1、多节旋挖挤扩灌注桩关键技术研究应用摘要：DX 桩是近年来新兴的一种变截面新桩型。是在钻孔灌注桩的基础上，使用专用挤扩设备在桩底和桩身挤扩成为支盘状，然后浇灌混凝土后形成的桩身、分承力盘和桩根共同承载的桩型。DX 桩可较大幅度提高单桩承载力。试验表明单桩承载力比同等条件下的直孔灌注桩提高80%以上。DX 桩可在粘性土、粉土、砂土层、强风化岩、残积土中挤扩承力盘，也可在卵砾石层的上层面挤扩成盘，更适宜在粘性土、粉土或砂土交互分层的地基中使用。 关键词：旋挖挤扩钻机；单桩承载力；盘端持力层； 中图分类号： TU473 文献标识码： A 文章编号： 0 引言 目前，我国在桩基础施工中大量使用直孔灌注桩
2、，为了提高承载力，通常的做法就是施工中加大桩径与桩长。从广义说直线是曲线的特例。平面是曲面的特例。应用中由于受设备和技术条件的限制，我们习惯只单纯为增加侧摩阻而加长直孔桩的桩长桩径，使得土和桩的承载力没有得到充分应用，这就使特例成为广泛使用的技术。而变节面桩充分调动了桩基的土壤承载能力，使桩长与桩径大大减小，DX 桩就是这样一种较好的变截面桩。DX 多节挤扩灌注桩是近年来新兴的一种变截面新桩型。它是在钻孔灌注桩的基础上，使用专用的挤扩设备在桩底和桩身挤扩成为多节支盘状，然后浇灌混凝土后形成的桩身、分岔、分承力盘和桩根共同承载的桩型。由于分岔和承力盘增大了桩身的有效承载面积，同时挤扩设备对周围土
3、体有一定的挤密作用，可以充分发挥端阻力的作用，而土体的端阻力往往是侧阻力的几十倍，因此 DX 桩可较大幅度地提高单桩承载力，降低沉降。在铁路桥梁的桩基础建设中如果推广使用 DX 桩，可充分发挥其承载力高和沉降小的优点，能减小桩身截面和长度，这将有效缩短工期，降低工程造价，带来不可估量的经济效益和社会效益。 1.工程概况 本工程为某地方指挥中心办公楼设计，抗震设防烈度为 7 度，第一组，设一，二层裙房，功能主要为对外服务的大厅及职工食堂，餐厅，主楼地上 12 层，主要功能为各部门办公，建筑总高度 49.65 米，底部一，二层裙房与主楼相连，连带裙房后东西长 90.0m，南北宽 46.70m；出裙
4、房屋面后主楼东西长 69.20m，南北宽 20.00m；结构在东西方向均超长。上部结构形式为框架剪力墙结构，框架抗震等级为三级，剪力墙抗震等级为二级。由于天然地基土的承载力较低且地下水位较高，本工程主楼选用多节旋挖挤扩灌注桩基础，裙房选用普通钻孔灌注桩。 2.基础方案选用 本工程主楼与群房相连，未设置沉降缝，群房最大的柱下竖向荷载标准值为 1076KN，主楼最大的柱下竖向荷载标准值为 8296KN，裙房采用d=700mm 的普通钻孔灌注桩，主楼采用 d=700mm 的多节旋挖挤扩灌注桩，根据地质报告提供的各层土的极限侧阻力标准值及桩端土极限端承力标准值，结合建筑桩基技术规范及三岔双向挤扩灌注桩
5、设计规程试算的单桩承载力特征值，群房的单桩承载力特征值取 1200KN，主楼的单桩承载力特征值取 2300KN。两类桩的桩端承载力土层均为第 7 层粉质粘土，桩长均为 20 米。由此可见，在相同桩径及桩长情况下，多节旋挖挤扩形成多段承力盘端阻力，多层端阻与侧阻共同作用得到的单桩承载力能是普通钻孔灌注桩的近 2 倍。 3.旋挖挤扩灌注桩工作机理 三岔旋挖挤扩灌注桩是在预钻孔内，放入专用的三岔双缸双向液压挤扩装置，按承载力要求和地层土质条件在桩身适当部位，通过挤扩装置双向油缸的内外活塞杆作大小相等方向相反的竖向位移带动三对等长挤扩臂对土体进行水平向挤压，挤扩出互成 120 度夹角的三岔状的上下对称
