擠擴支盤灌注樁技術

1、擠擴支盤灌注樁技術 擠擴支盤灌注樁技術擠擴支盤灌注樁又稱 “多級擴盤樁 ”“多支盤鉆孔灌注樁 ”、“擠 擴多支盤 DX 灌注樁 ”或簡稱 “DX”樁，是在等截面鉆孔灌注樁基礎上發(fā)展起來的 一種新型樁，起成功應用并迅速發(fā)展的基礎是八十年代末期俊華集團張俊生先生 發(fā)明了支盤擠擴成型的液壓設備一支盤機。技術及其設備在1990 年取得了國家發(fā)明專利，隨后又在美國、歐洲、日本、加拿大、泰國等取得或申請了專利。與 此同時，俊華集團的擠擴支盤樁技術被列入重點國家級火炬計劃項目和北京市火 炬計劃項目，同時被國家科技部、稅務總局、對外貿(mào)易經(jīng)濟合作部、質量技術監(jiān) 督局、環(huán)境保護總局聯(lián)合定為 “國家新重點產(chǎn)品 ”，

2、北京、天津、江蘇、山西、河 南、黑龍江等省市的科委或建委都以文件形式在本地區(qū)推薦使用該技術。 擠擴支盤灌注樁最早于 1992 年在工程中使用，迅速發(fā)展到包括北京、天津、河 北、山東等十余省市的百余項工程中，應用效果良好。浙江省于2000 年由北京俊華地基基礎工程技術集團在杭州高新開發(fā)區(qū)軟件園 9 號樓（軟件開發(fā)中心）首 先實驗應用成功，并于 2000年 12月 24 日通過了省建設廳的認證。 擠擴支盤灌注樁技術引發(fā)了諸多專家、學者的興趣，唐業(yè)清教授（ 1992，北方交 通大學）主持完成了擠擴多分支承力盤混凝土灌注樁手力機理及承載力性狀的 實驗研究課題，提出用標貫擊數(shù)計算支盤樁承載力的公式。中國

3、水利水電科學 研究院（ 1994）對擠擴支盤灌注樁周圍土的擠密效果作了深入研究，得出了不同 土層的擠密效果和成型規(guī)律。顧曉魯教授（ 1995，天津大學）對天津軟土地區(qū)擠 擴支盤灌注樁的傳力機理和豎向承載力作了研究，為沿海軟土地區(qū)應用擠擴支盤 灌注樁提供了經(jīng)驗。多分支承力盤混凝土樁的成樁技術與效用（張俊生、張 國梁等， 1994，杭州結構與地基國際學術交流會浙江大學）和論多分支承力盤 地基加固混凝土樁的成樁技術與效用（張俊生等， 1994，西安）是最早較全面 介紹擠擴支盤灌注樁技術的正式發(fā)表的論文，隨著支盤樁的推廣應用和研究的進 展，有關擠擴支盤灌注樁的文獻也不斷增加，建筑施工手冊和地基基礎施

4、工手冊中也列入了支盤樁的相關內(nèi)容。杭州市結構與地基處理研究會在 2000 年 12 月召開了擠擴支盤灌注樁技術的學術交流會，參加的成員有設計、施工、 房地產(chǎn)開發(fā)、高校和科研單位百余人，與會者對該項技術表現(xiàn)出極大興趣，會后 已有多家設計和房產(chǎn)開發(fā)單位擬在合適工程中采用支盤樁技術。目前正結合浙江 省的地區(qū)特點進行對擠擴支盤樁的研究。 通過多年的工程實踐和研究，俊華集團已編制成擠擴多支盤灌注樁基礎設計與 施工規(guī)程作為設計、施工和檢測標準，該標準得到北京城鄉(xiāng)建委和天津城鄉(xiāng)建 委的批準使用。此外，國家電力公司電力規(guī)劃設計總院也編制了火力發(fā)電廠支 盤灌注樁暫行技術規(guī)定，于 2000年 5月 1 日在系統(tǒng)內(nèi)

5、正式使用。浙江省擠擴支 盤混凝土灌注樁技術規(guī)程的編制工作也正在醞釀之中。我們相信，在各位同行的關心下，在諸多技術人員的努力下，在政府有關部門的 支持下，擠擴支盤樁這一美好技術在神州大地會具有廣闊的應用前景。擠擴多分支承力盤砼灌注樁（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)地質情況在硬土層中設置分支及承力盤。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、支盤緊密地結合為一體，發(fā)揮了樁土共同承力作 用。支盤樁承力盤盤徑較大， 600mm 1000mm的主樁，盤徑可達標 500mm 2000mm。其面積為主

6、樁截面的 3.556 倍，若加上各盤環(huán)和各分支的面積總和可多 達 20 倍。對鉆孔樁而言，支盤樁的樁身結構發(fā)生了根本改變，其成樁工藝和設 備也為之一新，變革結果是樁基 “家族”產(chǎn)生了新成員 擠擴支盤樁。支盤樁的特點和優(yōu)點：（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。變摩擦端承樁，這樣的樁基礎會使建筑結構穩(wěn) 定耐震，沉降變形更小。一 般說來，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，有顯著的技術經(jīng)濟效益。其 單方混凝土承 載力為相應的直孔樁的 2 倍以上；（3）成樁工藝適用范

