藍(lán)文浩

（中煤地質(zhì)集團(tuán)有限公司, 北京 100040）

擠擴(kuò)支盤樁全稱為“液壓擠擴(kuò)支盤砼灌注樁”,是在常規(guī)鉆孔灌注樁的基礎(chǔ)上,采用專用液壓設(shè)備對樁長范圍內(nèi)的土層進(jìn)行多截面擴(kuò)孔,形成多處錐狀擴(kuò)徑空腔,空腔內(nèi)灌注砼后形成多截面擴(kuò)孔砼樁[1-4]。擴(kuò)孔比較適用的地質(zhì)條件：可塑至硬塑的粘性土；中密至密實(shí)的粉土、砂土或卵礫石層；全風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖石。從主要的用途看：支盤樁可作為建筑抗壓樁、抗拔樁、復(fù)合地基、高承載力抗拔錨桿以及地基加固和增層改造的樁基。適用于重型工業(yè)廠房、高層建筑、道路橋梁、碼頭、高聳構(gòu)筑物、大型油罐、大型糧倉等對地基承載力要求較高的建筑[5-10]。

目前關(guān)于擠擴(kuò)支盤樁在全國的普遍適用性和原位試驗(yàn)研究還不充分, 普遍推廣應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究, 支盤樁的設(shè)計(jì)計(jì)算至今沒有國家規(guī)范。鑒于對擠擴(kuò)支盤樁承載機(jī)理的研究不夠深入, 致使實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)如支盤的位置、直徑及支盤數(shù)量等難以準(zhǔn)確把握, 不同地基土其發(fā)揮性狀都還不確定[11-15]。本文對擠擴(kuò)支盤樁和后壓漿鉆孔灌注樁開展現(xiàn)場靜載荷破壞性對比試驗(yàn), 分析支盤樁在北京通州城市副中心地區(qū)的承載力特性, 測定擠擴(kuò)支盤樁和后注漿灌注樁施工工藝在該地質(zhì)條件下的適用性, 通過試樁施工過程掌握該地質(zhì)條件下樁基工序施工參數(shù)。

1 現(xiàn)場試驗(yàn)

1.1 工程地質(zhì)條件

本次試驗(yàn)場地位于擬建北京城市副中心站位于通州新城內(nèi), 77公頃規(guī)劃范圍內(nèi)的總建筑面積控制在151.6×104m2, 59公頃地上建筑面積139×104m2。勘察深度120m, 揭露地層為人工填土層、新近沉積層及一般第四系沖洪積層, 成樁范圍內(nèi)地層情況見表1。

表1 地層情況表

1.2 試樁參數(shù)

試驗(yàn)樁型為擠擴(kuò)支盤樁（ZP2-1）和后注漿鉆孔灌注樁(ZJ3-1), 樁身混凝土為C45。支盤樁樁徑0.9m, 施工樁長66.2m, 有效樁長43.2m, 設(shè)4個(gè)盤, 盤徑1.9m, 盤高1.1m, 第一設(shè)置在⑥層細(xì)砂—中砂, 第二盤設(shè)置在⑧層砂質(zhì)粉土—粘質(zhì)粉土, 第三盤設(shè)置在⑨層細(xì)砂—中砂, 第四盤設(shè)置在○1層細(xì)砂—中砂, 設(shè)計(jì)單樁極限承載力19400kN。后注漿灌注樁樁徑1.0m, 施工樁長70.3m有效樁長50m, 采用樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿, 設(shè)計(jì)單樁極限承載力19600kN。

1.3 加載系統(tǒng)

本次試驗(yàn)采用錨樁法進(jìn)行測試, 加荷方式為液壓千斤頂。試樁平面布置見圖1, 試驗(yàn)裝置見圖2。加載值由靜荷載測試分析儀測度, 單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)加載分為14級, 用4個(gè)位移傳感器測讀試點(diǎn)的沉降量。

圖1 試樁平面布置圖

圖2 反力系統(tǒng)

2 結(jié)果對比分析

2.1 靜載試驗(yàn)對比

將現(xiàn)場靜載荷試驗(yàn)結(jié)果擠擴(kuò)支盤樁與后注漿鉆孔灌注樁的Q-s曲線繪制成圖, 如圖3、圖4所示。進(jìn)行對比分析。ZP2-1樁試驗(yàn)加載至24250kN時(shí), 樁頂總沉降量為42.84mm, 已達(dá)加載反力裝置中錨樁的極限承載力, 終止加載, 依據(jù)規(guī)范第4.4.2條, 單樁豎向極限承載力取最大荷載值為24250kN。ZJ3-1樁試驗(yàn)加載至24500kN時(shí), 樁頂總沉降量為61.27mm, 已達(dá)加載反力裝置中錨樁的極限承載力, 終止加載, 依據(jù)規(guī)范第4.4.2條, 單樁豎向極限承載力取最大值為24500kN。由圖3可以看出, 在此次破壞性試驗(yàn)中, 支盤樁在支盤阻力的作用下, 沉降量為后注漿鉆孔灌注樁的69.9%, 明顯小于后注漿鉆孔灌注樁。

圖3 試樁ZP2-1Q-s曲線

圖4 試樁ZJ3-1Q-s曲線

2.2 施工工程量對比

成孔設(shè)備采用TR280DI, 擠擴(kuò)設(shè)備采用HY-720, 1m樁徑成孔功效5.13m/h, 0.9m樁徑成孔功效6.62m/h。支盤平均用時(shí)0.90h/盤。后注漿采用樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿, 樁端1.8t, 樁側(cè)1.4t。綜合對比分析, 支擴(kuò)支盤樁采用較短的樁長, 可以得到更高的承載力, 用時(shí)與后注漿鉆孔灌注相當(dāng)（扣除注漿時(shí)間）, 而混凝土灌注量能節(jié)省達(dá)到30.3%, 對整個(gè)工程來說具有非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益, 具體指標(biāo)見表2。

表2 試驗(yàn)樁參數(shù)對比表

3 結(jié)論

（1）由靜載試驗(yàn)得到的Q-s曲線可知, 擠擴(kuò)支盤樁的承載性能在北京通州地區(qū)能夠有很好的發(fā)揮, 其極限承載力和抗沉降變形特性優(yōu)于后注漿鉆孔灌注樁。

（2）擠擴(kuò)支盤樁設(shè)置了支盤, 其受力機(jī)理與等截面灌注樁相比有很大的不同, 在樁端與支盤共同作用下, 單樁承載力有較大的提高。

（3）在相同載荷下, 擠擴(kuò)支盤樁工程量顯著減少, 工期縮短, 有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。