挤扩支盘灌注桩的研究与工程应用
:/'2@M 一、概述
1+6)0 OH{ 挤扩支盘灌注桩及其用于支盘挤扩成形的液压设备是八十年代末期由张俊生先生发明的。1990年在国内取得发明专利权以后又分别在美国、欧洲、日本、加拿大和泰国取得或申请了专利。
"i/ l' 挤扩支盘桩是在原有等截面钻孔灌注桩的基础上发展而来的，其专用液压挤扩设备与现有桩基机械配套使用，产生了如图1所示的桩体、承力盘和分支。根据地质情况在适宜土层中挤扩成型承力盘及分支、承力盘直径较大，如桩身直径600mm的桩体，其承力盘直径可达1500—1600mm，如表1所示。
V" =(I'X 桩径 400 600 800 1000
3>%oGb o 直径 960 1600 2000 2500
S(xlN 7= 桩径与承力盘直径关系 表1
mk#xbvvG 挤扩支盘灌桩从1992年开始在建筑工程中使用。十年来已在北京、天津、河北、河南、安徽、山东、江苏、黑龙江、湖北、广东、海南、福建等十多个省市的上百项工程中采用。在提高桩基承截力、减少沉降、增加桩基安全性、降低工程造价和缩短工期等方面都取得了显著效果。国家科委1998年4月组织专家论证后，已将挤扩支盘灌注桩技术纳入“重点国家级火炬计划项目”，建议在全国推广应用。1998年11月科技部、税务总局、对外贸易经济合作部、质量技术监督局、环保总局等单位将挤扩支盘灌注桩及设备纳入“国家重点新产品“。在此之前，天津市建委、北京市科委、黑友江省建委、江苏省建委、河南省建委、广州市建委等都下达了文件或以会议纪要的形式推广这项新技术。
6rlafISvO 挤扩支盘灌注桩的出现，对于解决灌注桩的许多技术缺欠，提高和改进灌注桩的承载性状有着重大的影响和改进，是一项重要的新技术成果。
_ S%3?Q 挤扩支盘灌注桩技术在理论研究方面也做了大量工作。1992年北方交通大学唐业清教授主持完成了《挤扩多分支承力盘砼灌注桩受力机型及承载力性状的实验研究》、《挤扩支盘桩支护结构的试验研究》并做了18组不同盘距、不同盘数支盘桩的数据测定，总结出不同盘距或盘数对承载力的影响和承载力的计算公式，对挤扩支盘桩技术做为承载桩及支护桩的应用提供了重要的理论基础。1994年在中国水利水电科学研究院主持下，对挤扩支盘带来的土质挤密效果进行了72组试验，得出了不同土层下挤密效果和成型规律。1995年在天津大学顾晓鲁教授的指导下，在天津沿海软土地区做了挤扩支盘工程桩的应力传递规律的试验研究，并对该桩型的应用效果进行了分析研究，进一步丰富了沿海软土情况下的设计计算方法。1999年4月，与北京勘察设计研究院合作进行了10组挤扩支盘桩的抗试验。
D.?Rc'y D 目前，挤扩支盘灌注桩已编制了详细的设计规程、施工规程以及施工质量检测和验收评定标准，并由天津市建委下发了新技术认定证书。建设部于1997年5月和7月分别在《建筑施工手册》和《地基基础施工手册》中编入了“挤扩多分支承力盘砼灌注桩”的章节，内容包括挤扩支盘灌注桩的特点、适用范围、工艺工法、承载力计算、质量要求、工程实例和效果评价等。
~_^# /BnAl 电力规划设计总院于1998年4月下旬，在郑州召开的“电子岩土工程技术领导小组1998年年会暨多分支承力盘桩基经验交流会”上，已明确提出在电力行业的工程建设中推广应用挤扩支盘灌注桩，并建议将现有的挤扩支盘灌注桩技术标准修订后，作为电力行业的标准来执行。
M]PH1 2O b 总之，挤扩支盘灌注桩经过多年实践证明技术是可靠的，经济效益十分显著。而且设计、施工、检验、验收都已制定了规程，并取得地方政府和在关单位的认可。进一步加速推广这项新技术的条件已基本具备，应用前景十分广阔。
W9>q 1 二、桩的作用机理
%: rct 挤扩支盘灌注桩作为一种新型桩基，其作用机理可概括为以下几点。
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WaI[n} 1、 灌注桩的特点
A?I/[zkc 灌注桩按其成桩过程对桩侧土体的影响程度，可分为非挤土灌注桩（普通灌注桩）、部分挤土灌注桩（挤扩支盘桩）和挤土灌注桩（沉管灌注桩）等三大类。主要有以下特点：
