挤扩支盘混凝土灌注桩的设计及应用.pdf

浙江 建 筑 ， 第 2 7卷 ， 第 9期 ， 2 0 1 0年 9月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n，V o 1 2 7，No 9，S e p 2 0 1 0 挤 扩支盘 混凝 土灌注桩 的设计及应 用 De s i gn& Ap p l ic a t ion o f t h e Squ e e z e d Ca s t - I n Pl a c e Co n c r e t e Pi l e 林 可 瑶 L I N Ke y ao ( 浙江省建筑设计研究 院， 浙江 杭州 3 1 0 0 0 6 ) 摘 要 ： 针对 宁波微 软技术 中心工程的地基条件 ， 桩基工程经过 比选 采用挤 扩支盘混凝土灌注桩 ， 提高 了单 桩竖 向承 载力 ， 可 减少总桩数 2 8 ， 桩径也从 咖l 0 0 0 mm缩小 为 0 0 am， 仅桩基部分就节约投资 3 0 0多万元 ， 达到 既安全 可靠 又经济节 约的 目的。 关键词 ： 挤扩支盘桩 ； 承载力 ； 建筑节材节能 ； 经济效益 中图分类 号： T U 4 7 3 1 2 文献标 识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 83 7 0 7 ( 2 0 1 0) 0 9 0 0 2 1 0 3 1 工 程 概 况 宁波微软技 术 中心 位 于 宁波 市 东部 高新 技术 开 发 区 ， 该工程 是 1 幢 2 4层办 公楼 ( 高 度 1 0 8 9 I T I ) 。主 体结 构类 型为钢筋混 凝土框 架 一核心 筒结 构 ， 本 工程 位 于抗震设 防 区 ， 设 防烈度 6度 。建筑 场地 土为 软弱 场 地土 ， 建筑 场地类 别为类 ， 基本 风压 0 6 0 k N m ， 基 本雪压 0 4 5 k N m ， 地 面粗 糙 度 为 B类 。结 构安 全 等级 为二级 ， 结 构设 计 使 用 年 限 为 5 0年 。抗 震 等 级 ： 核心 筒二级 、 框 架三级 。根据 结构 整体 计算 结果 ， 框架柱 单柱 标 准组 合 下 最 大轴 力 2 3 8 7 2 k N， 核 心 筒 标准组 合下竖 向力 2 8 4 1 4 0 k N。桩基 工程采用 挤扩支 盘混凝 土灌注 桩 ， 目前 该 工程 主 体 已结 顶 ， 进入 全 面装修阶段 ， 本文主要介绍该工程的桩基工程设计 。 2桩 基 础 设 计 工 程建 筑 场地 原 始地 貌 为农 田 ， 地 势平 坦 。各 土 层 的分 布情 况及 力学 指标 见 表 1 。 表 1地基土物理 力学指标 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 6 0 3 作者简 介： 林 可瑶 ( 1 9 6 5 一 ) ， 女 ， 浙江 台州人 ， 高级 工程 师 ， 从事建筑结构设计工作 。 2 2 浙 江建筑 2 0 1 0年第 2 7卷 根据大 楼 的岩 土工 程 勘 察 报告 ， 本 场 地 上 部 没 有良好的基础持力层 ， 建议 以第 81层 ( 细砂层 ) 或 第 82层 ( 砾 砂 层 ) 作 本 工 程 桩 基 持 力 层 。 如果采用 传统 的大 直 径钻 孔 灌 注 桩基 础 ， 单 桩 竖 向承载力 特征值 见 表 2 。 表 2单桩 竖 向 承 载 力特 征值 主楼 部分 按上 述单 桩竖 向承载 力布 置 的桩位 图 见图 1 。