支盘桩的承载机理|基础工程『桩基、浅基』 - 领先的岩土技术社区，岩土领域的媒体、社区与应用平台！

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2008-08-25

有网友向我提出问题：对于支盘桩来说，他那个抗拔和抗压的承载力相对于直桩来说主要是因为什么问题提高的啊？？我想知道的是在支盘处，承载力提高主要是靠支盘提供的桩侧摩阻力还是因为支盘处接触面积增大的原因啊？？

下面谈谈我的看法。

我个人认为，支盘桩的叫法是一种形象化的叫法，也有人叫作竹节桩、变截面桩等等，但这些命名都不规范。在九十年代初我就注意到，在纵向上改变桩的直径，可以充分挖掘地基潜力和大幅提高桩的承载力。在当时写的一篇桩基论文中，我根据桩的分类原则，将其称为“变径桩”。后来史佩栋先生看了这篇论文后，给我来信说很受启发，于是也写了一篇关于变径桩的论文（英文）刊载于《西部探矿工程》的英文版中。

我们都知道，对于非单一岩（土）性质的地基，尤其是多层土（岩）质地基，在纵向上各层土（岩）的工程强度是不同的。然而传统的摩擦桩和端承桩都忽略了这一问题，只考虑桩周（端）土（岩）承载力的利用，没有去考虑桩周土（岩）端承力的利用。我们也都知道，一般来说，端承力要大于摩阻力，因此桩周土（岩）端承力的利用很有前景。为了充分利用桩周土的承载潜力，九十年代中期，最早在武汉就有人开始用变径桩（当时叫作竹节桩），那时不是根据桩周土的承载性能来设置支盘，而是沿纵向桩身等距离设置支盘，使用后技术经济效果不错，由于桩的承载力大幅提高（我看到后来的报导称基桩承载力可提高一倍以上，当然不能一概而论，这要取决于桩周土的承载特性。），因此桩基的桩数、桩长可以大大减少，造价、工期可以大幅降低（据称降低在30%以上）。于是从此开始在全国土质地基中推广，并且不断有人制造出新的成桩施工机械，由于在等直径桩上根据桩周土的工程强度去增加分支和承盘，又命名为支盘桩。

那麽，支盘桩的承载机理是甚麽呢，简单的说就是摩阻力加端承力，或者说是摩阻力与端承力的组合。这种桩型一般是用在传统的摩擦桩上。传统的摩擦桩只利用了桩周土的摩阻力，而变径桩则是在摩擦桩的基础上，又在承载性能较好的地层中设置支（一般为十字形）盘（圆盘形），这些支和盘产生的是端阻力。但是由于成桩机械是靠液压臂伸张出去在桩周土中扩张出支或盘，这个液压臂只能做成锥形，扩张出的支或盘与下端土体有一个角度，因此，端阻力的发挥并不完全，这是目前的这类变径桩（支盘桩）存在和须要改进的一个重要问题。

