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摘要(系统识别):
大直径挤扩支盘灌注桩施工工法
1.前言
挤扩支盘桩是一种新型结构的钢筋混凝土灌注桩,其受力机理明确,它采用支盘挤扩机
械,根据地质情况在硬土层中通过液压挤扩,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砼桩身、支盘紧密地结合为一体,发挥了
桩土共同承力作用形成挤扩支盘桩。该技术能充分利用地基承载土层,在有效地减小桩径和
桩长的同时大幅度提高桩的承载力,并减少桩体沉降量。
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基础桩形体
树根构造示意图
foundation pile
structure of roots
挤扩支盘砼承载桩桩身照片Muli-branch pile)
I.十字分支(cross-branch)
2.中间承力盘load-bearing plate)
3.底承力盘(enlarged footing load-bearing plate)
图1.1挤扩支盘桩示意图
挤扩支盘桩技术被国家五部局批准为“国家重点新产品”;被国家科学技术部评定为
“重点国家级火炬项目”;是国家火炬计划重点推广项目;北京市科委列为“北京市重大科
技成果推广计划”:宁波市节能减排重点项目。在工业与民用建筑工程中得到了大量的应用,
桩长自7米多至50多米,桩径约430mm~850mm。
近些年来,随着支盘桩的发展,支盘桩应用桩径逐渐增大,对盘径的要求也逐渐增大。
特别针对桥桩桩径约1000mm~3000mm的特点,原有的挤扩支盘设备不能适应于大直径桩(直
径大于1000mm)的需求,为在桥梁工程中采用支盘桩,需要开发出挤扩支盘直径能达到
2500mm以上的挤扩支盘机。
对小型支盘机进行技术升级,解决众多技术难题,研发成功盘径3米的大型支盘施工设
备及配套工艺,设备最大工作压力为35MPa,为国际工程机械深孔作业最大液压动力,也是
国内外最大挤扩支盘设备,为支盘桩在桥梁工程的应用奠定了基础:
为充分发挥支盘桩优势,研发出大直径变径挤扩支盘桩。变径支盘桩,是指支盘桩主桩
直径是变化的,通常是主桩上部直径大,主桩下部直径小,在成孔过程中,首先用大钻头施
工上段主桩,然后更换小钻头施工下段主桩。桩上部直径大满足桩水平承载力要求,桩下部
直径小,盘环面积大,桩承载力相对普通支盘桩更大,同时节省砼用量。
通过多个工程应用对大直径挤扩支盘灌注桩施工新技术进行了系统性的完善和总结。从
工程实例的使用效果来看,该工法具有很强的先进性,具有显著的节能减排效果,值得推广
和借鉴。
2.工法特点
2.1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的受力机
理。增加了土的端承力,提高了抗压、抗拔的能力,其单方混凝土承载力为相应的直孔桩的
1.5~3倍,有显著的技术经济效益。由于其特殊的挤压成盘工艺,使桩具有支盘的承载结构
同时又挤压密实了盘周土体,将桩土刚度共同提高,从而大大减小了基础的工间和工后沉降。
2.2大直径挤扩支盘桩,盘径达到3m,竖向承载力大幅度提高,可解决不断增加的桥梁
荷载和基础结构安全间相互的矛盾,提高了安全储备。
2.3变径支盘桩,桩上部直径大满足桩水平承载力要求,桩下部直径小,盘环面积大,
桩承载力相对普通支盘桩更大,同时节省砼用量。
2.4支盘桩承载能力发挥受施工影响较小,对地质变化采用可调控手段,避免了灌注桩
诸多问题。
3.适用范围
该工法适用多种土层中成盘,一般为软可塑~坚硬状态的粘性土、稍密~密实的粉土、
砂土和碎石土、极软岩和节理很发育的软岩,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:成桩工艺适用范围广,可适用于泥浆护
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.工艺原理
挤扩支盘桩是在已钻孔内放入专用挤扩支盘机设备,按承载力要求和地层土质条件,在
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