已接近满堂布桩 ， 可见单桩承载力不高 ， 布 桩 数 多 、 承 台大 ， 经济 性差 。 针 对 上 述 情 况 ， 从 提 高 单 桩 竖 向 承 载 力 着 手 是 解决 本 工 程 实 际 问 题 的关 键 。 因 本 工 程 建 于 宁 波 市 ， 挤 扩 支 盘 灌 注 桩 在 宁 波 已 有 应 用 ， 且 又 是 2 0 0 8年宁波市建设系统重点推广技术产 品。本工 程地 基 土 中存 在 性 质 和 厚 度 都 宜 于 成 盘 的 黏 土 、 粉 土 和 砂 土 ， 经 多方 了解 掌握 数 据 ， 同时 在 甲方 的 重 视 下 ， 于 2 0 0 8年 7月 召 开 专 家 论 证 会 ， 论 证 挤 扩 支盘 桩 在 微 软 技 术 中心 项 目中 的 应 用 可 行 性 。 得 出结 论 为 ： ( 1 ) 根 据 本 工 程 实 际 地 质 条 件 ， 采 用 支盘桩是可行的 ； ( 2 ) 建议在 81土层 中做一 个 盘 ， 7层 中做 一 个 盘 ， 第 3层 土 中再 做 个 盘 ； ( 3 ) 本 工 程 81 层 土 埋 置 深 度 不 同 ， 要 根 据 实 际 情 况 调 整 盘 的位 置 。 图 1 主楼单桩 竖向承载力桩 位布置 图 挤 扩 支 盘 灌 注 桩 建 筑 节 能 技 术 ， 是 根 据 仿 生 学原 理 ， 受 树根 的形 态 启 发 而 发 明 的 ， 属 于 钻 孔 灌 注桩 的一 种 。 由 主 桩 、 承 力 盘 及 分 支 组 成 。在 钻 孔 结束 后 ， 下 入 液 压挤 扩 机 ， 在 适 当 的位 置 对 钻 孔 周 围土 体施 加 三 维 静 压 ， 挤 扩 形 成 承 力 盘 或 分 支 ， 充分 利 用 有 利 土 层 ， 形 成 多 个 端 层 共 同 受 力 。一 个承 力 盘 的 面积 是 主 桩 截 面 的 45倍 ， 主桩 与 承 力盘及分支紧 密结合成 一体 ， 发挥 了桩土共 同承 力 的作用 ， 改善 了桩 的受力 机 理。大 大提 高了单 桩 竖 向 承 载 力 ， 而 且 减 少 了 沉 降 。本 工 程 在 工 程 桩全 面 施 工 前 做 了两 根 9 0 0、 一 根 6 5 0静 载 荷 试验 桩 ， 9 0 0桩 盘 径 为 1 8 m， 6 5 0桩 盘 径 为 第 9期 林可瑶： 挤扩支盘混凝土灌注桩的设计及应用 2 3 1 5 n l 。 桩 承 载 力 检测 数 据 如 下 ： S l桩 L=5 4 5 m， 最 大检 测 荷 载 1 2 3 0 0 k N， 对 应 的位 移 量 1 3 0 8 mm。S 2桩 L=5 4 9 m， 最 大 检 测 荷 载 1 2 3 0 0 k N， 对 应 的位 移 量 1 7 9 8 m m。S 3桩 L=5 4 6 I n ， 最大检测荷载 6 6 0 0 k N， 对应 的位移量 1 6 2 9 mm。按 上 述 试 验 结 果 的单 桩 竖 向 承 载 力 特 征 值 ， 主 楼 部 分 布桩 见 图 2 。后 来 桩 基 工 程 施 工 完 成 后 ， 工 程 桩 也 进行 了 三 根 竖 向 承 载 力 检 验 ， 检 测 情 况 同样 良好 ， 9 0 0 最 大 检 测 荷 载 1 2 0 0 0 k N， 对 应 的位 移量 2 2 8 7 mm。 对 比图 1和 图 2 ， 可见 桩数 减少 了 2 8 ， 桩 径 也 从 1 0 0 0减 为 9 0 0 ， 仅 桩 基 部 分 就 为 甲方 节 约 了 3 0 0多万元 。