特性图通常为520m。试验研究和数值分析表明，大直径扩底桩

5、桩在桩顶外荷载P作用下，大直径扩底桩桩周土和桩底土的竖向应力和位移的有效范围较小，收稿日期：2009—10—09作者简介：阮华夫(1962一)，男，浙江人，高级工程师，从事公在正常使用荷载作用下，在平面上，竖向应力有效路建设管理工作。范围约为1．5D，当桩距SaI>1．5D时，群桩效应极148科技研究城市道桥与防洪2010年2月第2期小，一般工程大直径扩底桩桩距均可满足该要求，该扩底桩配筋装置主要由三部分组成：大、小钢因此从工程意义上讲可以忽略群桩效应。扩底桩桩筋笼及连接筋。大钢筋笼的直径为800mm，

6、小钢筋底面以下的应力非常集中，桩底地基中的附加应力笼的直径为400mm，500ITII'II长的连接筋一端焊接在沿深度衰减很快，就有工程意义的应力区而言，为小钢筋笼上，另一端通过大钢筋笼的滑扣，通过大钢桩底以下约2D深度范围，即桩底压密影响深度约筋笼的一端焊接成十字形状，其大小大于大钢筋笼为2D。大直径扩底桩这种以压缩起主导作用的工上的滑扣尺寸，使其组成一个整体，并且连接筋可以作特性，使其荷载一位移曲线表现为缓变形，无明控制小钢筋笼上下滑动的范围。连接筋分为上下两显特征点，随桩顶荷载的不断增加，沉降也不

7、断增层，其间距为800mm，下层距钢筋笼底部为400mm。大，在极限荷载作用下沉降可达200mm。现场测其工作原理：当钢筋笼处于悬空状态时，小钢试研究表明，大直径桩桩侧摩阻力完全发挥所需筋笼受到重力作用，将自由下落，滑出大钢筋笼内的桩土间相对位移较小，无论对粘性土还是无粘侧，由于大钢筋笼滑扣的存在，连接筋将阻止小钢性土，一般当桩底沉降5～7mm时，桩周摩阻力筋笼滑出大钢筋笼，这样就使其大小钢筋笼组成即可发挥全部作用。实际上，在正常使用荷载作用一整体一起下落，这时的连接筋已进入大钢筋笼下，支承在硬土层上的

8、大直径扩底桩桩底沉降一内部，整个配筋装置的直径大小为800mm；当小般均大于7mm，因此，桩周摩阻力几乎全部用尽，钢筋笼底部受到阻力时，小钢筋笼将顺着连接筋，在确定大直径扩底桩承载力时，应根据实际情况回到大钢筋笼内侧，这时的连接筋将从大钢筋笼考虑桩侧摩阻力的这一特点。中伸出，使其大小钢筋笼底部标高一致，这时整个综上所述，在钻孔扩底桩施工过程中，对钻头配筋装置的直径大小为1500mm(见扩底桩配筋钻进的操作需要丰富的实际操作经验，需要较强装置