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9qE （1） 除沉管灌注桩外，各种灌注桩在施工过程中无大的噪声和振动。
2uw1R; zw （2） 可根据土层分布情况任意变化桩长，可根据同一建筑物的荷载分布与土层情况采用不同桩径或桩型，对于承受侧向荷载的桩可设计成有利于提高水平承载力的异型桩，变截面桩。
nRq @hk （3） 可穿过各种软硬层，将桩端置于坚实土层和嵌入基岩，还可扩大桩底以充分发挥桩身强度和持力层的承载力。
3B| ?{U~ （4） 桩身钢筋可根据荷载大小与性质及荷载沿深度的传递特征，以及土层的变化配置，配筋率远低于预制桩。
63R?=u@ 2、挤扩支、盘可充分利用承载土层
1I< <`7' 挤扩支盘灌注桩是采用普通钻机成孔、通过专用装置液压挤密成支或承力盘，属于部分挤土灌注桩。在所需挤扩支或盘的土层，支盘成型设备施加较大的油缸压力(10-28Mpa)，最大挤扩压力可达300T，对土强力挤密成分支或承力盘。因此不仅加大了桩侧、桩端承载面积(以直径600mm支盘桩为例，一个挤扩成1.6m承力盘的面积是桩身截面面积的7倍)，同时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。
Dj!v+<b 1994年6月水电科学研究院关于《多分支承力盘成型装置支盘成型压密效果试验报告》的试验研究结论指出：
;w,+x 7 (１)多分支承力盘成型挤密的效果是明显的，成型挤密的影响范围水平方向在距桩孔外边1.0米以内，垂直方向在0.5米以内，干密度的提高幅度量大可达15—20%左右。
-7^?40A (２)分支或盘成型挤密的作用，对支或盘下方土体的影响比对上方土体的影响要大。由于桩的承载力主要取决于支盘下部土的性质，因此该特点对提高桩的承载力是利的。
KICy!
"af ３、挤扩支盘灌注桩具有广泛的适用性
U_!Wg| 挤扩支盘桩不仅可以作为承载桩，也可作为支盘桩、抗拔桩和承受较大水平荷载的桩、复合地基等。特别是对于水下难于成孔的砂砾土层，此种挤扩可形成理想的规则的扩大头，以及在挤扩过程对持力土层进行加固挤密。如图２所示。
0c*y~hUVZ c\.Hs9T > ４、挤扩支盘桩比普通灌注桩更优越
f?)BAah 挤扩支盘灌注桩和普通灌注桩相比具有明显的优越性，由于挤扩支盘的有效作用，具有图３所述优点。
gaeMcL_^a ５、挤扩支盘灌注桩的破坏形式
RK%N:!f q= 灌注桩的破坏形式可分二种情况：第一为置于软弱土层中的摩擦桩或一般土层中的小直径桩，为桩尖刺入破坏模式。桩端阻力分担的荷载比例较小，Ｑ－Ｓ曲线呈徒降型。第二为大直径扩底桩。由于桩端有较大的支承面积，以基底土的压密变形为主，伴有少量的侧向挤出。支承于砾、砂、硬粘性土、粉土上的扩底桩，由于端阻破坏所需位移量过大，端阻所占比例较大，其中Ｑ－Ｓ曲线呈缓变形，极限承载力一般可取Ｓu=(3%-6%)D控制。
xW92 ZuzSH 挤扩支盘灌注桩的破坏机理类似于大直径扩底桩基础，当桩顶受荷较小时，桩底承力盘下部土体被挤密，当荷载继续加大，承力盘底下土层被压密。由于施工时通过液压装置挤扩成孔，对桩底土压密，故盘底土承载力高于原状土，扩底盘的上部斜面由于桩体向下位移会出现临空面，如在适宜土层处设多个承力盘，则挤扩支盘桩的极限承载力会明显高于大直径桩基础，而且可以解决水下砂土不易形成扩大头的困难。
LliOhr4 当有两个挤扩盘时，如果其间距大于最小临界间距，则各承力盘周围的土体，在成桩时被挤密加固，承力盘能提供较大的承载力，根据百余根挤扩支盘桩的静载荷检测报告数据分析，极限承载力中支承阻力即各承力盘分担荷载之和所占比例达50%—90%。
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Y 如果盘间距太近，则承力盘间的土体就可能被剪裂，甚至塌落到下面承力盘的临空面缝隙中，从而破坏了这一段桩土间的摩擦力。设计规程要求在计算桩侧摩阻力时，将桩长减少ah,其中a取值1.1～1.8之间(参见表4)，h为承力盘高度。
