周靜波 謝 波

（1、寧波交通工程建設集團有限公司，浙江 寧波 315000 2、寧波繞城東段高速公路有限公司，浙江 寧波 315000）

1 前言

擠擴支盤樁是一項仿生學的發(fā)明，其受力機理明確，它采用支盤擠擴機械，根據地質情況在硬土層中通過液壓擠擴，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，經擠密的周圍土體與空腔內灌注的砼樁身、支盤緊密地結合為一體，發(fā)揮了樁土共同承力作用形成擠擴支盤樁。該技術能充分利用地基承載土層，在有效地減小樁徑和樁長的同時大幅度提高樁的承載力，并減少樁體沉降量。與傳統(tǒng)的砼灌注樁相比它具有如下的特點和優(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）擠擴支盤樁是一種較好的樁型，與直孔樁相比，有顯著的技術經濟效益。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，可根據承載力的需要，充分利用硬土層，采用增設分支和承力盤數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。

（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）產生顯著的經濟效益。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，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。

（7）變徑支盤樁，樁上部直徑大滿足樁水平承載力要求，樁下部直徑小，盤環(huán)面積大，樁承載力相對普通支盤樁更大，同時節(jié)省砼用量。

2 工程概況

基于變徑擠擴支盤樁的特點和優(yōu)點，也為進一步的推廣該技術在公路橋梁施工中的實際應用，確定寧波市繞城高速公路東段東錢湖互通和五鄉(xiāng)互通中部分橋梁樁基礎采用變徑擠擴支盤技術。

工程區(qū)域地形較平緩，分布在寧波平原上，主要屬濱海淤積平原區(qū)，上部為第四系亞粘土、淤泥、淤泥質亞粘土等，厚度在20-38m左右，高含水量，高壓縮性，工程力學性質差；中部亞粘土、砂礫石等，中-低壓縮性，工程力學性質較好；下伏基巖為白堊統(tǒng)金華組（K2J）粉砂巖、砂礫巖、砂巖，上侏羅統(tǒng)西山頭組（J3X）凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r等，該區(qū)域工程地質性質較好，承載力較高。按地層形成時代劃分地層組，分為17個工程地質層，48個工程地質亞層，主要工程地質層為:根據成盤機理及所用設備存在適于成盤的底層。經勘測判定在地表20米范圍以內飽和亞砂土，在抗震設防烈度為Ⅶ度時不會產生地震液化影響。

樁基類型如下：工程樁為Ф1000/1200、Ф1200/1500變樁徑支盤樁，總樁數為270根，其中Ф1000/1200變樁徑支盤樁202根、Ф1200/1500變樁徑支盤樁68根。具體分布如下：東錢湖互通46根Ф1000/1200，20根Ф1200/1500；五鄉(xiāng)互通156根Ф1000/1200，48根Ф1200/1500。樁基C25砼量約為15823立方米。

3 變徑支盤樁設計方案

根據樁所在的地質情況共采用五種樁基類型，分別為兩至四個盤加一個預設盤或支，支盤樁在樁頂以下15米處變徑，1.5米樁徑變?yōu)?.2米，盤直徑2.5米，盤間距6米；1.2米樁徑變?yōu)?.0米，盤直徑1.9米，盤間距5米。底盤中心距樁底2米。預設盤或支用于承載力安全儲備。

變徑處主筋根數不變，鋼筋直徑由25毫米變?yōu)?2毫米，上下3米范圍內箍筋間距加密至10厘米。

4 變徑支盤樁施工工藝流程

支盤樁的施工工藝為:施工準備-成孔-支盤-清孔-下鋼筋籠-灌注砼-檢查驗收。施工準備（見圖）

5 變徑支盤樁施工、檢測要點

5.1 變徑控制

當鉆孔深度至設計標高時，測量孔外上余鉆桿長度，以計算孔內下入鉆具長度，并以測錘復測孔深。

a.當鉆進接近變徑深度時，對鉆機機位的平穩(wěn)狀況、水平度進行復檢、調整。b.當鉆進達到變徑深度時，將鉆具全部提出孔口。c.將鉆盤向后滑移，此時機架保持原位。d.安裝變徑鉆頭，轉盤向前滑移復位。e.測量同心偏差，并調整至允許值內。f.連接鉆具，按施工要求進行正常鉆進。g.終孔驗收，終孔驗收應在機組人員自檢合格并由質檢人員復驗的基礎上，會同業(yè)主及監(jiān)理代表共同驗收，并在有關施工記錄上簽字認可。

5.2 支盤施工、檢查要點

擠擴支盤樁承載力60%以上是由它的支盤提供，成盤的好壞直接影響樁的質量，所以擠擴支盤是擠擴支盤樁的關鍵。

a.擠擴之后將在土體中形成盤腔，并使孔內水泥漿面下降，可以通過每次擠擴后漿面下降高度可以檢測盤腔成型效果。理論上泥漿下降的高度乘以樁孔的截面積所得體積等于盤腔的體積，但考慮到擠擴過程中要形成一部分沉渣及擠擴后土體要有一部分回彈，因此測得的體積略小于理論值。b.觀察設備首壓值可以判定盤體所在土層請況從而判斷支盤樁的承載力情況。c.測定支盤成型機的上升高度來控制成盤情況。d.擠擴機入孔前必須全面檢查，正常后才能進行擠擴成孔，擠擴成盤自上而下進行；擠擴次數不少于5-7次，擠擴機采用人工轉動，每次20度左右；泥漿擴壁成孔工藝中，要求泥漿質量好，交孔完工時，泥漿比重在1.3~1.4之間，擠擴成盤后應及時補充泥漿并維持水頭壓力。e.支盤機吊入孔吊位線找中準確后徐徐下入，避免碰撞擴筒及刻度盤孔壁等。f.液壓站操作；按在設計盤位深度進行擠擴，觀測記錄各盤的擠擴壓力值和支盤成型起止時間及油箱油位，依據現場試成孔時各持力層擠擴壓力范圍值，推測各支盤壓力，為操作中盤位提供依據。g.當盤的首壓值不能滿足預估壓力值時，盤位標高允許依持力層具體高度而在0.5-1.0之間調整，并滿足最小盤間距要求（上下盤位須間隔4倍樁徑以上）。

擠擴支盤樁技術在寧波繞城東段的應用是在2006年浙江省交通廳超長灌注樁研究課題、本工程實驗研究基礎上的擴大應用項目。為實現寧波地區(qū)交通工程的節(jié)能減排和樁基安全性的提高，本工程為科研性應用。施工期間對支盤樁技術進行了系統(tǒng)性的完善和總結，為支盤樁技術在交通行業(yè)的推廣創(chuàng)造條件，有力地推動交通工程領域的節(jié)能減排工作。

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