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挤扩支盘灌注桩技术简介

(一)支盘桩作用机理

一般情况下, 普通灌注桩单桩的承载力由桩周土的摩阻力与端承力两部分组成。挤扩支盘灌注桩作为一种新型桩基,从仿生学原理出发,仿树根根系结构,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置分支及承力盘, 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混凝土桩身、支盘紧密地结合为一体,发挥了桩土共同承力作用,充分挖掘地基中各层土的承载潜力。

从侧面看支盘桩像一个颠倒的多层重叠大写英文字母“Y” 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。国内外很多试验表明,当桩较长,场地因大量堆载或因抽汲地下水而发生地面沉降,或因地震液化等原因使桩侧阻力可能产生负摩阻力,所以桩的承载力主要取决于支盘下部土的性质,因此该特点对于提高桩的承载力是有利的。

(二)支盘桩较普通灌注桩的优势

挤扩支盘桩是在原有等截面钻孔灌注桩的基础上发展起来的,结合了普通钻孔灌注桩和扩底桩的特点,可充分利用沿桩身不同部位的硬土层来设置承力盘及分支,使桩端承力由单承改变为多承,桩侧摩阻力改为变截面的多支点摩阻力,从而改变了桩的受力机理。承力盘增加了桩体和地基的受力面积,是挤扩支盘桩在承载力上优于普通灌注桩的主要因素。采用支盘桩增大有效受力面积,最大程度地利用良好持力层,是发挥持力层作用和提高单桩承载力的有效途径。

支盘桩承载力主要由桩侧摩阻力、桩端承力和支盘的端承力三部分组成。经测算,承力盘的面积约为主桩截面的4~7倍,如把各盘和各分支的面积加起来,其总和约为主桩截面的10~20倍,从而使桩承载力大幅度增加。由于单桩承载力增大,在上部荷载相同的情况下,可比普通直孔灌注桩缩短桩长,减小桩径或减少桩数,还可以减小承台的尺寸。作为高层建筑及重要构筑物的基础,可使设计人员灵活使用。这不仅能节省投资,而且施工方便、工期缩短、造价低、质量优。

(三)挤扩支盘灌注桩的发展前景和优势

挤扩支盘桩不仅可以作为承载桩,也可作为抗拔桩和承受较大水平荷载的桩、复合地基等。特别是对于水下难于成孔的砂砾土层, 此种挤扩可形成理想的规则的扩大头,以及在挤扩过程对持力土层进行加固挤密。扩底支盘桩比普通灌注桩只增加很少的混凝土用量及施工费用,承载力可以提高50%~200%。挤扩支盘灌注桩可以充分利用桩身长度范围内有良好承载能力的土层来大大提高其单桩承载力,受荷变形小,抗震性能好,可使结构设计方案优化,节约大量混凝土,达到节省投资的目的。这种桩型在建筑行业、水利、公路桥梁、工业厂房、水塔等工程实践中也得到了较广泛的应用和推广。参考文献: [1] 徐至均, 张晓玲, 张国栋. 新型桩挤扩支盘灌注桩设计施工与工程应用[M]. 机械工业出版社, 2007.

(四)挤扩支盘灌注桩的几点讨论

  1. 挤扩成孔过程中对原状土的影响,不可避免对原土产生扰动,侧阻受损。
  2. 挤扩部分桩身混凝土的灌注密实度难以控制,如遇土质疏松塌孔后,其成桩形态难以保持“Y”。类似“糖葫芦”的桩身,混凝土浇注是个难题。
  3. 挤扩成桩过程中对相邻基桩的影响,这种桩型不难看出有很大的挤土效应,桩间距的合理控制非常重要。
  4. 这种桩型的适用范围有待进一步研究。比如:碎石土,卵石土。
2009-12-28 作者 readwiki 发布于分类: 岩土工程 | 关键字 : 挤扩支盘灌注桩 岩土工程 桩基 | 浏览 | 评论 0
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