鋼筋混凝土擠擴支盤樁就技術(shù)及實例分析.doc

鋼筋混凝土擠擴支盤樁就技術(shù)及實例分析鋼筋混凝土擠擴多分支承力盤灌注樁(以下簡稱支盤樁)由主樁、底盤、中盤、頂盤及數(shù)個分支所組成。根據(jù)地質(zhì)情況在硬土層中設(shè)備分支及承力盤。支盤樁通過液壓擠擴，對各分支和承力盤周圍土體施以三維靜壓擠擴支盤樁空腔，經(jīng)擠密的周圍土體與空腔內(nèi)灌注的砼樁身、支盤緊密地結(jié)合為一體，發(fā)揮了樁土共同承力的作用。支盤樁承力盤盤勁較大，600mm-1000mm的主樁，盤徑可達標500mm-2000mm。其面積為主樁截面的3.556倍，若加上各盤環(huán)和各分支的面積和可多達20倍。對鉆孔樁而言，支盤樁的樁身結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本改變，其成樁工藝和設(shè)備也為之一新，變革結(jié)果是樁基“家族產(chǎn)生了新成員擠擴支盤樁。一、支盤樁的特點和優(yōu)勢（1）能充分利用樁身上下各部位的硬土層，從而改變了普通等直徑鉆孔灌注樁（以下簡稱直孔樁）的受力機理。變摩擦端承裝，這樣的樁基基礎(chǔ)會使建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐震，沉降變形更小。一般來說，直孔樁的破壞形式為剪切刺入型，而擠擴多支盤樁則為漸進壓縮型；（2）多支盤樁是一種較好的樁型，與直孔樁相比，有顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益。其單方混凝土承載力為相應(yīng)的直孔樁的2倍以上；（3）成樁工藝適用范圍廣，即適用與泥漿護壁成孔工藝、干作業(yè)成孔工藝、水泥注漿壁成孔工藝和重錘搗擴成孔工藝等；（4）適應(yīng)性強，可在多種土層中成樁，不受地下水位高低限制，可根據(jù)承載力的需要，充分利用硬土層，采用增設(shè)分支和承力盤數(shù)量以提高單樁承載力（豎向抗壓承載力、水平承載力、抗拔承載力），樁身穩(wěn)定性以及抗震性能；擴擠支盤樁在內(nèi)陸沖積、洪積平原及沿海河口部位的海陸交替積三角洲平原下的硬塑粘性土、密實土粉、粉細砂層均適合作支盤樁基的持力層，如天津、上海、蘇州軟土下的上述地層。支、盤位置恰當，支盤樁能充分利用各持力層使單樁承載力得以充分發(fā)揮。1530層高層層建筑最適合使用支盤樁基。大型工業(yè)廠房、水塔、煙囪、電廠冷卻塔、水廠清水池、市政立交橋、復(fù)合地基、基坑支護等均可采用支盤樁基。（5）具有顯著的低公害性能，與打入式預(yù)制柱相比，施工低噪音、低震動；與普通泥漿護壁直孔樁完成的等值承載力相比，成孔后排泥（土）即泥漿排放量顯著減少；（6）生產(chǎn)顯著的經(jīng)濟效益。擠擴支盤樁單方承載力是普通灌裝樁的2倍以上。且由于單樁承載力大，在荷載相同的情況下，可比普通灌裝樁縮短柱長、減小樁徑或者減少樁柱，乃至減小承臺尺寸，因此能節(jié)省投資、縮短工期。通?？梢怨?jié)約基礎(chǔ)費用約20%，縮短工期25%左右。二、支盤樁工程實例分析中國人民銀行191工程場地坐落在河西區(qū)梅江道北側(cè)原紅旗運輸場內(nèi)，是由中國人民銀行總行投資的重點庫。根據(jù)工程使用特點，采用無漆樓蓋框一剪結(jié)構(gòu)體系，柱網(wǎng)8x8m，層高5m共5層。本工程結(jié)構(gòu)自重較大，活荷載每層5035KN/m。計算柱下荷載設(shè)計值均在20000KN以上。根據(jù)勘察報告提供，本工程場地為近10年填墊的水坑，大部分深7m左右，雜填工業(yè)廢料、鋼渣、生活垃圾等，土性極差。