擠擴支盤灌注樁的研究與工程應用

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一、概述 
    擠擴支盤樁是在原有等截面鉆孔灌注樁的基礎上發(fā)展而來的，其專用液壓擠擴設備與現(xiàn)有樁基機械配套使用，產(chǎn)生了樁體、承力盤和分支。根據(jù)地質情況在適宜土層中擠擴成型承力盤及分支、承力盤直徑較大，如樁身直徑600mm的樁體，其承力盤直徑可達1500—1600mm，如表1所示。 

             樁徑 400 600 800 1000 
             直徑 960 1600 2000 2500 
             樁徑與承力盤直徑關系 表1 

    擠擴支盤灌樁從1992年開始在建筑工程中使用。十年來已在北京、天津、河北、河南、安徽、山東、江蘇、黑龍江、湖北、廣東、海南、福建等十多個省市的上百項工程中采用。在提高樁基承截力、減少沉降、增加樁基安全性、降低工程造價和縮短工期等方面都取得了顯著效果。國家科委1998年4月組織專家論證后，已將擠擴支盤灌注樁技術納入“重點國家級火炬計劃項目”，建議在全國推廣應用。1998年11月科技部、稅務總局、對外貿(mào)易經(jīng)濟合作部、質量技術監(jiān)督局、環(huán)?？偩值葐挝粚D擴支盤灌注樁及設備納入“國家重點新產(chǎn)品“。在此之前，天津市建委、北京市科委、黑友江省建委、江蘇省建委、河南省建委、廣州市建委等都下達了文件或以會議紀要的形式推廣這項新技術。 
    擠擴支盤灌注樁的出現(xiàn)，對于解決灌注樁的許多技術缺欠，提高和改進灌注樁的承載性狀有著重大的影響和改進，是一項重要的新技術成果。 
    擠擴支盤灌注樁技術在理論研究方面也做了大量工作。1992年北方交通大學唐業(yè)清教授主持完成了《擠擴多分支承力盤砼灌注樁受力機型及承載力性狀的實驗研究》、《擠擴支盤樁支護結構的試驗研究》并做了18組不同盤距、不同盤數(shù)支盤樁的數(shù)據(jù)測定，總結出不同盤距或盤數(shù)對承載力的影響和承載力的計算公式，對擠擴支盤樁技術做為承載樁及支護樁的應用提供了重要的理論基礎。1994年在中國水利水電科學研究院主持下，對擠擴支盤帶來的土質擠密效果進行了72組試驗，得出了不同土層下擠密效果和成型規(guī)律。1995年在天津大學顧曉魯教授的指導下，在天津沿海軟土地區(qū)做了擠擴支盤工程樁的應力傳遞規(guī)律的試驗研究，并對該樁型的應用效果進行了分析研究，進一步豐富了沿海軟土情況下的設計計算方法。1999年4月，與北京勘察設計研究院合作進行了10組擠擴支盤樁的抗試驗。 
    目前，擠擴支盤灌注樁已編制了詳細的設計規(guī)程、施工規(guī)程以及施工質量檢測和驗收評定標準，并由天津市建委下發(fā)了新技術認定證書。建設部于1997年5月和7月分別在《建筑施工手冊》和《地基基礎施工手冊》中編入了“擠擴多分支承力盤砼灌注樁”的章節(jié)，內容包括擠擴支盤灌注樁的特點、適用范圍、工藝工法、承載力計算、質量要求、工程實例和效果評價等。 
    電力規(guī)劃設計總院于1998年4月下旬，在鄭州召開的“電子巖土工程技術領導小組1998年年會暨多分支承力盤樁基經(jīng)驗交流會”上，已明確提出在電力行業(yè)的工程建設中推廣應用擠擴支盤灌注樁，并建議將現(xiàn)有的擠擴支盤灌注樁技術標準修訂后，作為電力行業(yè)的標準來執(zhí)行。 