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只看该作者 1楼发表于: 2008-08-25

[转帖）

一、挤扩支盘桩主要技术性能

　　(1)技术原理与技术指标可变式扩底支盘桩是用特制的挤扩成设备在原来普通灌注桩的基础上

增加底部扩大头和中间的挤盘提高的承载力。扩底支盘成型设备用液压传动原理及自动控制技术研

制而成，能够在水下按设计要求完成扩底及支盘的挤扩成型施工。在优化设备参数的条件下施工

，与相同桩径、桩长的普通灌注桩相比，承载力可提高50—200％，其单方砼承载力为相应普通砼

灌注桩的2倍以上。挤压力3000KN，扩底直径1．2—2．4m，剪切面高度0.9二.0m。

　　(2)技术特点

　　①本设备设计了一套挤扩臂，通过组合挤扩臂用一个挤扩液压设备能够在所需扩挤支或盘的土

层完成不同直径、不同剪切面高度的扩底及支盘(油缸压力10A4Ma—28MPa，最大挤压力可达

300T)。同时对分支或承力盘上下的桩周土进行挤密加固，提高了地基土的承载力和桩侧摩阻力。

此桩基础使建筑物稳定、抗震性好，沉降变形更小。

　　②增加了自动旋转装置，解决了做盘不受桩长限制及水下作业难的困难。

　　③由于单桩承载力较大，在相同负荷情况卞，可比普通直孔桩缩短桩长，减少桩数或桩径，作

为高层建筑及重要构筑物的基础；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。

　　④扩底支盘桩是通过改进成桩工具，以达到改善桩受为和作用机理为目的的新型桩基，是桩基

工程中一项重要新技术、新成果，这一工法的出现，弥补丁普通灌注桩、预制桩等多种缺欠，具有

广阔的应用前景。

　　(３)技术水平该项技术在国内领先、国际先进，是桩基工程中的一场革命；

　　二、适用范围及应用条件

　　(1)适用范围建筑工程、桥梁工程、港口、矿山、电力、水力等。

　　(2)应用条件适用于多种地基土质，填土、粘性土、粉土、淤泥与粘土及粉土交互层地基，砂

土或砂卵石地基等。水下作业不受限制。

　　三、已应用情况

　　应用于黑龙江哈尔滨市一面街—石头道街商业楼、天津塘沽金宝大厦；山西国信寻呼生产楼、

湖北襄樊东风汽车基地厂房、海南海口欣安花园写字楼、天津万顺温泉花园等。

　　四、效益分析

　　(1)扩底支盘桩比普通灌注桩只增加很少的混凝土用量及施工费用，承载力可以提高50％—

200％，在负荷相同的情况下；可比普通直孔桩缩短校长；减少桩径或减少桩数，作为高层建筑及

重要构筑物的基础，可供设计灵活使用，既可依桩下单桩方案以减少承台施工量，又可沿箱基墙下

筏基柱下布桩以减少底板厚度及配筋量，效果十分显著。

　　(2)扩底支盘桩比普通灌注桩节约造价15％—30％，缩短工期1／3，我国每年桩基工程的造价

上百亿：若有30％左右采用该项技术，每年可节约4—9亿元，社会效益十分可观。

　　(3)由于单桩承载力提高l倍以上，桩数减少50％以上，水泥用量减少，泥浆排放量减少，节约

能源：保护环境，减少施工噪音，无振动，符合国家环保政策。

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只看该作者 2楼发表于: 2008-08-25

挤扩支盘桩在电力铁塔基础中的应用

简介：某发电厂二期220kV高压输电线路全长11.3公里，线路共设铁塔36基，其中大转角铁塔6基，小转角塔6基，直线塔24基；每基铁塔共4根灌注桩。根据岩土工程勘查资料显示，该线路沿线为荒地和耕地，地貌单一，属黄河三角洲冲积平原，标准冻土深度为0.64m；该场地抗震设防烈度为7度，存在新近堆积软弱土，拟建铁塔基础位于常年地下水位以下,地下水对混凝土具有弱腐蚀性，对钢筋具有强腐蚀性。场地等级为二级中等复杂场地，岩土种类较多，且不均匀，性质变化较大，地基等级为二级。
关键字：铁塔基础,挤扩灌注桩,普通灌注桩,经济效益
一、工程概况
　　某发电厂二期220kV高压输电线路全长11.3公里，线路共设铁塔36基，其中大转角铁塔6基，小转角塔6基，直线塔24基；每基铁塔共4根灌注桩。根据岩土工程勘查资料显示，该线路沿线为荒地和耕地，地貌单一，属黄河三角洲冲积平原，标准冻土深度为0.64m；该场地抗震设防烈度为7度，存在新近堆积软弱土，拟建铁塔基础位于常年地下水位以下,地下水对混凝土具有弱腐蚀性，对钢筋具有强腐蚀性。场地等级为二级中等复杂场地，岩土种类较多，且不均匀，性质变化较大，地基等级为二级。根据上述工程地质资料，通过大量的计算及经济比较，采用挤扩灌注桩代替普通混凝土灌注桩。本工程共节省混凝土271.1m3、钢筋24.6t，其中6基大转角(终端塔)铁塔基础节省混凝土174.6m3、节省钢筋7.8t；6基小转角铁塔基础节省混凝土22.1m3、节省钢筋3.4t；24基直线铁塔基础节省混凝土74.4m3、节省钢筋13.4t；同时也大大降低了人工及材料运输费用，加快了施工进度，经济效益显著。因此该项目在中国石化总公司专家审查结论中得到了充分地肯定。