~"-+BG(5 当设置两个以上承力盘时，合理的盘间距是设计多支盘桩的一个重要因素。因为盘间距太近，盘之间土层将会被剪坏，根据大量的室内模型实验成果以及大量工程桩的工程实践，总结出盘间距与土层的关系，在粘性土中承力盘最小临界间距小于砂性土中最小临界间距。
{=n-S2 % 分支的破坏机理与承力盘的不同之处在于分支与土层的接触面比承力盘小，分支会产生剪切刺入破坏。其对承载力的贡献可按增加侧阻考虑。
!bEy~. oCD#Gmr ６、桩侧摩阻力的分析
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kK/: 桩侧摩阻力及支承力的发挥与受荷状态下桩的位移有密切关系：
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cm | (１)桩侧土阻力在受荷初期就发挥作用，桩顶位移主要由桩身弹性变形和桩土相对位移引起，上部桩身与土体发生相对位移，使桩侧摩阻力得以发挥，随荷载的增加侧摩阻力的发挥逐渐向下转移，在分支或盘处荷载传递重新分配，尽管在盘附近可能失去部分摩阻力，但是，盘可以起到类似端承的支承作用，所以最终承载力仍可大幅度提高，单桩竖向承载力是普通钻孔灌注桩的2倍—3倍。
BK. _cDR (２)支、盘支承力的发挥一般滞后于侧摩阻力，由于有支或盘的存在使荷载传递更加复杂。在盘的设置位置问题上，除考虑最小临界盘间距因素外，更要考虑各承力盘之间的协调变形问题，即各承力盘压缩变形区内各土层的压缩模量Eai的问题。
LRNgpjE} CMk0(sztU_ 有时挤扩支盘灌注桩的Q－S曲线呈如图4形状，曲线前段与一般摩擦桩相同，随各承力盘逐渐发生作用，Q－S曲线的坡度变缓，形成台阶形状如图5，可谓支盘桩越压越有劲。
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&mNx ７、桩的沉降变形是控制桩基承载能力的首要条件
:ryyo$ 挤扩支盘灌注桩的承载能力，既要考虑桩的承载能力因素，更应考虑桩的沉降因素，过大的沉降即使地基还没有发生塑性破坏，往往会导致上部结构的开裂和损坏。因此桩基承载力和桩的下沉变形是控制挤扩支盘桩承载能力的双重条件。尤其沉降变形更是首要条件。挤扩支盘灌注桩的破坏模式如图６。应通过现场压桩试验，按桩许可的沉降量，选定桩的承载力，以便根据设计要求选择合理桩长、支盘数、支盘间距的挤扩盘的大小尺寸等。
#gjhs"$~ 三、桩基承载力
p RS +vV3 挤扩支盘灌注桩作为一种新型深基础，在适宜土层条件下可取代目前工程上使用最多的预制桩、钻孔灌注桩以及大直径桩墩基础。虽然挤扩支盘桩与大直径扩底桩变形均为渐近压密形，但由于挤扩支盘桩对分支和承力盘周围土体进行挤密加固，且可根据土层情况，选择较好土层挤扩成数个分支或承力盘，所以挤扩支盘桩的受力机理和承载力性状比普通钻孔桩要复杂。
MVe:[=VOT| 根据室内模型试验的分析研究、大量现场静压试桩结果以及多项工程使用情况的，可用以下四种方法确定支盘桩的承载力：
g *}M;"
1、直接法：
^&gu{kP 直接法主要有静载压桩试验和大应变试验法。采用现场静载荷试验确定单桩承载力标准值时，在同一条件下的试桩数量不宜小于总桩数的1%，且不应小于3根，工程总桩数在50根以内时不应小于2根，由于Q-S曲线为缓变形，极限承载力一般可取S=40-60mm对应的荷载，对于大直径桩可取S=(0.03～0.06)D所对应荷载值，也可取S=0.001D(D为承力盘直径-20cm)对应的荷载为容许承载力。这是首选的方法，尤其重要工程都应通过压桩试验确定其承载力。这样既可满足变形条件又可有效的确定其承载力标准值。
*fs'%"w- 2、计算法
dUAZDoLi （１）标准贯入法
kt QMkEj# 根据专家建议：结合挤扩支盘桩的特点，可用标准贯入法进行承载力估算：