    總之，擠擴支盤灌注樁經(jīng)過多年實踐證明技術是可靠的，經(jīng)濟效益十分顯著。而且設計、施工、檢驗、驗收都已制定了規(guī)程，并取得地方政府和在關單位的認可。進一步加速推廣這項新技術的條件已基本具備，應用前景十分廣闊。 
    二、樁的作用機理 
    擠擴支盤灌注樁作為一種新型樁基，其作用機理可概括為以下幾點。 
    1、灌注樁的特點 
    灌注樁按其成樁過程對樁側土體的影響程度，可分為非擠土灌注樁（普通灌注樁）、部分擠土灌注樁（擠擴支盤樁）和擠土灌注樁（沉管灌注樁）等三大類。主要有以下特點： 
    （1） 除沉管灌注樁外，
    （2） 各種灌注樁在施工過程中無大的噪聲和振動。
    （3） 可根據(jù)土層分布情況任意變化樁長。
    （4）可根據(jù)同。
    （5） 一建筑物的荷載分布與土層情況采用不同。
    （6） 樁徑或樁型。
    （7） 對于承受側向荷載的樁可設計成有利于提高水平承載力的異型樁。
    （8） 變截面樁。
    （9） 可穿過各種軟硬層。
    （10） 將樁端置于堅實土層和嵌入基巖。
    （11）還可擴大樁底以充分發(fā)揮樁身強度和持力層的承載力。
    （12） 樁身鋼筋可根據(jù)荷載大小與性質及荷載沿深度的傳遞特征。
    （13）以及土層的變化配置。
    （14） 配筋率遠低于預制樁。 
    2、擠擴支、盤可充分利用承載土層 
    擠擴支盤灌注樁是采用普通鉆機成孔、通過專用裝置液壓擠密成支或承力盤，屬于部分擠土灌注樁。在所需擠擴支或盤的土層，支盤成型設備施加較大的油缸壓力(10-28Mpa)，最大擠擴壓力可達300T，對土強力擠密成分支或承力盤。因此不僅加大了樁側、樁端承載面積(以直徑600mm支盤樁為例，一個擠擴成1.6m承力盤的面積是樁身截面面積的7倍)，同時還對分支或承力盤上下的樁周土進行了擠密加固，提高了地基土的承載力和樁側摩阻力。 
    1994年6月水電科學研究院關于《多分支承力盤成型裝置支盤成型壓密效果試驗報告》的試驗研究結論指出： 
    （1）多分支承力盤成型擠密的效果是明顯的，成型擠密的影響范圍水平方向在距樁孔外邊1.0米以內，垂直方向在0.5米以內，干密度的提高幅度量大可達15—20%左右。 
    （2）分支或盤成型擠密的作用，對支或盤下方土體的影響比對上方土體的影響要大。由于樁的承載力主要取決于支盤下部土的性質，因此該特點對提高樁的承載力是利的。 
    3、擠擴支盤灌注樁具有廣泛的適用性 
    擠擴支盤樁不僅可以作為承載樁，也可作為支盤樁、抗拔樁和承受較大水平荷載的樁、復合地基等。特別是對于水下難于成孔的砂礫土層，此種擠擴可形成理想的規(guī)則的擴大頭，以及在擠擴過程對持力土層進行加固擠密。 
    4、擠擴支盤樁比普通灌注樁更優(yōu)越 
    擠擴支盤灌注樁和普通灌注樁相比具有明顯的優(yōu)越性，由于擠擴支盤的有效作用。 
    5、擠擴支盤灌注樁的破壞形式 
    灌注樁的破壞形式可分二種情況：第一為置于軟弱土層中的摩擦樁或一般土層中的小直徑樁，為樁尖刺入破壞模式。樁端阻力分擔的荷載比例較小，Ｑ－Ｓ曲線呈徒降型。第二為大直徑擴底樁。由于樁端有較大的支承面積，以基底土的壓密變形為主，伴有少量的側向擠出。支承于礫、砂、硬粘性土、粉土上的擴底樁，由于端阻破壞所需位移量過大，端阻所占比例較大，其中Ｑ－Ｓ曲線呈緩變形，極限承載力一般可?。觰=(3%-6%)D控制。 