二、铁塔基础设计

　　1、铁塔基础的特点：

　　铁塔基础主要以上拔力为主(一般满足上拔力，下压力均能满足要求)，由于高压送电线路一般位于荒地郊外，交通不便，加之该地区地下水位较高、工程地质条件较差、工期紧等因素，采用独立基础难以满足要求，而灌注桩具有技术成熟、施工速度快、施工方便等特点，因此被广泛采用。

　　2、铁塔基础的选型与设计：

　　针对铁塔基础以上拔为主的特点，结合当地的工程地质情况及施工技术条件，对铁塔基础的选型进行大胆的探索与尝试。而挤扩灌注桩具有良好的承压、抗水平、抗冲剪和抗拔能力,通过试算分析比较挤，扩灌注桩比普通灌注桩平均节约30％的混凝土量(其中SJ3-24(9#)塔基础充分利用最下面承力盘的端阻力，仅一个承力盘就能承担上拔力515kPa，节约混凝土量高达70％、节约钢材约1.3t)，从而缩短了施工工期、大大地降低了工程投资。故本工程铁塔基础均采用挤扩灌注桩基。另外，挤扩灌注桩克服了以往一些桩型的缺点，可以说是直孔桩的改进，主要有以下特点：

　　①、施工工艺简单、速度快、无振动和噪音、机械化程度高；

　　②、多支盘成型设备方便灵活，操作简单，故可与大多数成孔机械配合使用；

　　③、挤扩灌注桩具有设计灵活、适应性强等优点。

　　挤扩灌注桩可在多种土层中成桩，不受地下水位的限制，并可以根据承载力的需要采取增设分支或承力盘数量来提高单桩承载力。由于桩身承力盘或支盘是通过液压弓臂挤扩土层形成的，挤扩过程相当于静力触探，施工过程同时也是对土层承载力的一种检验，因此施工时能大概了解到单桩承载力的大小，当发现与设计承载力有差别时，可通过支改盘或增设分支来确保单桩承载力，这是普通灌注桩无法实施的。

　　挤扩灌注桩设计应注意的问题：在进行铁塔基础的设计前，应要求岩土工程勘察部门提供下列勘察资料：

　　①、分析塔位成孔和成桩的可能性、挤土效应的影响，并提出保护措施建议；

　　②、提供静力触探试验曲线或标准惯入试验测得的锤击数N沿深度的变化曲线；

　　③、提供塔位柱状图及桩周各土层侧阻力和端阻力特征值，并通提供设置承力盘层位的建议。

　　挤扩灌注桩的分支与承力盘不得设置在下列土层中：

　　①、淤泥及淤泥质土层；

　　②、液化土层；

　　③、浅岩地层、地表下软土较浅无法挤扩成盘的土层；

　　④、受大气影响深度内的膨胀土层；

　　⑤、湿陷性黄土层等。

　　3、挤扩灌注桩的分支与承力盘竖向设计要求：端承力盘应设置在结构稳定、压缩性较小、承载力较高、层厚较大的土层，承力盘底进入持力层的深度不宜小于0.5h～h(h为承力盘高度)，承力盘竖向的合理间距是挤扩多支盘桩设计计算的重要内容，对于东营地区的粉土和粘性土，对铁塔基础建议支盘间距不宜小于5d(d为桩径)，支盘距设计地坪也不宜小于4d(d为桩径)，距桩底不宜小于600mm。挤扩灌注桩的其他要求应满足现行《建筑桩基技术规范》、山东省工程建设标准《挤扩灌注桩技术规程》的有关规定。

三、结束语

　　挤扩灌注桩由于其多个承力盘的作用使其充分发挥场地桩周地基土的承载力，大幅提高单桩竖向及抗拔承载力。与普通灌注桩相比，挤扩灌注桩可以减小桩径和桩长、节约工程投资、缩短工期，经济技术效益显著。

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只看该作者 3楼发表于: 2008-12-08

我是主要是做支盘桩施工和支盘机设备研发的，我有个疑问，请问，支盘桩的盘主要承载机理是摩阻力加端承力，哪么盘的受力是摩阻力大还是端承力大，对于抗拔桩来说又是什么？
对于你讲的，设备扩张出的支或盘与下端土体有一个角度，因此，端阻力的发挥并不完全，这是目前的这类变径桩（支盘桩）存在和须要改进的一个重要问题。这个问题是可以解决的，但是如果作成一个平底的，施工后的盘腔内就有很多的沉渣无法清除，对桩的承载力影响更大，所以在做设备是考虑的角度的问题。
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