@wa2Z b [}f]pB@n 1+`Bli]dE 'F3cvpc` vU5a`0mH 式中Rk一单桩竖向载力标准值(KN)；
Af'L=0 η2j, η3—土性系数按表2采用
alu3CE qsi—桩身第I层土的侧阻力标准值(KPa)，按桩基规范选用
')]K& K2j,K3—分项系数按表3采用； Nj,N—第J层土标贯平均值和底盘座位置上下各4d土层的标贯平均值；
70s . Li—折减后桩周第I层土摩阻(M)，计算方法按表4采用；
a%R'x] u--主桩径周长（Ｍ）
9='a9\((mH Ap—底盘投影面积，按承力盘直径－１０cm计算；
%"#%/>U4 Ａpbj—扣除桩身截面积的支盘投影面积(M2)；
{Dv^j# n ----桩有效深度范围内土性系数；
_^{!`*S m ----除底盘外的承力盘与十字分支个数。
Mf [v 7\
""LCyKu wNzALfS 支盘周围土性系数 表2
\^=Wp '5R 土类 η2j η3
x\/N09 粘土、粉土 21-25 21
|^ z?(?w 砂土 55 55
WO=X*O ne 碎石、砾石 55 75
~M@'=Q*~ 其它
!nX}\lw 分项系数K2j、K3系数 表3
<A% } 中间盘、上盘分项系数k 层盘分项系数k
v]`}T /n 1.4—1.8 2.5—3.5
Dw\)!,,i7U L4计算方法 表4
Grot3a 粘土、粉土 砂土 碎石、砾石 其它
`$V7AqX ( H-1.2h H-1.5∽1.8h H-1.8h H-1.1∽1.2h
QL_~E;U 式中：Hi-土层厚度；h—承力盘高度
\_H-TbU8 (2)阻力法：
XQI. z7F 天津及软土地区单桩竖向极限承载力标准值可按以下经验公式估算：
p72:oX\Q I )C
\ %R 其中
kVu8/*Q Quk—单桩竖向极限承载力标准值（KN）：
\SA"DT ai –第i层土侧阻力修正系数；
0MV^-M
ßi— 第j个支盘阻力修正系数；
rgth2 y] Qski—第i层土极限侧阻力标准值（KN），暂按普通灌注桩的0.6～0.9计算；
_oOE MQb Qpkj—第J个建盘极限端阻力标准值（KN），暂按砼预制桩标准计算；
vn5X]U" n—有效深度范围内土的层数；
3_%lN4sz m—承力盘与个数。
GtYtB2U 四、挤扩支盘桩的主要特征
!uIT5D 挤扩支盘桩由桩柱（桩身）、底盘、中盘、顶盘及整个分支所组成。按照土质情况，在硬土层中设置分支或承力盘。分支和承力盘是在普通圆形钻孔中用专用设备通过液压挤扩而形成的。在支、盘挤成空腔同时也把周围的土挤密。经过挤密的周围土体与腔内灌注的钢筋砼桩身、支盘紧密的结合为一体，发挥了桩土共同承力的作用，提高了桩的侧摩粗力和支承阻力，从而使桩承载力大幅度增加。
SkGh@\ 经测算，承力盘的面积约为主桩截面的4～7倍，如把各盘和各分支的面积加起来，其总和约为主桩截面的10-20倍。
/]0-|Kg+R 挤扩支盘桩具有以下特点：
kzZdYiC （1）可以利用沿桩身不同部位的硬土层来设置承力盘及分支，将摩擦桩改为变截面的多支点摩擦端承桩，从而改变了桩的受力机理。这样的桩基础会使建筑物更稳定，抗震性好，沉降变形更小。
y,I ?3 p|S （2）有显著的经济效益。其单方砼承载力为相应普通灌注桩的2倍以上。也就是在同样承截力要求下，挤扩支盘桩可比普通直孔桩节约材料一半以上。
hYm$Sx(= （3）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下的硬塑粘性土、密实粉土、粉细砂层或中粗砂层等均适合作支盘桩的持力层。而且不受地下水位高低的限制。
o: \&4z&= （4）成桩工艺适用范围广。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挤扩成孔工艺等。
,k% \f]a （5）由于单桩承载力较大，在负荷相同的情况下，可比普通直孔桩缩短桩长，减小桩径或减少桩数，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。
