挤扩支盘桩的研究与工程应用

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1、挤扩支盘灌注桩的研究与工程应用一、概述挤扩支盘灌注桩及其用于支盘挤扩成形的液压设备是八十年代末期山张俊牛先牛发切的。1990年在国内取得发明专利权以后又分别在美国、欧洲、H本、加拿大和泰国取得或巾请了专利。挤扩支盘桩是在原冇等截面钻孔灌注桩的基础上发展而來的，其专用液压挤扩设备与现冇桩基机械配套使用，产生了如图1所示的桩体、承力盘和分支。根据地质情况在适宜十层中挤扩成型承力盘及分支、承力盘直径较大，如桩身直径600inni的桩体，其承力盘直径可达1500—1600mm,如衣1所示。桩径与承力盘直径关系表1桩径4006008001000直径960160020002500挤扩支

2、盘灌桩从1992年开始在建筑工程中使用。十年來已在北京、天津、河北、河南、安徽、山东、江苏、黑龙江、湖北、广东、海南、福建等十多个省市的上百项工程屮采用。在提高桩基承截力、减少沉降、增加桩基安全性、降低工程造价和缩短工期等方而都取得了显箸效來。国家科委1998年4月组织专家论证后，已将挤扩支盘灌注桩技术纳入“重点国家级火炬计划项冃”，建议在全国推广应用。1998年11月科技部、税务总局、对外贸易经济合作部、质量技术监督局、环保总局等单位将挤扩支盘灌注桩及设备纳入“国家重点新产品“。在此Z前，天津市建委、北京市科委、黑友江省建委、江苏省建委、河南省建委、广州市建委等都下达了文

3、件或以会议纪要的形式推广这项新技术。挤扩支盘灌注桩的岀现，对于解决灌注桩的许多技术缺欠，提髙和改进灌注桩的承载性状有着重大的影响和改进，是一项重要的新技术成果。挤扩支盘灌注桩技术在理论研究方面也做了大量工作。1992年北方交通大学唐业清教授主持完成了《挤扩多分支承力盘殓灌注桩受力机型及承载力性状的实验研究》、《挤扩支盘桩支护结构的试验研究》并做了18组不同盘距、不同盘数支盘桩的数据测定，总结出不同盘距或盘数对承载力的影响和承载力的计算公式,对挤扩支盘桩技术做为承载桩及支护桩的应用提供了重要的理论基础。1994年在中国水利水电科学研究院主持卜"，对挤扩支盘带来的上质挤密效果进

4、行了72组试验，得出了不同土层下挤密效果和成型规律。1995年在天津大学顾晓鲁教授的指导下，在天津沿海软土地区做了挤扩支盘工程桩的应力传递规律的试验研究,并对该桩型的应用效果进行了分析研究，进一步丰富了沿海软土情况下的设计计算方法。1999年4月，与北京勘察设计研究院合作进行了10组挤扩支盘桩的抗试验。目询，挤扩支盘灌注桩已编制了详细的设计规程、施工规程以及施工质量检测和验收评定标准，并山天津市建委下发了新技术认定证书。建设部于1997年5月和7月分别在《建筑施工手册》和《地基基础就工手册》屮编入了“挤扩多分支承力盘碗灌注桩”的章节，内容包括挤扩支盘灌注桩的特点、适用范围、

5、工艺工法、承载力计算、质量要求、工程实例和效果评价等。电力规划设计总院于1998年4月下旬，在郑州召开的“电子岩土工程技术领导小组1998年年会暨多分支承力盘桩基经验交流会”上，已明确提出在电力行业的工程建设中推广应用挤扩支盘灌注桩，并建议将现冇的挤扩支盘灌注桩技术标准修订后，作为电力行业的标准來执行。总乙挤扩支盘灌注桩经过多年实践证明技术是可靠的，经济效益十分显著。而且设计、丿施工、检验、验收都己制定了规程，并取得地方政府和在关单位的认可。进一步加速推广这项新技术的条件己基本具备,应用而景十分广阔。二、桩的作用机理挤扩支盘灌注桩作为一种新型桩基，其作用机理可概括为以下儿点

6、。1、灌注桩的特点灌注桩按其成桩过程对桩侧土体的彫响程度，可分为非挤土灌注桩（普通灌注桩）、部分挤土灌注桩（挤扩支盘桩）和挤土灌注桩（沉管灌注桩）等三大类。主要冇以下特点：(1)除沉管灌注桩外，各种灌注桩在诞工过程屮无人的噪声和振动。(2)可根据土层分布情况任意变化桩长，可根据同一建筑物的荷载分布与土层情况采用不同桩径或桩型，对于承受侧向荷载的桩可设计成有利于提高水平承载力的界型桩，变截而桩。(3)可穿过各种软硕层，将桩端置于坚实土层和恢入基岩，还对扩大桩底以充分发挥桩身强度和持力层的承载力。(4)桩身钢筋可根据荷载人小与性质及荷载沿深度的传递特征，以及土层的变化配置，配筋

7、率远低于预制桩。2、挤扩支、盘可充分利用承载土层挤扩支盘灌注桩是采用普通钻机成孔、通过专用装置液压挤密成支或承力盘，属于部分挤土灌注桩。在所需挤扩支或盘的土层，支盘成型设备施加较大的油缸压力（10-28Mpa）,最大挤扩压力可达300T,对土强力挤密成分支或承力盘。因此不仅加人了桩侧、桩端承载面积（以玄径600伽支盘桩为例，一个挤扩成1.6m承力盘的而积是桩身截而面积的7倍），同时还对分支或承力盘上下的桩周土进行了挤密加固，提高了地基土的承载力和桩侧摩阻力。1994年6刀水电科学研究院关于《多分支承力盘成型装置支盘