7、圍廣，即適用于泥漿護壁成孔工藝、干作業(yè)成孔工藝、水 泥注漿護壁成 孔工藝和重錘搗擴成孔工藝等；（4）適應性強，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，采用增設分支和承力盤數(shù)量以提高以提高單樁承載力（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；擠 擴支盤樁在內(nèi)陸沖積、洪積平原及沿海河口部位的海陸交替沉積三角洲平原下的 硬塑粘性土、密實粉土、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)

8、廠房、水塔、煙囪、電廠冷卻塔、水廠清水池、市政立交橋、復合地基、 基坑支護, 等均可采用支盤樁基。（5）具有顯著的低公害性能，與打入式預制樁相比，施工低噪音、低振動；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） 產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。擠擴支盤樁單方承載力是普通灌注樁的2 倍以上。且由于單樁承 載力大，在荷載相同的情況下，可比普通灌注樁縮短樁長、減小樁徑或者減少樁 數(shù)，乃至減小 承臺尺寸，因此能節(jié)省投資、縮短工期。通?？梢怨?jié)約基礎費用約20%，縮短工期 25% 左右。1998年 4月國家科學技術委員會組織了國家重點火炬計劃項目 “擠擴多支盤樁及 其專用設

9、備 ”大的幾個部的有關專家平生，平生委員會一致認為該項技術達到了 國內(nèi)領先水平及國際先進水平，該項技術成熟、安全、可靠，經(jīng)濟效益、社會效 益顯著，建議國家科技部會同有關國家和地方主管部門大力推廣。多分支稱承力盤灌注樁已編入有關建筑施工手冊：1997年4月在“建筑施工手冊 ”（第三版） 3卷中，第 12章地基與基礎的泥漿護壁 成孔灌注樁（ 508頁）編入了多分支承力盤灌注樁。 1997年 7 月“地基與基礎 施工手冊”在其 6.6節(jié)砼灌注樁中也編入多分支承力盤灌注樁的章節(jié)（第 377 頁），內(nèi)容包括支盤樁的特點、適用范圍、工藝工法、承載力計算、質量要求、 工程實例、效果評價等。 支盤成型機是支盤

10、成型的專用設備，通過液壓傳動，產(chǎn)生三維擠擴功能，從其擠 擴壓力值的大小反映地層的軟硬程度。通過對支盤機深淺尺寸的控制，還可掌握 各地層的厚薄軟硬變化來彌補勘察精度之不足，從而可有效地控制持力層及設計 盤位尺寸，保證單樁承載力能充分滿足設計要求。這種調(diào)控功能（其他樁機難以 辦到）是支盤樁成樁工藝的突出特點。其次是成型機操作簡單，生產(chǎn)率高，維修 方便，設計新穎，適合地層廣，能與現(xiàn)有普通鉆孔機械配套使用。支盤機為專利 產(chǎn)品，已序列投產(chǎn)，由本集團統(tǒng)一銷售。 支盤成型尺寸及其設備規(guī)格詳見下表：二、施工工藝簡介 擠擴支盤樁的成樁工藝分為四種：（一）泥漿護壁成孔工藝：當?shù)叵滤惠^高時，通常利用孔內(nèi)地層中的粘

11、性土原 土造漿以泥漿護壁成孔，根據(jù)地質情況選擇持力層設置分支及承力盤，按支盤設 計深度，下入全液壓擠擴支盤成型機，操作液壓工作站將弓壓臂（承力板）擠 出、收回、反復轉角、經(jīng)多次擠壓成盤， 再由上至下或由下至上完成擠擴多個支 盤的作業(yè)，然后安放鋼筋籠、清孔、灌注砼成樁。如天 津塘沽金寶大廈，蚌埠自來水公司 19層綜合樓，哈爾濱一面街 19 層綜合樓，北 京發(fā)展大廈管理樓，?？谑行腊不▓@ 28 層寫字樓等工程。（二）干作業(yè)成孔工藝：當?shù)叵滤惠^深時，水位以上可采用螺旋鉆機進行干作 業(yè)成孔后，下入擠擴支盤機，按設計支盤位尺寸進行擠擴作業(yè)、處理虛土、下鋼 筋籠、灌注砼成樁。該法 進度快。如北京四環(huán)制藥廠廠房樁基工程，河南安陽機 床廠 4棟 18層住宅樓，湖北襄樊二汽基地 50000m2廠房，北京太平湖 8號（16 層）樓。（三）水泥注漿護壁成孔工藝：干砂成樁時，孔壁易坍塌，成盤作業(yè)無法進行。 這時必須采 用灌注水泥漿工藝，穩(wěn)住孔壁后，芳能擠擴成盤。（四）重錘搗擴成孔工藝：淺層軟土分布區(qū)，上部荷載不大的一般多層建筑物， 利用淺部可塑粘性土層為依托，通過插入孔內(nèi)的外套加入建