=P* YwLb （6）对环境保护有利。与打入式预制桩相比，施工噪声低、无振动；与普通泥浆护壁直孔桩完成等值承载相比，泥浆排放量显著减少。
bf~gWzA （７）支盘桩和其它桩型的性能对比如表４。
l| / tKW 表４
}zA
kUt 桩 型 性能特点 缺点
'A#`,^]uLF １．预制桩 适用于土层较软弱，有较好的持力层，对桩周土产生挤密作用，施工质量较稳定。 锤击产生噪音污染，配置较多钢筋，造价高
Fbvw zZ ２．普通灌注桩 施工方法较简单，适应性较强 比挤扩支盘桩造价高，钢筋、水泥用量多，桩尖虚土难于处理，桩身可能有缩劲。
l)JNNcej ３．锥形桩 挤土效果好，利用锥面可增加桩的侧阻力，承载力比等截面（体积相同条件下）桩提高１倍－２倍，沉降量较小。 长度有限，产生噪音、震动等。
#w2;n@7;X ４．竹节桩 可防止地震时地基土的液化，可提高侧阻力，承载力比普通桩高30%-40%。 产生震动噪音，污染。入土深度较短，承载力有限。竹节处尺寸扩大有限。
gY)NPi}!` ５．沉管灌注桩 能改善灌注桩和预制桩等桩的施工缺欠。 仅适用上部为软弱土层，下层为较好的持力层的土层。产生噪音，也易产生桩身质量问题。承载力较低，事故较多。
a[Q\8< ６．大直径桩 施工简便，造价低，承载力高，混凝土质量易于保证，抗震性能好，桩底土可检查。 对无粘性的砂、碎石类土，难于在水下形成扩大头。孔壁松弛效应导致侧阻降低，要求大功率施工成桩机具。人工挖扩桩孔易出安全事故。
MjGeH>c ７．孔底注浆桩或碎石注浆桩 由于二次注浆可解决普通灌注桩的桩尖虚土及桩身与土的收缩缝隙，提高承载力。 二次注浆需多耗费水泥、造价高。易对相邻基础产生不利影响。碎石注浆桩桩身质量难于保证。
axf 4 N@ 8.ＣＦＧ桩 可节约用砂及水泥，桩的可灌性好 承载力提高有限，不适于作支承桩
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};r ９．挤扩支盘桩 集预制桩、夯扩桩、灌注桩的优点，使用专利机具，根据需要可对不同的部位进行加固挤密，形成支盘，能以桩径小、缩短桩长，满足承载力大的要求。具有施工简便，造价低，承载力高，沉降量小的优点。 在深厚软土、淤泥地基、无相对理想持力层时慎用。
;
E Nhy k91ctEp9> 五、工程实例：
{Q/X V= 近十年来使用挤扩支盘桩的工程主要有三种类型，一是工业厂房，二是高层建筑，三是多层建筑。其中前两种类型占绝大多数。有些工程地质情况很差。如天津塘沽的淤泥质软土地区，河漫滩和黄河冲积层等，地耐力很低，有些工程地下情况复杂，管网密布，场地狭小，但使用挤扩支盘桩后效果都很好。
ZS\ jbii8 １、工业厂房
f 7g?{M 实例1、北京四环制药厂：
z| ';Y!kQ 北京四环制药厂新建分厂位于良乡镇南关开发区。首期工程项目为合成车间、锅炉房及食堂，基础工程均采用挤扩支盘桩基础，由核工业部第二设计院设计，完成挤扩支盘桩558根，主桩径φ400mm，设一个底承力盘及一组十字分支。盘径960mm，有效桩长7.0m，单桩承载力标准值450KN，桩身砼强度等级C20，主筋6φ14。由于该桩桩径小，盘径大，使底盘承载力充分发挥。工程用凝土量约640m3，折合单方砼完成承载力比较如下:
#b FJ6;g=V 普通钻孔灌注桩为80.15KN/m3，支盘桩为394.7KN/m3
?]JTr v"zp 若采用普通钻孔灌注桩耗用混凝土3100m3,约需造价240万元。
T#L/HD 桩基工程采用挤扩支盘桩新技术后，取得了良好效果，节约投资约50%。由于该地区地下水位较低，采用螺旋钻成孔施工速度快，每日完成40-50根柱，工期提前一个月。桩的盘位调节性能好，竖向系载力、抗拔力大、稳定性好，抗震性能良好，结构工作安全度高。由于首期工程采用支盘桩效益显著，二期工程桩基700余根仍全部使用扩挤支盘桩。
ze%kP#c6!