同 时相应 减 少 的桩 承 台与 筏 板 的工 程 量 ， 节 约 了 混凝 土 、 钢 筋 、 水 、 电等 材料 ， 减 少 泥浆 排 放 ， 缩 短 了工期 等 ， 由此带 来 的经 济效益 是 显而 易见 的 。中 间结 构 验 收 时 的 沉 降 观 测 记 录数 据 为 最 大 2 1 mm， 最小 1 7 m m。沉 降 较 为理 想 ， 甲方 对此 非 常 满 意 。 9 0 0 - 4 广 。 9 0 0 3 ， 、 、 1 ( 4 s o ) 、 ( _ 8 至 l 、 N 家 I L 、 至 l ， ) 、甍I ， ， 七 【 ) 、 、 ， 卜 一 、 l ， 至 l ； + ， ： 上 ， 竺 、 、 l _ - _ _ _ l l 7 2 5 I 3 【 3 l l 9 0 o _ 5 1 _ _ 一 _ _一 一 d9 0 0 -4 - 9 2 5 o d 9 0 0 - 3 ， 0 q ， 十 、 十 、 l ， l 、 8 。 至 I L _ f 【 I 障 、l ， -= 幽 垦 3 I 3 5 4 、 _。 -一 9 0 0 - 3 量 9 0 0 4 ， 、 ， 、 ， 、 ， - ， I - - J 、 量 i 、 ， I 一 l 一 刁 至 l L _ f 串 、 、 J ， ， 、 ， -= 十 ， ； 、 、 l 、 ： 、 一 一 I 3 L I 2 7 2 70 o I 45 (1 2 51 _一 -_一 【 2 5 , I 4 5 ( 2 7 0 0 2 7 0 0 2 7 0 0 2 7 0 0 ,9 0 0 4 5 9 0 0 4 t 4 5 0 ) 9 0 0 - 3 ( _ 7 删 ( _ 7 枷) 、 、 l ! t x x( - 7 4 5 0 ) I ， 、 l I 、 l 、 、 、 ； 要 l F ,rZ A n 、 至 l 、 、 ， 至 I ： 、 l ： ： 、 ； 一 l q l 7 2 5 图 2主楼挤扩支 盘桩 布置图 3 结 语 工程 设 计 中 ， 设 计 人 员 应 根 据 地 质 实 际 情 况 ， 认 真 分 析 比较 ， 合 理 选 择 桩 基 类 型 ， 对 地 基 土 中 存 在性 质 和 厚 度 都 宜 于 成 盘 的 黏 性 土 、 中 密 一密 实 的粉土和砂 土 ， 采 用挤扩 支 盘灌 注桩是 提 高单 桩 竖 向承 载 力 特 征 值 较 为 有 效 的 方 法 ， 从 而 节 约 工 程造 价 ， 减 少 建筑 能 耗 ， 可 取 得 显 著 的 经 济 和 社 会 效 益 。 参 考 文 献 1 樊 良本 ， 张 国梁 ， 胡敏 云 D B 3 3 T 1 0 1 2 - 2 0 0 3挤 扩支盘 混凝土 灌注桩技术规 程 s 杭州 ： 浙 江省标准设计站 ， 2 0 0 3 2 黄熙 龄 ， 滕延 京 ， 王铁 宏 ， 等 G B 5 0 0 0 7 - 2 0 0 2建 筑地基 基础设 计规 范 s 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 2 3 益德 清， 施 祖元 ， 陈云敏 ， 等 J 1 0 2 5 2 - 2 0 0 3建筑地 基基 础设计 规范 s 杭州 ： 浙江大学 出版社 ， 2 0 0 3 4 黄强 ， 刘金 砺 ， 高文生 ， 等 J G J 9 4 - 2 0 0 8建 筑桩 基技术 规 范 s 北京 ： 中国建筑 工业出版社 ， 2 0 0 8