1、泥漿壁鉆孔擠擴(kuò)支盤(pán)樁的施工與應(yīng)用李啟倫 (山東省城鄉(xiāng)建設(shè)勘察院)【提要】 本文簡(jiǎn)介擠擴(kuò)支盤(pán)樁的特點(diǎn)及適用范圍并結(jié)合具體工程的施工經(jīng)驗(yàn)，介紹了泥漿護(hù)壁擠擴(kuò)支盤(pán)樁的施工工藝、機(jī)具及單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算。 【關(guān)鍵詞】 擠擴(kuò)支盤(pán)樁 承載力 施工 應(yīng)用 1 概 述擠擴(kuò)支盤(pán)樁是在普通直線型灌注樁的基礎(chǔ)上，依靠機(jī)械外力在樁孔適當(dāng)位置，將孔壁縱向擠擴(kuò)成垂直分支或盤(pán)而成，見(jiàn)圖1。其施工工藝和受力性能既不同于一般樹(shù)根樁，也不同于普通直線型混凝土灌注樁，且有以下特點(diǎn)：樁的單位立方混凝土的承載力高，為相同地層普通混凝土樁的2倍左右，有良好的承壓、抗拔能力。在同等承載力情況下，節(jié)省材料、經(jīng)濟(jì)效果好。機(jī)械化程度

2、高，施工快，成本低。提高地基強(qiáng)度，盤(pán)或分支周土經(jīng)擠擴(kuò)后，堅(jiān)硬密實(shí)，改善了支盤(pán)周?chē)型恋奈锢砹W(xué)性質(zhì)，有效地提高地基強(qiáng)度。支盤(pán)樁能充分利用樁身上下各部位的硬土層，改變普通直線型樁的受力機(jī)理，變摩擦樁為變截面的多支點(diǎn)摩擦端承, 使建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。沉降量小。 圖1樁身構(gòu)造示意圖該樁型適用于工業(yè)與民用建筑、高層建筑及高聳構(gòu)筑物的樁基礎(chǔ)，可在粘性土、粉土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂土及含少量姜石的軟土層中擠擴(kuò)，但不適合于淤泥質(zhì)土、中粗砂層、礫石層以及液化砂土層中分支和成盤(pán)。2 工程概況江蘇省豐縣農(nóng)村信用聯(lián)社營(yíng)業(yè)樓工程，設(shè)計(jì)主樓12層，高48.30m，兩側(cè)為裙樓，總建筑面積6988m2。主樓最大荷載4800kN,

3、裙樓荷載900kN，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主裙樓間不設(shè)沉降縫，采用水下灌注擠擴(kuò)支盤(pán)樁基礎(chǔ)。主樓樁徑500mm，樁長(zhǎng)17.20m，在樁身底部有二道盤(pán)，盤(pán)徑940mm，主筋6，14×11420，繞筋6，124根樁，設(shè)計(jì)單樁軸向承載力1400kN。裙樓樁徑500mm，樁長(zhǎng)16.50m,在樁身底部設(shè)一道盤(pán),盤(pán)徑940mm,主筋614×13420,繞筋6,66根樁,設(shè)計(jì)單樁軸向承載力700kN。3 場(chǎng)地地質(zhì)條件工程地質(zhì)概況及樁身結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1。表(1) 工程地質(zhì)概況及樁身結(jié)構(gòu)層號(hào)巖 性 描 述柱狀圖樁身結(jié)構(gòu)圖1素填土:由粉土、粉質(zhì)粉土組成:中等壓縮性，標(biāo)準(zhǔn)貫入3.7,厚度15.1m, 承載

4、力標(biāo)準(zhǔn)值fk=80kpa。2m, fk=110kpa。3m, fk=150kpa。4粘土:灰色、飽水、可塑、中等壓縮性，標(biāo)準(zhǔn)貫入7.5,1.9-4.6厚度1.9-4m, fk=150kpa。5m, fk=180kpa。6粉土:棕黃色、飽水、中密=密實(shí),夾數(shù)層硬塑狀粘土薄層,中等壓縮性，標(biāo)準(zhǔn)貫入18,厚度大于15m, fk=200kpa。4 方案選擇根據(jù)荷載要求和場(chǎng)地地質(zhì)條件，本工程曾考慮三種樁基方案，即沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、擠擴(kuò)支盤(pán)樁，通過(guò)對(duì)比（見(jiàn)表2）分析認(rèn)為，擠擴(kuò)支盤(pán)樁是既經(jīng)濟(jì)又可行的最佳施工方案。表2. 幾種樁基方案的比較項(xiàng)目樁型樁徑(mm)樁長(zhǎng)(m)樁數(shù)(支)單樁標(biāo)準(zhǔn)承載力(kN)單

5、方砼承載力(kN)砼總量(m3)其 它主樓裙樓主樓裙樓主樓裙樓鉆 孔灌 注 樁70017.0015.001166212001700183.41116.8材料用量是支盤(pán)樁的1.67倍,泥漿處理量大沉 管灌 注 樁45017.5016.0018496750700269.5756.41材料用量是支盤(pán)樁的1.13倍,且樁數(shù)多承臺(tái)加大,另外,淤泥層縮徑嚴(yán)重難以控制擠 擴(kuò)支 盤(pán) 樁50017.2016.50124661400700414.5667.68材料用量最小,施工技術(shù)可行.5 施工工藝及要求51 成樁的施工流程 樁定位放線挖樁坑鉆機(jī)就位調(diào)鉆塔垂直測(cè)標(biāo)高開(kāi)鉆至設(shè)計(jì)深度涮孔壁、換漿至比重1.2鉆機(jī)移至下