实例2、河南焦作万方铝业公司电解铝车间：
+9 Uo<6} 河南焦作万方铝业公司电解铝车间属于一般重型厂房，安装有天车，厂房为单层单跨排架结构，跨距25.5米，长度342米。设计单位是贵阳铝健设计研究院，共有平行的两座厂房。场地位于太行山山前冲积平原前缘和广阔的黄河冲积平原接壤。土层为粉质粘土、粉土、粘土，没有好的持力层。原设计采用长9米的350mm的方形预制桩1506根，单桩极限承载力为850KN。后改为长17.2米，直径500mm的挤扩支盘桩548根，单桩及限承载力为3400KN。方案改定后，桩基础造价由524万元降到250万元，节约52%。在天津滨海电厂、新郑电厂、洛阳热电厂和湖北二汽冲压车间等工业厂房采挤扩支盘桩后，取得了很好的效果，节约了大量资金。
*rs@6BSj （二）高层建筑
xwSi}. 实例3、天津市塘沽金宝大厦（现更名为宝泰大厦）。
_RzwE$+9 本工程为框剪结构，地上15层，地下1层，埋深5.00米，荷重相对较大，场地土质为中软场地土，属Ⅲ类场地。静止水位埋深0.8～0.9米，潜水类型。场地埋深5.0米处为淤泥质粉质粘土，承载力低，压缩性高，物理力学性质差。地层结构描述①0-1.8米为杂填土，②1.8-17.3米为淤泥质粉质粘土，③17.3-26.7米为粉质粘土，④26.7-32为是粉质粘土、粉土，⑤32-40.5米为粉质粘土。
:n1^Xw0q 本工程勘测报告建议的桩基方案为φ800mm ，桩长19米的钻孔灌注桩，其承载力标准值为1124KN，折算单方砼完成极限承载力标准值Qvc=118KN／m3。经中国市政工程华北设计研究院经技术经济比较采用挤扩支盘桩，设计桩径700mm，四个承力盘，盘径1500mm，桩入土深度40.0米，单桩承载力标准值4200KN（静载试桩结果），折算成单方砼完成极限承载力Qvc=242KN/m3。
SONv] )); 与原方案相比，挤扩支盘桩节约了大量砼及钢筋材料，降低造价20%，同时，由于大大减少了钻孔深度，从而显著地提高了施工速度，且沉降变形小，桩基稳定性好等优点也很突出。
+
?z=,') 本工程两根试桩于1995年12月底完成，所有工程桩于96年初完成，大厦全部建成后，经测量其最大沉降为33mm，而且整体沉降均匀（在当地一般高层建筑的沉降约10cm）工程质量及施工速度，受到甲方、设计及协作方的一致好评。
~; m3i3D 实例4、天津万顺温泉花园
Pfy2P pA 万顺温泉花园位于天津市河西区宾水道与五号路交口处，2栋31层的商住楼，高度110米，1栋15层的写字楼，高度50米，天津建筑设计院设计，桩基基础，柜剪结构，为了进行经济技术分析，优化设计，进行了6组静载试桩（3组普通灌注桩，3组挤扩支盘桩）。普通桩桩径600mm，有效桩长33米，支盘桩桩径700mm，有效桩长33米，沿桩身设4个1600mm直径的承力盘及一个十字分支。天津建筑设计院出具的检测报告指出33米长普通桩极限载力标准值为3500KN，Q-S曲线为陡降型。挤扩支盘桩Q-S曲线为缓变型，对应Qo=7700KN时，其沉降更移量仅为23.18、27.88mm，满足设计提出的Qw=7700KN要求，原设计普通钻孔灌注桩由于单桩承载力低，直径600mm的桩间距小于1.6米，布桩困难，改为支盘桩后，做到柱下、筒内布桩，承载力分布更加明确合理，减少了底板厚度及配筋量，不仅大量减少了桩基造价，且大量节省了混凝土及钢筋用量。目前，该工程已全部竣工，沉降约2厘米。
D1Y c_ 实例5、天津市和平区新文化花园