    擠擴支盤灌注樁的破壞機理類似于大直徑擴底樁基礎，當樁頂受荷較小時，樁底承力盤下部土體被擠密，當荷載繼續(xù)加大，承力盤底下土層被壓密。由于施工時通過液壓裝置擠擴成孔，對樁底土壓密，故盤底土承載力高于原狀土，擴底盤的上部斜面由于樁體向下位移會出現(xiàn)臨空面，如在適宜土層處設多個承力盤，則擠擴支盤樁的極限承載力會明顯高于大直徑樁基礎，而且可以解決水下砂土不易形成擴大頭的困難。 
    當有兩個擠擴盤時，如果其間距大于最小臨界間距，則各承力盤周圍的土體，在成樁時被擠密加固，承力盤能提供較大的承載力，根據(jù)百余根擠擴支盤樁的靜載荷檢測報告數(shù)據(jù)分析，極限承載力中支承阻力即各承力盤分擔荷載之和所占比例達50%—90%。 
    如果盤間距太近，則承力盤間的土體就可能被剪裂，甚至塌落到下面承力盤的臨空面縫隙中，從而破壞了這一段樁土間的摩擦力。設計規(guī)程要求在計算樁側摩阻力時，將樁長減少ah,其中a取值1.1～1.8之間(參見表4)，h為承力盤高度。 
    當設置兩個以上承力盤時，合理的盤間距是設計多支盤樁的一個重要因素。因為盤間距太近，盤之間土層將會被剪壞，根據(jù)大量的室內模型實驗成果以及大量工程樁的工程實踐，總結出盤間距與土層的關系，在粘性土中承力盤最小臨界間距小于砂性土中最小臨界間距。 
    分支的破壞機理與承力盤的不同之處在于分支與土層的接觸面比承力盤小，分支會產(chǎn)生剪切刺入破壞。其對承載力的貢獻可按增加側阻考慮。 
    6、樁側摩阻力的分析
    樁側摩阻力及支承力的發(fā)揮與受荷狀態(tài)下樁的位移有密切關系： 
    （1）樁側土阻力在受荷初期就發(fā)揮作用，樁頂位移主要由樁身彈性變形和樁土相對位移引起，上部樁身與土體發(fā)生相對位移，使樁側摩阻力得以發(fā)揮，隨荷載的增加側摩阻力的發(fā)揮逐漸向下轉移，在分支或盤處荷載傳遞重新分配，盡管在盤附近可能失去部分摩阻力，但是，盤可以起到類似端承的支承作用，所以最終承載力仍可大幅度提高，單樁豎向承載力是普通鉆孔灌注樁的2倍—3倍。 
    （2）支、盤支承力的發(fā)揮一般滯后于側摩阻力，由于有支或盤的存在使荷載傳遞更加復雜。在盤的設置位置問題上，除考慮最小臨界盤間距因素外，更要考慮各承力盤之間的協(xié)調變形問題，即各承力盤壓縮變形區(qū)內各土層的壓縮模量Eai的問題。 
    有時擠擴支盤灌注樁的Q－S曲線呈此形狀，曲線前段與一般摩擦樁相同，隨各承力盤逐漸發(fā)生作用，Q－S曲線的坡度變緩，可謂支盤樁越壓越有勁。 
    7、樁的沉降變形是控制樁基承載能力的首要條件 
    擠擴支盤灌注樁的承載能力，既要考慮樁的承載能力因素，更應考慮樁的沉降因素，過大的沉降即使地基還沒有發(fā)生塑性破壞，往往會導致上部結構的開裂和損壞。因此樁基承載力和樁的下沉變形是控制擠擴支盤樁承載能力的雙重條件。尤其沉降變形更是首要條件。擠擴支盤灌注樁的破壞模式。應通過現(xiàn)場壓樁試驗，按樁許可的沉降量，選定樁的承載力，以便根據(jù)設計要求選擇合理樁長、支盤數(shù)、支盤間距的擠擴盤的大小尺寸等。 
    三、樁基承載力 
    擠擴支盤灌注樁作為一種新型深基礎，在適宜土層條件下可取代目前工程上使用最多的預制樁、鉆孔灌注樁以及大直徑樁墩基礎。雖然擠擴支盤樁與大直徑擴底樁變形均為漸近壓密形，但由于擠擴支盤樁對分支和承力盤周圍土體進行擠密加固，且可根據(jù)土層情況，選擇較好土層擠擴成數(shù)個分支或承力盤，所以擠擴支盤樁的受力機理和承載力性狀比普通鉆孔樁要復雜。 