其下各層土為粉質(zhì)粘土、粉土等，各種物理、力學性能還在依次漸好。以下7b（Q3eal）為粉細砂，坑深25.827.5m，厚度68m，屬低壓縮土分布穩(wěn)定。其下為粘土粉土層。其中9b（Q3eal）粉土層，坑深40.241.3m，厚度1.73.3m，屬低壓縮土?？辈靾蟾娼ㄗh以此二層土做樁尖持力層。設(shè)計采用9b粉土層為普通鉆孔灌注樁持力層，樁徑1000，有效樁長41m,計算單樁極限承載力標準值為6510KN。根據(jù)上部荷載柱下采用5根樁承載力偏低，而采用6根樁布樁不理想，且承臺需要面積較大、較厚。計算需要布樁約220多根。總體分析此種基礎(chǔ)設(shè)計比較浪費，且受力狀態(tài)不好，樁端持力層部分較薄不理想。經(jīng)過認真研究，多方案比較及深入調(diào)研決定采用支盤樁做為本工程樁基。支盤樁是近年來在第一代、第二代支盤樁基礎(chǔ)上發(fā)展的多支節(jié)擠擴灌注樁。其擠擴裝置主要由三岔弓壓臂，液壓定位裝置，電腦液壓控制站組成。三維成型的承力腔盤，各方位的改進，明顯改善了擠擴成型效果，增加土的密度性。本工程選支盤樁是在天津首次應(yīng)用。設(shè)計充分利用上部較好的粉土層及7b粉細砂層作支盤持力層，縮短樁長，提高單樁承載力。設(shè)計樁徑為700。有樁長L=30m，在6（Q4al）粉土層，7a(Q3eal)粉土，粉砂層及7b粉砂層依次做三個支盤，支盤外徑1400，計算單樁極限承載力標準值為6900KN，設(shè)計值為4100KN。柱下布置五樁，樁距2.1米，承臺截面4.3*4.3*1.5立方米。設(shè)計布莊203根，減少了布莊量大大降低了樁身的混凝土及鋼材用量。充分利用地基的有力作用，滿足設(shè)計要求。因工程工期要求很緊及應(yīng)甲方要求，本工程三組靜力試樁僅采用一根為存破壞試樁，其它二組及加樁均為工程樁。試樁結(jié)果破壞試樁極限承載力標準值達到8200KN以上(因錨鋼筋拉斷而來繼續(xù)進行)，其它二組部分試樁設(shè)計要求加壓至7600KN，其降值為17mm，靜力試樁結(jié)果較大的超出樁承載力設(shè)計值。本工程還進行了10個20根高應(yīng)變力檢測及40%80根低應(yīng)變動力樁測。高應(yīng)變測試報告提供極限承載力標準值為78206330KN，平均7149KN（極差為21%），高出設(shè)計要求，根據(jù)研究及實驗檢測，多次擠擴柱的受力特點是自上而下個承力盤發(fā)揮作用，高應(yīng)變動檢測在多個支盤作用下，最底盤的承載力不能充分顯示，故提供極限承載力標準一般偏低。通過試樁展示支盤樁質(zhì)量可靠，提高承載力性能效果顯著。根據(jù)本工程的應(yīng)用及檢測結(jié)果，驗證了支盤樁具有較突出的以下優(yōu)點:1、單樁承載力高。其可以充分利用發(fā)揮樁身上下各部位的硬土層的作用，并可利用支盤調(diào)整設(shè)計所需的承載力達到優(yōu)化設(shè)計。2、節(jié)省成本，縮短工期?？倶稊?shù)減少，在工程中減少20多根。每根支盤樁的混凝土、鋼材用量大幅降低。采用上述普通鉆孔灌注樁砼用量每根樁近35.4立方米（充盈系數(shù)1.1），鋼筋1620，支盤柱每根砼用量約為16.65立方米（充盈系數(shù)1.1），鋼筋1018，材料節(jié)省近50%，考慮擠擴技術(shù)因素，僅樁基本一項可節(jié)省造價30%以上。3、擠擴腔穩(wěn)定不塌，孔底土可用油壓加以壓實，以便更好地保證成樁質(zhì)量及承載力。4、施工過程可以由各種傳感器測試數(shù)據(jù)加以控制，擠擴效率高。在本工程樁基的選型