挤扩支盘灌注桩.docx

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1、挤扩支盘灌注桩土桩和灰土桩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，放入钢筋笼并灌注碎后，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。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。键入作者姓名2018/1/22挤扩支盘灌注桩土桩和灰土桩 土桩和灰土桩地基是由桩间挤密土和填夯的桩体组成的“复合地基”. 土桩和灰土桩法适用于处理败E必站U、深度515m的湿陷性黄土或人工填土地基。 土桩主要用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性； 灰土桩则主要用于提高人

2、工填土地基的承载力。 地下位以下或含水量超过25%的,不宜采用。土桩的挤密作用 土桩挤密地基的加固作用主要时增加土的密实度，降低土中孔隙率，从而达到消除地基湿陷性和提高水稳定性的工程效果 单个桩孔的有效挤密区半径通常为1.0-1.5d 可把土桩挤密地基看作是厚度较大的素土垫层。图4一5桩周土挤密后干容重沿径向距离（出）的变化情况灰土桩的挤密作用灰土的硬化（离子交换、凝硬反应、石灰碳化与结晶、吸水发热膨胀反应）从而提高灰土的强度灰土的无侧限抗压强度一般500100oKPa,软化系数0.7变形模量:I一轴向应力I一无侧限抗压强度一灰土的破坏应变桩长/桩径610：(变形、荷载规律) (a)在极限荷载

3、作用下，桩顶应力通常为其无侧限抗压强度的5(卜100%,柱体破坏主要发生在桩身上部1.0-1.5d范围内，其承载力主要取决于独身强度。 (b)桩顶沉降主要是桩身的压缩量，桩身压缩量约占总沉降量的2/3。即使桩体己达到破坏状态，桩底仍可不产生沉降。 (C)灰土桩承受的荷载是通过桩周摩擦力向周围土体传递的，其传递深度有限，一般不超过610d (d)灰土桩有降低基底一定深度内桩间土应力的作用。在桩间土挤密后其湿陷性没有完全消除的情况下，如果土体中应力不超过其湿陷起始应力，则地基浸水后仍可能不产生湿陷或仅产生少量湿陷。 (e)灰土桩对桩间土的侧向挤出变形，起着约束作用，使压力与沉降始终呈线性关系。 (

4、f)灰土桩具明显的分担荷载作用，而在基础一定深度以下土层中，它仅起到类似土桩的挤密作用。所以，灰土桩挤密地基的下卧层强度验算可按土垫层原理进行，据此确定处理层厚度。设计原则与基本要求结合地基工程地质条件明确主要目的： 一般湿陷性黄土一采用土桩一湿陷性 新近堆积黄土一土桩、灰土桩一湿陷性、可压缩性、承载力 索填土、杂填土一土桩一承载力桩体布置的一般原则：桩径300450Imn布置：等边三角形或正方形 桩孔最少排数：土桩不少于2排、灰土不少于3排 处理范国：深度一基础底至桩体下端1/2桩尖处宽度一超出基础边缘三4T等边三角形布桩示意图图4-7地基处理范围示意图土桩挤密地基 桩体填料以处理目的而定，

5、并以压实系数为夯实质量控制标准。当用素土填料时，回填夯实后的压实系数不应低于0.96。 桩孔间距：为桩孔直径的22.5倍；也可按下式计算:设计与计算 桩孔排距等边三角形排距m=0871,均匀性较差的场地土,试验定 处理深度 1）清除全部湿陷量非自重湿陷性黄土：湿陷起始压力V附加压力+土饱和自重压力之和的所有土层或：附加压力=自重压力25%深度内所有土层自重湿陷性黄土，按桩管长度定，甲、乙类建筑除外 2）消除部分湿陷量按桩管长度（5.8-8.0m）定地基承载力标准值 处理后地基承载力，不宜大于处理前的1.4倍，并不大于180KPa 灰土桩挤密地基桩体填料 灰土比宜2：8,3：7,压实系数不小于0

6、.97桩孔间距： 可根据处理前后的地基容许承载力R和R1,从表4-1中查出相应的桩距系数乘以桩径d求得。也可按照与土桩处理相同的计算确定。RkPa桩距系数3.02.82.62.42.22.01.86080100120140160150170140160180150170190140160180200150180200220170200220250地基承载力 灰土桩挤密地基的承载力应通过现场载荷试验确定，也可根据处理前的容许承载力R及桩距系数a按表4-1所列条件确定。该表所列参数与载荷试验实测值之比为0.63-0.95,偏于安全。处理后地基承载力，不宜大于处理前的2倍，并不大于250KPa处理范

7、围 1）深度：（土质条件、工程要求、成孔设备）先按桩管长度定深度用.验算调整2)宽度: 局部处理时,对非自重湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基，超出基底宽度的025倍,并不应小于0.5m；对自重湿陷性黄土地基，超出基底宽度的075倍，并不应小于1m； 整片处理时,超出建筑物外墙基础底面外边缘，每边不小于处理土层厚度的1/2,并不应小于2m。(a)三排桩孔(b)二排桩孔图4-8条形基础下灰土桩挤密地基桩孔布置图 技术准备工作了解工程地质条件，环境条件拟定施工技术措施： 绘制施工平面图(桩孔位置编号、施工顺序、机械运行路线、临时设施及材料堆放位置)成孔挤密试验 当场地内土质变化较大或含水量超过22%

