挤扩支盘桩承载力研究

桥 梁 工 程 器
８ｒ ｉ ｄ ｇｅ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅｅｒ ｉ ｎ ｇ
挤扩支盘桩承 载力研 究
高 阳 ． 崔 策
（ 中 国公 路 工 程 咨 询 集 团 有 限 公 司 ， 北 京 １ ０ ０ ０ ９ ６ ）
摘
要 ： 根 据 挤 扩 支 盘 桩 的成 桩 工 艺 ， 基 于 该 桩 的现 场 静 载 荷 试 验 数 据 ， 对 挤 扩 支 盘 桩 的承 载 性 能 及 影 响 因 素开 展 了 研
宁波绕 城公 路东 段项 目五 乡互 通立 交桥 匝道 使用 对称 分支 演变 而成 的一种新 的桩 型 。 一 般该 桩 由主 桩 、
了挤扩 变径 支盘桩 （ 桩基 设计 直径 为 ０１ ２ ０ ０与 ０１ ５ ０ ０ 底盘 、 中盘 、 顶 盘及 若干 个分 支所 组成 ， 见图 ２ 。
而后 段则 主要受端 阻力制 约。 但对 于支撑 于较硬持 扩 底 桩 承 载 力 主 要 由桩 侧 阻力 和桩 端 阻力 两 部 约 ， 分组成 ， 桩土 体 系荷 载 的传 递过 程 就是 桩 侧 阻力 与 桩 力 层上 的短 至 中长 扩底 桩 ， 曲线 前 段 同时 受侧 阻 力和
端 阻 力 的发 挥过 程 。一 般说 来 。 靠 近桩 身 上部 土 层 的 端 阻力 的制约 。 侧 阻力先 于 下部 土 层处 发挥 作 用 。 而侧 阻 力 则先 于 端 ４ 挤 扩 支 盘 桩 的 竖 向 承 载 能 力 数 值 模 拟 阻力 发挥 出来 。 桩侧 摩 阻力 和桩 端阻力 的发挥 程度 与 考 虑 了桩 土间 滑移 、 脱 离及 土 的非 线 性 等影 响 因
变径） ， 总 桩数 １ ７ ０根 ， 典 型 剖面 见 图 １ 。
顶盘）
上支盘
中盘 ）
中支 ）
底 盘）
图 ２ 支 盘 桩 的外 形 结 构 图
２ 挤 扩支盘 桩不 宜应 用 的地质 条件
挤扩 支盘 桩独 特 的优点 就是桩 的承 载力 比普 通灌
注桩高 ， 但它也不是 “ 万能桩” 。 按 挤 扩 支 盘 桩 的特 点
４ ） 有 坚硬 夹层 时不 宜应用 或慎 用 ：
图 １ 典型剖面图（ ｃ ｍ）
５ ） 石灰 岩地 层不 宜应 用 ：
２ ｏ １ ３ 年 第４ 期（ ７ 一 ） 第 ３ １ 卷 啼荭投求 ５ ７
器 桥 梁 Ｔ程
Ｂｒ ｉ ｄｇ ｅ Ｅｎ ｇｉ ｎｅｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Hale Waihona Puke ６ ） 从松 软突 变到特 别坚 硬 的地层不 宜应 用 ；
该 工 程桩 径 １ ５ ０ ０ ｍｍ， 盘径 １ ９ ０ ０ ｍｍ， 桩长 ４ ５ ～ 分 布 于桩 端持 力层 ， 持 力 层受 桩端 荷载 和 桩侧 荷 载作
５ ０ ｍ， 极 限承载 能 力标 准 值 为 １ ２ ０ ０ ０ ｋ Ｎ， 从 桩 的分 类 用 而压缩 （ 含部分 剪切 变形 ） ， 桩基 因此产 生沉 降。 单 桩
桩径 大 １ 倍 左右 的承力 盘 ， 从 而提 高桩 的竖 向承载 力 、 力 层 的性质 、 桩径 、 桩长 、 长径 比 、 成桩 工艺 与 成 桩 质 水 平抵 抗力 、 抗拔力。
３ ． １ 桩一 土体 系荷 载传递 规律
量等 诸多 因素 的变 化 而变化 。一般 由于 桩侧 阻力 较之 桩端阻力先 发挥 出来 ， 因此 曲线 的前 段主要受侧 阻力制
在下 列地 质条 件下 不宜 应用 或慎 用＿ ｌ ＿ ］ ：
１ ） 在 地 下 水 位 以下 ， 泥浆 护 壁成 桩 、 土 层 为 饱 和
性 黏土 的情况 不 宜应用 ：
２ ） 很厚 的软土层 中间没 有持力层夹层 时不宜应用 ：
３ ） 孤 石和 障碍 物多 的地层 不 宜应用 ：
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｂｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｑ ｕ ｅ ｅ ｚ ｅ ｄ Ｂｒ ａ ｎ ｃ ｈ Ｐ ｉ ｌ ｅ
Ｇａ ｏ Ｙａ ｎ ｇ， Ｃｕ ｉ Ｃｅ
近年 来 我 国 桩基 工 程 在 市 政 基 础 设 施 及 民用 建 １ 支 盘桩 的基本 结构
因素 进 行 了分 析 研 究 。 关键词 ： 桥梁 ； 挤扩支盘桩 ； 成桩质量 ； 数值模拟 ： 承载 性 能 ； 影 响 因 素 中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ４ ３ ． １ ５ ９ 文献标志码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ９ — ７ ７ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ５ ７ — ０ ３
７ ） 因有 承压水 而无 法成 直孔 桩时 ， 也 无法 应用 。
３ 挤 扩 支 盘 桩 受 力 性 能 研 究
３ ． ２ 支 盘扩底桩 的沉降变 形规律
桩顶 竖 向荷 载 南桩侧 摩 阻力 和桩 端 阻 力 承受 ， 以
剪 应 力 的形 式 传 递 给 桩 周 土体 的荷 载 最 终 也将 扩 散
上属 于大 直径 、 中长 扩底灌 注桩 。
竖 向静 载 荷试 验 的荷 载一 沉 降 曲线 （ Ｑ— Ｊ ｓ曲线 ） 是 桩 土
挤 扩支 盘桩 属 于变 截 面灌 注桩 。 是根 据 桩 的受 力 体 系 的荷 载传 递 、 桩 侧 阻力 和桩 端阻 力发 挥 性状 的综
特性 ， 在 桩 身 设 置一 些 分 支 ， 在 桩底 部 或桩 身 设 置 比 合 反 映。 Ｑ — Ｓ曲线 的线型 随桩侧土层 分布性 质 、 桩端 持
究 。基 于 对 挤 扩 支 盘 桩 的 数 值计 算 ， 研 究 了 扩底 桩 的 竖 向 承载 性 能 和 荷 载 传 递 机 理 ， 分 析 了等 直 径 桩 和 扩 底 桩 承 载 特 性 的异 同 。 采 用 有 限 差 分 数 值方 法 建 立 基 本 计 算 模 型 ， 对桩长 、 桩径、 扩底次数 、 扩底桩径 、 桩 身 模 量 等 影 响单 桩 承 载 性 状 的
筑等建（ 构） 筑 物 中已被 广泛 应 用 ， 因此笔 者 主要 对一
种 新 型桩 基础— — 挤扩 支盘 桩进 行分 析论 述 。
支 盘 桩 是 在 等 截 面 普 通 钻 孔 灌 注 桩 桩 身 的 中下
部 增 设 若 干个 承 力 盘 ， 或者在其中 、 上 部 增 设 若 干 个