    根據(jù)室內模型試驗的分析研究、大量現(xiàn)場靜壓試樁結果以及多項工程使用情況的，可用以下四種方法確定支盤樁的承載力： 
    1、直接法： 
    直接法主要有靜載壓樁試驗和大應變試驗法。采用現(xiàn)場靜載荷試驗確定單樁承載力標準值時，在同一條件下的試樁數(shù)量不宜小于總樁數(shù)的1%，且不應小于3根，工程總樁數(shù)在50根以內時不應小于2根，由于Q-S曲線為緩變形，極限承載力一般可取S=40-60mm對應的荷載，對于大直徑樁可取S=(0.03～0.06)D所對應荷載值，也可取S=0.001D(D為承力盤直徑-20cm)對應的荷載為容許承載力。這是首選的方法，尤其重要工程都應通過壓樁試驗確定其承載力。這樣既可滿足變形條件又可有效的確定其承載力標準值。 
    2、計算法 
    （1）標準貫入法 
    根據(jù)專家建議：結合擠擴支盤樁的特點，可用標準貫入法進行承載力估算： 
    式中Rk一單樁豎向載力標準值(KN)； 
    η2j, η3—土性系數(shù)按表2采用 
    qsi—樁身第I層土的側阻力標準值(KPa)，按樁基規(guī)范選用 
    K2j,K3—分項系數(shù)按表3采用； 
    Nj,N—第J層土標貫平均值和底盤座位置上下各4d土層的標貫平均值； 
    Li—折減后樁周第I層土摩阻(M)，計算方法按表4采用； 
    u--主樁徑周長（Ｍ） 
    Ap—底盤投影面積，按承力盤直徑－１０cm計算； 
    Ａpbj—扣除樁身截面積的支盤投影面積(M2)； 
    n ----樁有效深度范圍內土性系數(shù)； 
    m ----除底盤外的承力盤與十字分支個數(shù)。 
    支盤周圍土性系數(shù) 表2 
    土類 η2j η3 
    粘土、粉土 21-25 21 
    砂土 55 55 
    碎石、礫石 55 75 
    其它
    分項系數(shù)K2j、K3系數(shù) 表3 
    中間盤、上盤分項系數(shù)k 層盤分項系數(shù)k 
    1.4—1.8 2.5—3.5 
    L4計算方法 表4 
    粘土、粉土 砂土 碎石、礫石 其它 
    H-1.2h H-1.5∽1.8h H-1.8h H-1.1∽1.2h 
    式中：Hi-土層厚度；h—承力盤高度 
    （2）阻力法： 
    天津及軟土地區(qū)單樁豎向極限承載力標準值可按以下經(jīng)驗公式估算： 
    其中 
    Quk—單樁豎向極限承載力標準值（KN）： 
    ai –第i層土側阻力修正系數(shù)； 
    i— 第j個支盤阻力修正系數(shù)； 
    Qski—第i層土極限側阻力標準值（KN），暫按普通灌注樁的0.6～0.9計算； 
    Qpkj—第J個建盤極限端阻力標準值（KN），暫按砼預制樁標準計算； 
    n—有效深度范圍內土的層數(shù)； 
    m—承力盤與個數(shù)。 
    四、擠擴支盤樁的主要特征 
    擠擴支盤樁由樁柱（樁身）、底盤、中盤、頂盤及整個分支所組成。按照土質情況，在硬土層中設置分支或承力盤。分支和承力盤是在普通圓形鉆孔中用專用設備通過液壓擠擴而形成的。在支、盤擠成空腔同時也把周圍的土擠密。經(jīng)過擠密的周圍土體與腔內灌注的鋼筋砼樁身、支盤緊密的結合為一體，發(fā)揮了樁土共同承力的作用，提高了樁的側摩粗力和支承阻力，從而使樁承載力大幅度增加。 