6、扩大形腔或经多次挤扩形成近似双圆锥盘状的上下对称的扩大腔，成腔后提出三岔双缸双向液压挤扩装置，放入钢筋笼，灌注混凝土，制成由桩身，承力岔，承力盘和桩根共同承载的钢筋混凝土桩，可大大提高单桩承载力。 4.旋挖挤扩灌注桩的特点 （1）旋挖挤扩灌注桩可以做任意变截面桩，在工作中即可对土体进行切削，又可对土体进行碾压，传统的 DX 桩是挤扩的，遇到硬土层，挤不动，现在旋挖挤扩在工作中即可以对土体进行切削，又可对土体进行碾压，在遇到坚硬土体时进行冲击成孔，在硬土层里面成盘，故称之为“岩土加工中心” ，从而大大扩大了原有 DX 技术的应用范围。 （2）盘位可主动调控。新型的旋挖挤扩装置，具有实时监控系统，
7、可以同时实时显示并记录整个施工过程，包括旋挖钻机钻杆的前后左右的垂直度，回转角度，钻机整体重心，钻孔深度，扩孔深度及直径大小，通过扩孔压力值的显示反应土体的坚硬程度，从而在施工中可以上下调控盘位，在一定量的范围内通过对三岔双缸双向液压挤扩装置深度的调整，可有效地控制设计所选择承力盘持力土层的位置，保证单桩承载力能充分满足设计要求，同时还可掌握相关地层的厚薄软硬变化，弥补勘察精度的不足。挤扩装置可以借助于起重设备的升降进行入孔深度的调整，这种主动调控性能是三岔旋挖挤扩灌注桩施工工艺的突出特点，对于土层分布不均匀时，可确保承力盘都设置在同一持力土层中。 （3）旋挖挤扩装置的特点是双回转装置，保证在
8、旋挖挤扩过程中，水平旋转和竖向旋转同时进行时油管不会发生缠绕。挤扩臂始终与土体接触，承力盘腔上下土体收到均衡挤压力，土体扰动小，且挤扩臂外表面呈圆弧状，承力盘腔顶壁土体不易坍塌，承力盘腔成型效果好。并且过去的 DX 桩，不能清沉渣，新型旋挖挤扩装置可以进行清渣。 （4）DX 旋挖装置中旋挖挤扩头，双向转装置，实时监控系统等均采用模块化配置，能与其他任何钻机相配套使用，为 DX 技术的推广提供了便利的条件。 （5）旋挖挤扩灌注桩的适用土层有，可塑硬塑粘性土，稍密密实状态粉土和砂土；粘性土，粉土和砂土交互的土层；强风化岩或残积土；密实状态下的粉土和砂土，中密密实状态下的卵砾石层的上层面，适用范围较
9、广且提高了功效，是原有 DX 桩成桩速度的 10 倍，成盘性能好，并且稳定。 5.DX 桩的适用范围 DX 桩可作为高层建筑、桥梁、一般工业与民用建筑及高耸构筑物的桩基；可在粘性土、粉土、砂土层、强风化岩、残积土中挤扩承力盘，也可在卵砾石层的上层面挤扩成盘，更适宜在粘性土、粉土或砂土交互分层的地基中使用。DX 桩的桩身直径可为 400-2000 mm，桩长一般不大于 60m。 6.结论 综上所述，旋挖挤扩钻机是可以做任意变截面桩的工程机械，工程实践证明其集旋挖钻机及传统挤扩桩设备的优势为一体，且又具有其自身独特的特点，是一项重大的技术创新和突破。在以后饿工程中，可以因地制宜的选择并合理的应用。 参考文献 1张德华,王梦恕.DX 挤扩灌注桩技术在铁路桥梁工程中的应用J.中国工程科学,2011,07:92-96. 2沈保汉.DX 挤扩灌注桩的荷载传递特点J.工业建筑,2012,05:5-12. 3荆少东.DX 多节挤扩灌注桩承载机理研究D.中国海洋大学,2011. 4刁坤林.旋挖机钻孔灌注桩施工质量控制J.工程科技,2011,03:86-87. 5富华.浅谈旋挖钻机在灌注桩施工中的应用J.华章,2013,05:331.