6EHYIN^D 新文化花园位于天津市和平区南市荣业大街，一期工程3个组团建筑面积约30万平方米，为层高15至24层不等的高级商住区，采用挤扩支盘桩，其中占总桩数60%的是直径φ=650mm，桩长L=19m的承载桩，沿桩设2个承力盘，盘径1600mm，1组十字分支，单桩承载力设计值Rd=2700KN；φ=450mm，L=19.5米的承载桩，沿桩身设2个承力盘，盘径960mm，一组十字分支，单桩坚向承载力设计值Rd=1250KN，这部分桩占总桩数的20%。另外20%的挤扩支盘桩为抗拔桩，这是由于挤扩支盘桩的特殊造型和成型时的静力挤土作用使桩体能更紧密地和桩周土结合，形成良好的桩土共同工作体系，能有效地提高桩的承载能力和嵌固效果，从而提高桩的水平承载力和抗拔承载力，因此，挤扩支盘桩作为抗拔桩和支护桩其优势非常显著。新文化花园中抗拔桩设计为φ=450mm，L=21m，两个承力盘，盘径960mm。抗拔800KN。
]Q?`|a+i 采用挤扩支盘桩比普通灌注桩节约投资30%。
`# N j8 实例6、海口欣安花园写字楼工程
O<A$,<6 7 该工程位于海口市南宝路中医拐弯处东侧，面积约4.33万m2，楼高96.8米，地上26层，地下2层，共28层，是目前海口机场区最高的建筑物，采用框剪结构，总竖向荷载720000KN，基础形式为挤扩支盘桩（主楼部分）一层板筏，该楼土层特征为；
%/b3G*$W ①中 砂：平均厚度5.27米，中蜜状态，上部稍湿，下部饱和。
g;N)K3\2 ②粘 土：饱和、中密、层厚7米，工程性质较差。
0+a -l[!p ③中砂层：饱和、中密、层厚7米，主要由中粗砂和少量细砾粉粒组成，有地下承压水，工程性质稳定性较差。
#>I*c _- ④粘土层：可塑、中～高压缩性，工程性质较差。
vr /O%mDp ⑤粉 砂：层厚4米，稍～中密，饱和、中压缩性。
PEKU ⑥中粗砂互层：饱和、中密，有地下承压水，该层分布均匀，工程力学指标较好，被选为桩端持力层。
Gp0B^^H $ 该建筑场地类别为Ⅲ类，中软场地土类型，原设计为ф800mm钻孔灌注桩，桩长40米，单桩承载力标准值3000KN，Qvc1=300KN／m3。为节约投资，缩短工期，减少沉降，改为桩径为ф600mm,桩长23.5m，三个承力盘，二组十字分支的挤扩支盘桩方案，总桩数为397根。经三根试桩静载荷试验结果，承载力标准值＞3000KN，Qvc2=740KN/m3，沉降量小，回弹率高达40%，完全满足设计要求。
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wng n 本工程节约投资200万工程，节约工期50%，质量全优。
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>D 实例7、哈尔滨石道街——面街B楼综合楼
XkG:1H;Q% 本工程位于哈尔滨市石头道街与一面街交口，为18层框架结构。经多种方案比较，最后采用桩径450mm，桩长15m，并带有三个盘的（盘径960mm）挤扩支盘桩，共141根。单桩承载力标准值（静载试验）≥1600KN，完全满足原设计1600KN的要求。
O8& =qZ6T 该楼地质资料及布桩如下：桩上部有2.8m位于粉细砂层（N63.5=10.3击，fK=145KPa），中部位于7.4m厚的细砂层中（N63.5=12.5击，fK=160KPa），此层设一个承力盘，下部4.8m位于中粗砂层（N63.5=18.5，fK=220KPa）中，此层设二个盘。盘间距为3.6m和4.6m，地下水位于地表以下6.1m桩顶处。
