挤扩支盘桩在超高大跨厂房基础抗风中应用

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1、挤扩支盘桩在超高大跨厂房基础抗风中应用　　摘要：风荷载对超高大跨厂房的结构起控制作用，要求基础能承受较大的弯矩。针对建设场地位于长江沿岸较厚软土层上的不利情况，基础设计采用抗压与抗拔性能均优良的的挤扩支盘灌注桩。经过试桩，施工采取増设钢护筒护壁和适度加大钻头直径的施工措施，很好地解决了挤扩施工中普遍存在的流砂和缩颈问题，并大幅降低了工程造价，缩短了施工工期，取得了较好的技术经济效益。工程实践与检验结果表明，当采取适当的施工措施后，挤扩支盘桩在沿江软土层较厚地区的抗风能力有可靠保证，值得推广应用。关键词：挤扩支盘桩较厚软土层抗风钢护筒中图分类号:T

2、U473.1文献标识码:B文章编号:挤扩支盘灌注桩（简称挤扩桩）是20世纪90年代在我国兴起的一种新型桩[1]，可用于基础同时抗压、抗拔等承载要求，与普通灌注桩相比，抗拔性能尤其优越[2][3]。大量的工程实践表明，挤扩桩可节省工程造价和施工工期[4][5]6[6]。挤扩桩一般施工流程是：在普通混凝土灌注桩成孔后,放入专门的挤扩设备，对孔侧壁不同深度处的较好土层进行挤扩而形成若干空腔,然后提出挤扩设备，下放钢筋笼及灌注混凝土,成型后在挤扩处形成分支或承力盘。这种桩型能充分利用桩侧较好的持力土层设置多级承力盘以增大支撑面积，提高了桩的承载力。挤扩工

3、艺对土层有一定要求，比如，水下挤扩宜位于中密以上的砂土层，不适用于淤泥及松散砂土，尤其在软土层较厚地区的应用还不多见[7]。本文结合具体工程的基础抗风要求，介绍挤扩桩在软土层较厚地区的工程应用特点，分析其技术经济合理性，为进一步推广应用提供借鉴。1工程概况及工程环境条件某工程为带龙门吊的加建单层厂房，建设场地位于长江下游沿岸，距离岸边约200米。厂房采用超高大跨钢结构，两端无山墙，开间12m，长度168m，跨度50m，檐口高度33.5m，屋脊高度36m。厂房剖面图见图1。________________________________图1厂房剖面

4、图根据地质勘察报告，土层分布分5层，典型地质剖面图见表1，其中，③、④层土为液化土层，地基液化等级为中等。抗震设防烈度为7度（0.15g，第一组），场地类别为IV类。基本风压0.4kN/㎡,基本雪压0.35kN/㎡。表1典型地质剖面2挤扩支盘灌注桩设计6本工程厂房高度大，跨度大，钢结构自重较轻，柱底内力由风荷载起控制作用，最不利内力的标准组合值为：弯矩7291kN-m，轴力（拉力）19kN，剪力441kN。由于弯矩较大而轴力很小，采用天然地基难以满足要求。经技术分析和经济比较，设计采用挤扩支盘灌注桩，一柱两桩，两桩间距6m，要求单桩竖向抗压承载力

5、极限值为2800kN，抗拔承载力极限值为2600kN，其中，抗拔承载力是关键技术要求。挤扩桩配筋见图2，挤扩桩承台见图3。图2挤扩桩配筋图图3挤扩桩承台图3挤扩支盘灌注桩试桩由于本场地①层土粉砂和②层土淤泥质粉质粘土的土质较差，对成孔和挤扩支盘有一定不利影响。为验证挤扩桩的可行性，需在现场空地处先试成孔。第1根桩试成孔，采用泥浆护壁，钻孔成型较顺利；在制作挤扩支盘时，孔口水面晃动较大，孔口流砂严重，以致桩孔坍塌，试成孔失败，用土回填。第2根桩试成孔，采用泥浆护壁，増设1m高钢护筒，钻孔成型亦较顺利；在制作挤扩支盘时，孔口流砂得到一定控制，经检验，

6、挤扩支盘成腔成功；但在钢护筒以下仍有流砂，孔底沉渣很厚，设计的下承力盘被淹埋，经清渣后可浇筑混凝土20米深，成功制作了上、中两个下承力盘，试桩不很理想。第3根桩试成孔情况与第2根桩相同。从试成孔过程分析发现：由于①②层土约10m厚，制作挤扩支盘会引起孔内护壁泥浆的晃动，极易出现孔口流砂和孔内坍塌，因此需采取钢护筒护壁的措施6；③层土为稍密的粉砂，挤扩成腔情况比预料的情况理想；④⑤层土挤扩成腔情况正常；挤扩处少量出现局部缩颈现象，易造成钢筋笼下放不畅。试桩实际浇筑混凝土为两根，经过静载检验，抗拔承载力极限值均到达2600kN，可达到设计要求。4挤扩

7、支盘灌注桩施工为确保挤扩桩的施工质量，工程需进一步进行试桩。施工采用了两项改进措施：一是増设10m长钢护筒护壁,防止出现流砂和塌孔，二是钻头直径适度改大到690mm，补偿挤扩处局部缩颈。施工流程是：钻孔成型后提钻,下钢护筒，制作挤扩支盘，检验支盘成型效果，下钢筋笼，清渣，灌注混凝土，拔出钢护筒。采取措施后，施工中未再出现坍孔现象，60根工程桩施工顺利。经现场实测检验，三个支盘成型效果均较好。5挤扩支盘灌注桩承载力检验在60根工程桩中，随机选取3根桩，经过静载检验，抗压承载力极限值分别达到2880kN、3240kN、3600kN，抗拔承载力极限值均

8、到达2600kN，满足设计要求。6基础方案的经济性分析由于预应力混凝土管桩不适宜在本工程中使用，这里比较挤扩支盘灌注桩方案与普通钻孔灌注