6、一樁位吊入分支器作支盤(pán)下鋼筋籠下導(dǎo)管沖洗沉渣、換漿至比重1.10灌注砼成樁。52 施工工藝 該工程成孔采用穩(wěn)定性好、成孔垂直度高的液壓步履多功能潛水鉆機(jī)，正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，自然造漿護(hù)壁，泥漿比重為1.31.4，粘度1520s。鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，一邊涮掉孔壁泥皮，一邊換漿至比重1.2然后鉆機(jī)移至下一樁位繼續(xù)鉆進(jìn)。用吊車(chē)將分支器吊入孔內(nèi)，在設(shè)計(jì)擠擴(kuò)部位，通過(guò)液壓泵加壓使油缸活塞桿下移，推動(dòng)下端鉸鏈四連桿機(jī)構(gòu)橫向擴(kuò)張（分支器工作原理見(jiàn)圖2），對(duì)局部孔壁加壓形成分支。由于連桿壁寬20cm，故做完一個(gè)分支將分支器旋轉(zhuǎn)22.5度，再做一個(gè)分支，在同一高度，做八個(gè)分支即可成一個(gè)盤(pán)，每做一個(gè)盤(pán)約需15分鐘。1

7、. 油箱 2.液壓泵 3.液壓表 4.控制閥 5.油缸 6.擠擴(kuò)臂 1.鉆孔 2.成盤(pán) 3.下鋼筋籠 4.灌注砼 5.成樁 圖2. 分支器工作原理 圖3. 支盤(pán)樁成樁工藝 分支、盤(pán)做完后，將分支器吊出，即可下鋼筋籠與導(dǎo)管，之后進(jìn)行二次清孔并將泥漿比重?fù)Q至1.10，用吊車(chē)灌注混凝土，灌注方法與普通混凝土灌注樁導(dǎo)管水下灌注方法相同，成樁工藝過(guò)程見(jiàn)圖3。在成樁過(guò)程中還應(yīng)注意： （1） 施工中可根據(jù)液壓表讀數(shù)判斷地層軟硬情況，如達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可在適當(dāng)位置增加若干分支或盤(pán)，以保證達(dá)到設(shè)計(jì)承載力。（2） 在成盤(pán)施工中，要計(jì)算好每次擠擴(kuò)的旋轉(zhuǎn)角度，并用刻度盤(pán)控制好。成盤(pán)的最后一次擠擴(kuò)完畢后，將分支器在張開(kāi)

8、的狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)一周，檢查是否存在沒(méi)有擠擴(kuò)的部位，以保證成盤(pán)的空間。（3） 盤(pán)或分支無(wú)法配鋼筋，靠混凝土的剪力傳遞壓力，因此該處的混凝土要保證密實(shí)，除用導(dǎo)管振搗密實(shí)外，還要控制好導(dǎo)管埋深和盤(pán)處的灌注速度，只有導(dǎo)管埋入砼中的深度在2.5m以上，混凝土的流動(dòng)才呈垂直頂升狀態(tài)，而適當(dāng)?shù)墓嘧⑺俣瓤梢员ＷC盤(pán)內(nèi)的浮漿有充足的時(shí)間完全排除。（4） 由于擠擴(kuò)成盤(pán)，對(duì)土層要施加很大的側(cè)壓力，當(dāng)樁的凈距小于3倍盤(pán)徑，且小于2.5m時(shí)，應(yīng)采取間隔成孔，以免造成塌孔，影響樁身質(zhì)量。（5） 擠擴(kuò)支盤(pán)樁在成孔垂直度及孔徑準(zhǔn)確度上，要求比普通樁更高，施工中，要嚴(yán)防孔斜和擴(kuò)徑。6. 單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的確定擠擴(kuò)支盤(pán)樁豎向

9、承載力由兩部分組成：樁身豎向摩阻力、分支和盤(pán)的承載力。由于分支或盤(pán)的施工機(jī)理和夯擴(kuò)樁的擴(kuò)大頭相似，故每個(gè)分支或盤(pán)的承載力可按該層極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)和分支或盤(pán)截面積之積確定。樁的豎向承載力可按下式計(jì)算：Quk=Qsk+Qpk= qsik·Asi +qpjk·ApjQuk：?jiǎn)螛敦Q向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Qsk：?jiǎn)螛犊倶O限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值Qpk：?jiǎn)螛吨蟹种Ш捅P(pán)總極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值qsik：樁側(cè)第i層土極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)si：樁側(cè)與第i層土的豎向接觸面積qpjk：分支或盤(pán)第j層土的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（按沉管樁取）Apj：第j層土中，分支或盤(pán)的橫截面積檢測(cè)與效果本工程由徐州市土木建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站測(cè)試中心對(duì)主樓樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)二組，兩組試樁最終荷載均為k，最終沉降量：mm，：mm均滿足設(shè)計(jì)單樁承載力k，同時(shí)對(duì)的樁進(jìn)行動(dòng)測(cè)，質(zhì)量良好。本工程采用擠擴(kuò)支盤(pán)樁比鉆孔灌注樁節(jié)省的材料，比沉管灌注樁節(jié)省的材料，工程費(fèi)用降低。擠擴(kuò)支盤(pán)樁已在北京、天津、河南等多項(xiàng)工程中應(yīng)用，均取得顯著技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，具有推廣意義。 結(jié)束語(yǔ) （1） 擠擴(kuò)支盤(pán)樁的獨(dú)到之處是對(duì)地基土的橫