{km~,]N 原设计为压力注浆无砂混凝土灌注桩，桩径600mm，桩长18.0m，总造价100万元，采用挤扩支盘桩后，单方砼完成极限承载力Qvc为521KN/m3，节约造价28.1%。
pS1f y] （三）多层建筑
F XpI-?#E< 实例8、北京发展大厦管理楼
'qhi8=* 北京发展大厦有限公司投资兴建的管理楼工程，位于北京东三环北路五号，为四层框架结构，一层为停车场，本大楼位于原22层大厦南侧，地面标高38～39.05米，场地窄小，中部有5米×8米×9米的化粪池。
rQ_!/J[9 工程地质情况较为复杂，地表下10.6米为原大厦回填土，这层土不计侧阻力。埋深17.5米及22.7米分别为⑤层粉细砂层和⑦层中细砂，其它为粘性土或粉质粘土层。
v[3QI7E3 本工程由北京市建筑设计院设计，原桩径为600mm，桩长23.5米的泥浆护壁成孔的砼灌注桩，单桩承载力标准值为800KN，总桩数70根，但因场地狭小，地下管网密布，给设计布桩及施工带来极大困难，本楼基础经多次研究最后决定改用承载力大、沉降小、工期短且经济的挤扩支盘桩。
4G:?U6 布桩方案基本上为单桩单柱，共设1#桩17根，ф0.7×23.5米，三盘二支，单桩承载力标准值3500KN,⑦层为度盘持力层；２＃桩６根，ф0.7×16.5米，单盘方案。单桩承载力标准值为1700KN，⑤层为持力层，若遇⑤层缺失时，可增加一盘。总桩数由70根减少到23根。
z>\vYR$ 本技术施工工艺简单，常规工法成孔后，下入支盘成型机械形支盘，再进入下一道常规工序，即下钢筋笼、导管及灌注水下砼。
'<Nhq_u{ 本工程提前70%工期，节约30%投资。普通灌注桩单方砼完成极限承载力438KN/m3，挤扩支盘桩大于1174KN/m3。现场整洁，做到文明施工。工程质量优良，获得国家建筑质量监测中心，投资方、设计单位及监理公司的一致好评。
3LxhQVx2 六、结语
JG]67v{F 1．挤扩支盘桩是通过改进成桩工具，以达到改善桩受力和作用机理为目的的新型桩基，是桩基工程
d&!;uzOx 一项重要新技术、新成果，这一工法的出现弥补了普通灌注桩，预制桩等多种缺欠，使桩基技术大大向前发展。
l%$~X0%DM 2.挤扩支盘桩一般可应用于建（构）筑构承载桩基、抗拨桩基、基坑支护桩以及建筑物增层改造桩基、复合地基处理以及桥梁桩等工程领域。
9 -Y.8:A` 3.适用多种地基土质，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。采用挤扩支盘桩都可取得较好效果。可在水下砂土中挤扩成扩大桩头。
3Kv ~lo ^ 4.挤扩支盘桩受力机理明确，竖向承载能力高，受荷变形小，抗震性能良好，使结构设计方案忧化；由于其独特的技术形式，有效缩短工期，节省原材料30%-70%，致使工程造价大幅度降低，改良施工作业环境，降低劳动强度，且工程质量稳定、结构工作安全度高。
#84<aM 总之，挤扩支盘灌注桩技术，为桩基工程提供一种新手段、新方法，能适应更复杂的建筑工程要求，是我国桩基工程技术的一枝新秀，一种更为合理的桩型，为桩基的“武器库”中，增添一个新成员。今后必将得到更广泛的应用与发展。
F\! V a qDMVZb-(# 我本想直接提供给大家，但文中的公式不知到为何粘帖不上，对文本的操作我也不熟悉，只好再把该文的压缩文件附后，里面公式都有，需要的朋友请下载。给大家带来的不便，请原谅！
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