階梯型變截面DX樁應(yīng)用研究概述

劉 鋒 陳斯寧 馬成剛

1宿遷學(xué)院（223800） 2宿遷市高速公路建設(shè)指揮部（223800）

階梯型變截面DX樁應(yīng)用研究概述

劉 鋒1陳斯寧2馬成剛2

1宿遷學(xué)院（223800） 2宿遷市高速公路建設(shè)指揮部（223800）

簡述了階梯型變截面DX樁的施工工藝，及其目前的研究狀況,總結(jié)了目前研究存在的急需解決的問題，以及研究發(fā)展的方向。

階梯型變截面DX樁；施工工藝；承力盤

0 引言

階梯型變截面DX樁是一種新型變截面樁，目前在工程領(lǐng)域已經(jīng)得到了一定程度的應(yīng)用，該樁型能夠充分調(diào)動(dòng)地基土和樁本身的承載潛力，使承載能力大大提高，與此同時(shí)能減少樁身沉降量。但是與常規(guī)樁型相比，這種樁由于樁身幾何形狀沿樁身發(fā)生不規(guī)則變化而使得承載力特性發(fā)生很大的變化，荷載的傳遞也變得不連續(xù)，這給研究變截面樁的樁-土之間的應(yīng)力擴(kuò)散、相互作用和荷載傳遞函數(shù)推導(dǎo)帶來很大的困難。

1 階梯型變截面DX樁施工工藝

階梯型變截面DX樁繼承了變截面樁 （如圖1所示）和DX樁（如圖2所示）兩種樁的優(yōu)點(diǎn)，如圖3所示。

圖1 階梯型變截面樁（左）

圖2 DX樁（中）

圖3 階梯型變截面DX樁（右）

階梯型變截面DX樁施工工藝簡單,主要的工藝流程包括：變截面成孔施工→將DX旋挖擠擴(kuò)裝置放入孔內(nèi)→按設(shè)計(jì)位置自下而上依次擠擴(kuò)形成承力盤腔體→測定盤腔體的位置與尺寸→下放鋼筋籠→插入導(dǎo)管→灌注混凝土→成樁。

階梯型變截面DX樁僅在階梯型變截面鉆孔灌注樁施工的過程中增加了一道工序，即將DX旋挖擠擴(kuò)設(shè)備下入孔中,通過車載的微機(jī)液壓控制系統(tǒng)控制旋挖擠擴(kuò)臂的伸縮以及旋轉(zhuǎn)，旋擴(kuò)出DX樁的承力盤腔，旋擴(kuò)后腔體周圍的土體被擠密，該擠密后的土體與隨后澆筑入盤腔內(nèi)的混凝土緊密地結(jié)合成一體。通過在樁身下部設(shè)置多個(gè)承力盤，增大了樁身的有效承載面積，同時(shí)由于擠密土體效應(yīng)，較充分地發(fā)揮樁土共同承載作用，從而提高了單樁承載力，同時(shí)也達(dá)到減少沉降的目的。

國內(nèi)學(xué)者方燾[1]對(duì)變截面樁進(jìn)行了較為深入的研究，研究總結(jié)了其優(yōu)缺點(diǎn)；王夢(mèng)恕[2]對(duì)DX樁進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并總結(jié)了其優(yōu)點(diǎn)。而階梯型變截面DX樁則是繼承了這兩種樁的優(yōu)點(diǎn)，具體描述為：由于設(shè)置了變截面，可以更有效地利用淺層土的承載性能；抗拔性能優(yōu)于DX承力盤而具有了大幅度的提高。由于繼承了兩種樁型的優(yōu)點(diǎn)，所以本樁型在各種土層中均可使用。

2 研究現(xiàn)狀

我國目前采用較多的等截面鋼筋混凝土灌注樁是靠樁側(cè)摩阻力與樁底端承力共同作用來承擔(dān)荷載。對(duì)同一地基土，端承面積越大，樁身摩阻力越大，則樁的總承載力就越大。為了提高單樁承載力，通常的做法只有圍繞著提高樁側(cè)摩阻力與樁底端承力這兩方面來研究。要提高樁的側(cè)摩阻力，只有增加樁長或增大樁徑以提高樁的側(cè)表面積，然而增加樁徑特別是增加樁長會(huì)大大增加施工難度。

階梯型變截面DX樁正是釆用這一思路，在樁頂部擴(kuò)大其直徑，可以提高其抗彎、抗剪能力；在樁身不同部位設(shè)置承力盤，從而提高單樁豎向極限承載力。

目前，國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)等截面樁在豎向荷載和水平荷載作用下的變形和承載特征，從理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬等方面進(jìn)行了大量研究，而對(duì)于階梯型變截面DX樁的變形及承載特征的公開研究文獻(xiàn)，目前還較少。

3 結(jié)語

經(jīng)過多個(gè)工程實(shí)踐證明,階梯型變截面DX樁技術(shù)具有施工工藝獨(dú)特，機(jī)械先進(jìn)，且操作方便；盤腔成形穩(wěn)定，成樁差異小，單樁承載力高；同時(shí)節(jié)約成本，技術(shù)經(jīng)濟(jì)競爭力強(qiáng)等特點(diǎn)。但是，階梯型變截面DX樁的設(shè)計(jì)仍然采用規(guī)范推薦公式，為了滿足規(guī)范要求,我們不得不采用加大樁身直徑的方法，這樣做既不利于施工進(jìn)度，也不利于成本控制。所以，如何保證階梯型變截面DX樁在豎向荷載和水平荷載作用下既能保證安全，又能控制建造成本，是一個(gè)值得研究的課題。因此，針對(duì)階梯型變截面DX樁在豎向荷載和水平荷載作用下的變形及承載特性展開研究,具有重要的科學(xué)意義和工程實(shí)用價(jià)值。

[1]方燾.階梯型變截面樁變形及承載特性研究[D].博士學(xué)位論文,重慶:重慶大學(xué),2012.

[2]王夢(mèng)恕,賀德鑫,唐松濤.21世紀(jì)的樁基新技術(shù)-DX旋挖擠擴(kuò)灌注樁[J].中國工程科學(xué),2012,14(1):4-12.

項(xiàng)目:宿遷市交通科學(xué)研究項(xiàng)目（編號(hào):KJ2015-4）