擠擴支盤樁在湛江重大項目中的應(yīng)用

謝文軍 劉冬瑛

20世紀50年代，印度出現(xiàn)了多節(jié)擴孔樁基礎(chǔ)，20世紀90年代，擠擴支盤樁在普通灌注樁基礎(chǔ)上增設(shè)盤或支而成新型樁基技術(shù)，2017年8月廣東省公路學(xué)會組織技術(shù)交流、現(xiàn)場觀摩及向全省推廣擠擴支盤樁的應(yīng)用。

一、引言

擠擴支盤樁是一種新型結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土異型柱，是在原有等截面鉆孔灌注樁的基礎(chǔ)上，在樁身適當(dāng)部位通過擠壓設(shè)備擠壓土體形成“分支”或“承力盤”，因而稱之為“擠擴支盤樁”。支盤樁受力機理明確，根據(jù)地質(zhì)情況在硬土層中通過機械液壓擠擴，對各分支和承力盤周圍土體施以三維靜壓，擠擴支盤樁空腔，擠密的周圍土體與空腔內(nèi)灌注的砼樁身、支盤緊密地結(jié)合為一體，發(fā)揮樁土共同承力作用而形成擠擴支盤樁。

二、潮汕環(huán)線擠擴支盤樁實驗數(shù)據(jù)成果

潮汕、湛江地處廣東東西翼的沿海地區(qū)，氣候、地質(zhì)極其相似。粵交集基【2017】197號、【2017】225號，潮汕司【2017】596號、【2018】157號、省交通集團【2018】44號分別對潮汕環(huán)線擠擴支盤樁進行研討、檢測試驗。以下為桑田高架橋3 根常規(guī)基樁和 2 根支盤樁試驗結(jié)果。

試樁靜載試驗Q-S 曲線

各級荷載下各支盤端承力變化曲線

桑田高架橋試驗樁承載力及位移試驗成果表

三、湛江大道橋梁擠擴支盤樁設(shè)計及經(jīng)濟分析

湛江大道，堪稱湛江“第四大道”，是湛江市 “一環(huán)九射”快速路系統(tǒng)中的重要組成部分。項目采用一級公路兼城市快速路標(biāo)準建設(shè)，路線全長 21.896km，主線雙向八車道，設(shè)計速度 80km/h。全線共設(shè)置互通式立交 9座，主線左、右幅分別設(shè)計橋梁合計7032.38m/20 座、匝道橋合計 4865.16m/14 座，跨線橋 8 座，長度合計785.2m。本項目除跨線橋外，橋梁下部基礎(chǔ)均采用擠擴支盤樁設(shè)計。共設(shè)計支盤樁樁基1296根，設(shè)支1335個，設(shè)盤3467個。

1.擠擴支盤樁力學(xué)原理及單樁承軸向受壓承載力計算

（1） 承載力=側(cè)摩阻+支盤端阻+樁端阻

Qult=極限承載力標(biāo)準值；

Qalw=承載力特征值；

FS=安全儲備值。

（2）單樁承軸向受壓承載力計算公式：

瑞云南路特大橋左幅1號墩計算結(jié)果如下表：

支盤及樁端阻力 總效應(yīng)計算參數(shù) 荷載 數(shù)值六星支1 4 上盤 下盤 樁底 樁自重(kN) 641標(biāo)局(H1) -20 -24 -28 -32 -37.5 -43 -46.79 樁頂反力(kN) 11000面積Ap(m2) 1.65 1.65 1.65 1.65 3.02 3.02 1.13六星支2六星支3六星支樁基承載力(kN)12400清底系數(shù)M 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.7 富裕系數(shù) 1.13修正系數(shù)X 0.65 0.65 0.65 0.65 0.6 0.6 0.6直徑1.5m樁長(m)20基本容許值faO(kpa)((（kpa）(kPa)250 250 250 350 350 350 350直徑1.2為樁長(m)30修正系數(shù)k2 2.5 2.5 2.5 2.5 1.5 1.5 1.5支盤樁總樁長(m)50 Y2 9 9 9 9 9 9 9原設(shè)計樁長(m)80樁端埋深h (m) 23.2 27.2 31.2 35.2 40.0 40.0 40.0 盤個數(shù) 2 qr 435.2 490.7 546.3 663.6 484.2 484.2 356.8 支個數(shù) 4端阻力(kN) 718.0 809.7 901.4 1095.0 1464.2 1464.2 403.5端阻力合計(kN) 6856.0

湛江大道橋梁擠擴支盤樁經(jīng)濟指標(biāo)分析

四、結(jié)語

通過計算、試驗分析，擠擴支盤樁在工程領(lǐng)域具有三大優(yōu)勢。1.支盤成腔時對土體的擠密及樁身截面的增大，提高了單樁承載力。2.支盤樁大幅度地降低了樁端荷載比例，變形較常規(guī)樁明顯減少，安全儲備大。3.支盤樁樁長比常規(guī)樁短，經(jīng)濟性和施工工期優(yōu)勢明顯。湛江市由于特殊地質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)致橋梁建設(shè)基本采用長樁設(shè)計，本次擠擴支盤樁的推廣具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，目前調(diào)順島大橋等重大項目均已采用。