8、时，应进行施工前的成孔试验预浸水措施 土体含水量低于14%,可采用人工预浸水湿润方法使其含水量接近最优含水量，需用水量可按下式计算：施工顺序和桩孔填料顺序：先外排，后内排，内排间隔1-2孔进行填料： 土料：纯净黄土、一般粘性土 石灰：不低于In级，活性CaO+MgO不小于50% 灰土含水量尽量接近最优值 （3）质量监控 监控内容包括桩点位置、桩孔质量、挤密效果和填夯质量.其中以挤密效果和填夯质量为重点。 （a）桩间土挤密效果检验 在由三个桩孔构成的挤密单元内,按天然土层或l0l5m为一层；按图中的方格中（方格边长0.1015m）取样，测土的干容由及压实系数，按下式计算桩间土的平均压实系数：万,

9、一桩间土的平均压实系数;各方格中土的压实系数;n一方格数量（测点数）。（b）桩孔填夯质量检验 数量不少于2% 轻便触提检验送J首先通过填夯试验求出触探锤击数NIo与填料压实系数之间的关系曲线，然后按设计要求的值确定“检定锤击数NlO施工检验时，以实际垂击数NIONoz为合格。 小环刀深层取样检验法:用洛阳铲在桩体中心铲孔，从基础底面起每隔1.0-1.5m用小环刀分层取出原状土样，测试其干容重和压实系数。 夯击能量检验法L测出：落距、击数夯击能（单位桩体）类型落锤重落距cm形状锥底面积cm2贯入记录量的符号主要适用岩土轻型IO50实心圆锥12.6贯入30CIn锤击数NlO浅部的填土、砂土、粉土、

10、粘性土重型63.5762实心圆锥43贯入IoCm锤击数Neas砂土、中密以下碎石土、极软岩超重型1201实心圆锥43贯入IOcm锤击数N120密实和很密的碎石土、软岩标准贯入63.5762空心圆筒9.6贯入30Cm锤击数N砂土、粉土、一般粘性土图3-10轻便触探柱体NKJ乌关系曲线图4一】1深层取样小环刀简图15090600.85 0.900.951.00Dy打Ir支鱼险承载桩横身照片(MuIubr5Indipk)I十字分支(CKnvbranCh)2,中间承力kibearin8PkHC)3底承力堂(CnIargCdfootingloadbearingplate)基础桩形体foundationp

11、ile树根构造示意图SinjdurcofrootsM i WrAaMAM1SAN挤扩支盘灌注桩有点像树根构造的仿生，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注桩（直孔桩）的受力机理，其桩的实例见图流程图示心浆护曦成孔工艺Tfflw皿艺一水龙注泉护壁成孔工艺僚将扩成孔工艺2018TV22,/接长杆接头图2LZ挤扩支盘机示意（I）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。变摩擦端承桩，这样的桩基础会使建筑结构稳定耐震，沉降变形更小。一般说来，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

12、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，即适用于泥浆护壁成孔工艺、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（5）具有显著的低公害性能，与打入式预制桩相比，施工低噪音、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（6）产生显著的经济效益。挤扩支盘桩

13、单方承载力是普通灌注桩的2倍以上。且由于单桩承载力大，在荷载相同的情况下，可比普通灌注桩缩短桩长、减小桩径或者减少桩数，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.挤扩支盘机在挤扩形成承力盘和分支的同时,也改善了地基土的性状,使承力盘周围Im范围内土的干密度提高了15%20%。挤扩支盘桩适合于非饱和粘性土、砂性较大的粘性土、粉土、砂土、卵砾石、风化岩等。与普通钻孔灌注桩相比,挤扩支盘桩能显著提高桩基承载力,能节约建筑材料，减少工程量约50%,节约工程造价25%左右,且缩短了工期,具有良好的经济效益和社会效益。大震模内模到试险现场Multiple

14、 Scak Indoor Experiment枇部标口加梭攸R后.U”WBt三g的土伸遢行反力il*地“承代力HHT!以上StfCUexpcnmetNonWdbodyahaCltmioOtapkbok鲁团与清华大学北方文大天津大学初做理论研总mti及地区&用等方面造行广廷合作研究TheGroupecr*mwithTungbualnimity.NxtbcraCunimnucMiooUmm(MdThnJInUOnEIt)Hl(hednclopmfrtoffoundMoEreh.fnctno(CMUIPmentmeWCtMMlttMdnotop北京地铁奥运支线奥林匹克公园站位于洼里地区，地质复杂，地下水位高，整个车站象一个箱子一样被地下水包围。要克服9万余吨的浮力，车站的抗浮成为施工的难点及重点。挤扩支盘灌注桩做为抗拔桩首次应用于北京地铁,通过沿桩身不同部位设置多个承力盘和分支，使灌注桩成为变截面多支点的摩擦端承桩，从而改变了桩的受力机理，显著提高了单桩承载力,减小了沉降，降低了桩基工