谈建筑挤扩支盘桩的特点
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【摘 要】挤扩支盘桩是混凝土灌注桩的一种新型桩。由于其承载力高，沉降变形小，相对成本低，施工进度较快及良好的环保效益等特点，得到了迅速发展．已广泛用于工程中。
挤扩支盘桩是混凝土灌注桩的一种新型桩。由于其承载力高，沉降变形小，相对成本低，施工进度较快及良好的环保效益等特点，得到了迅速发展．已广泛用于工程中。
1 挤扩支盘桩的主要优点
1.1 它可充分利用桩身上下各部位的硬土层。支盘灌注桩是采用普通钻机成孔，通过专用装置液压挤密，充分利用沿桩身深度范围内地基土中的各硬土层来设置承力盘和分支，扩大了基桩与硬土层的接触面，发挥了支和盘的端承作用，增加了基桩的端承面积，将原来只有一个端承点的端承摩擦桩改变为多个端承点的摩擦端承桩，从而改变了桩的受力机理。同时，支盘灌注桩还对分支或承力盘上下的桩周土进行了挤密加固，提高了地基土的承载力和桩侧摩阻力。灌入混凝土后，支盘与混凝土桩身紧密结合为一体，提高了桩同作用的能力。这样的桩基础会使建筑物稳固、抗震性能好、沉降变型小。在相同土层条件下，它与相同桩径、桩长的普通混凝土灌注桩相比，承载力高，沉降量小；混凝土用量增加10％～20％，承载力则可增加60％～100％。
1.2 施工设备和工艺简单，操作简便。支盘桩施工时，只需在常规钻孔桩的工序上增加一道支盘的挤扩工序，然后进行钢筋笼入孔等后续工序。目前的施工设备，具有机械强度高、挤扩力大、工作安全、成形可靠、工艺简单、操作灵活和维修方便等特点。工作人员经短期培训可独立操作挤扩设备。
1.3 节约原材料、缩短工期、降低工程造价。相同单桩承载力的挤扩支盘桩与普通钻孔灌注桩相比，可节约原材料30％～50％，缩短工期30％左右，降低工程造价30％左右。由于桩端和各支盘处的受载支承面积比普通桩增大较多，因而其桩端支承力可大大提高；桩的整体端支承能力增加，对于单桩可以降低桩体长度，对于群桩可以减少桩的数量，因此可大大节省材料和桩孔开掘工作量，提高了经济效益。
1.4 抗拔性能、稳定性好。由于桩身的支盘受土体的支撑作用，改善了桩身刚度，提高了桩的抗拔力，增加了桩的稳定性，提高了抵抗水平荷载的能力。
1.5 配有自动监控数据处理系统，施工中，技术含量高，机械化程度高。施工时可通过地面工作站，了解地层变化及设备运行情况。在隐蔽工程工作中，通过压力表、传感器显示和记录挤扩的压力、角度数据，利用计算机存储记录，便于存查。
1.6 成孔成桩工艺适用范围较广。可用于泥浆护壁成孔工艺、干作业成孔工艺、水泥注浆护壁成孔工艺和重锤捣扩成孔工艺等。支盘成形设备方便灵活，操作简单，可与大多数成孔机械配合使用。
1.7 综合经济效益显著。支盘桩的单方混凝土承载力为相同直径的普通直孔灌注桩的两倍以上，有良好的承压、抗拔能力。挤扩支盘桩为渐近压缩型桩，它可以根据需要对不同土层进行加固处理，通过调整支盘的间距来满足不同承载力的要求，充分利用了承载力较高的土层。作为高层建筑及重要构筑物的基础，可供设计灵活使用，既可作桩下单桩方案以减少承台施工量，又可沿箱基墙下或筏基柱下布桩以减少底板厚度及配筋量。这不仅能节省投资，而且施工方便、工期短、造价低、质量优。能充分利用桩身上下各部位的硬土层，从而改变了普通等直径钻孔灌注桩的受力机理使建筑结构稳定耐震，沉降变型小。
1.8 对不同土质的适应性强。在内陆冲积和洪积平原及沿海、河口部位的海陆交替层及三角洲平原桩身穿过软土层后，利用其下的硬塑黏性土、密实粉土、粉细砂层等均适合作支盘和桩端的持力层。可在多种土层中成桩，不受地下水位高低限制，可根据承载力的需要，充分利用硬土层，采用增设分支和承力盘数量以提高单桩承载力、桩身稳定性以及抗震性能。15～30层高层建筑最适合使用支盘桩基，大型工业厂房、水塔、烟囱、电厂冷却塔、水厂清水池、市政立交桥、复合地基、基坑支护等均可采用支盘桩基。
1.9 具有广泛的适用性。支盘桩不仅可以作为承载桩，也可作为支护桩、抗拔桩、承受较大水平荷载的桩等。
1.10 对环境保护有利。与打人式预制桩相比，施工噪声低、无震动，不会产生预制桩大体积大面积挤土带来的副作用。与普通泥浆护壁直孔灌注桩相比，在完成等值承载力的前提下，泥浆排放量减少一半左右，尤其适用于对环保要求较高的城市地区。
1.11 抗震和承受动荷载的性能高。支盘桩的各承力盘与持力层土体相互嵌固，使挤扩支盘桩竖向抗压承载力、抗拔承载力、抗桩顶水平推力都得到相应的提高，对承受动荷载的桥梁桩基、重型工业厂房大吨位行车大跨度柱下的桩基和抗震设防建筑桩基的稳定性，均起到良好的作用。
1.12 容易实现一柱一桩。由于挤扩支盘桩的承载力很高，较容易实现一柱一桩或小承台桩基方案，以替代整板基础或条型基础，从而使主要以受弯构件的型式向地基土传送荷载变成主要以受压构件的型式向地基深层空间传送荷载，充分利用了混凝土的受压特性和深层地基土的承载潜力。
2 挤扩支盘桩的主要缺点
同其他桩型一样，支盘桩也不是万能的，它具有上述优点，也有不可避免的缺点。这些缺点一方面是由桩本身的结构型状及受力特性决定的，另一方面是由该桩型应用的时间相对较短，人们对它的研究偏少和工程经验不足决定的，主要有以下几个方面：(1)设计参数及承载力计算公式尚需进一步完善。(2)因是多节桩，用低应变法监测其完整性难度较大。目前尚无科学而准确可控制支盘桩盘型空间成形质量的仪器的检测。(3)挤扩力还需增大，以便在硬土层中挤扩成桩。(4)在淤泥质土、风化岩层中使用效果较差。(5)施工场地狭小时，不利于成形器的摆放。(6)在设计中，支盘桩的型状、几何尺寸以及分支、承力盘的数量等技术参数的选取和确定还没有十分可靠的科学依据，因而其设计计算方法有待进一步研究、论证和验证。(7)支盘桩施工技术规范仍然处于地区性应用范围内，还没有确立一种通用的技术规范，使支盘桩技术推广和应用受到相当大的限制和约束。(8)支盘桩技术的基础理论研究时间偏短，科研经费和研究力量投入不足，实践工程量偏少。
参考文献
[1]宁仁岐.建筑施工技术.北京：高等教育出版社,2002.
[2]张厚先.建筑施工技术.北京：机械工业出版社,2004.