    經(jīng)測算，承力盤的面積約為主樁截面的4～7倍，如把各盤和各分支的面積加起來，其總和約為主樁截面的10-20倍。 
    擠擴支盤樁具有以下特點： 
    （1）可以利用沿樁身不同部位的硬土層來設置承力盤及分支，將摩擦樁改為變截面的多支點摩擦端承樁，從而改變了樁的受力機理。這樣的樁基礎會使建筑物更穩(wěn)定，抗震性好，沉降變形更小。 
    （2）有顯著的經(jīng)濟效益。其單方砼承載力為相應普通灌注樁的2倍以上。也就是在同樣承截力要求下，擠擴支盤樁可比普通直孔樁節(jié)約材料一半以上。 
    （3）對不同土質的適應性強。在內陸沖積和洪積平原及沿海、河口部位的海陸交替層及三角洲平原下的硬塑粘性土、密實粉土、粉細砂層或中粗砂層等均適合作支盤樁的持力層。而且不受地下水位高低的限制。 
    （4）成樁工藝適用范圍廣?？捎糜谀酀{護壁成孔工藝、干作業(yè)成孔工藝、水泥注漿護壁成孔工藝和重錘擠擴成孔工藝等。 
    （5）由于單樁承載力較大，在負荷相同的情況下，可比普通直孔樁縮短樁長，減小樁徑或減少樁數(shù)，作為高層建筑及重要構筑物的基礎，可供設計靈活使用，既可作樁下單樁方案以減少承臺施工量，又可沿箱基墻下或筏基柱下布樁以減少底板厚度及配筋量。這不僅能節(jié)省投資，而且施工方便、工期短、造價低、質量優(yōu)。 
    （6）對環(huán)境保護有利。與打入式預制樁相比，施工噪聲低、無振動；與普通泥漿護壁直孔樁完成等值承載相比，泥漿排放量顯著減少。 
    （７）支盤樁和其它樁型的性能對比如表４。 
    表４ 
    樁　　型 性能特點 缺點 
    1、預制樁 適用于土層較軟弱，有較好的持力層，對樁周土產(chǎn)生擠密作用，施工質量較穩(wěn)定。錘擊產(chǎn)生噪音污染，配置較多鋼筋，造價高 
    2、普通灌注樁 施工方法較簡單，適應性較強 比擠擴支盤樁造價高，鋼筋、水泥用量多，樁尖虛土難于處理，樁身可能有縮勁。 
    3、錐形樁 擠土效果好，利用錐面可增加樁的側阻力，承載力比等截面（體積相同條件下）樁提高１倍－２倍，沉降量較小。長度有限，產(chǎn)生噪音、震動等。 
    4、竹節(jié)樁 可防止地震時地基土的液化，可提高側阻力，承載力比普通樁高30%-40%。 產(chǎn)生震動噪音，污染。入土深度較短，承載力有限。竹節(jié)處尺寸擴大有限。 
    5、沉管灌注樁 能改善灌注樁和預制樁等樁的施工缺欠。 僅適用上部為軟弱土層，下層為較好的持力層的土層。產(chǎn)生噪音，也易產(chǎn)生樁身質量問題。承載力較低，事故較多。 
    6、大直徑樁 施工簡便，造價低，承載力高，混凝土質量易于保證，抗震性能好，樁底土可檢查。對無粘性的砂、碎石類土，難于在水下形成擴大頭?？妆谒沙谛獙е聜茸杞档?，要求大功率施工成樁機具。人工挖擴樁孔易出安全事故。 
    7、孔底注漿樁或碎石注漿樁 由于二次注漿可解決普通灌注樁的樁尖虛土及樁身與土的收縮縫隙，提高承載力。二次注漿需多耗費水泥、造價高。易對相鄰基礎產(chǎn)生不利影響。碎石注漿樁樁身質量難于保證。 
    8、ＣＦＧ樁 可節(jié)約用砂及水泥，樁的可灌性好承載力提高有限，不適于作支承樁 
    9、擠擴支盤樁 集預制樁、夯擴樁、灌注樁的優(yōu)點，使用專利機具，根據(jù)需要可對不同的部位進行加固擠密，形成支盤，能以樁徑小、縮短樁長，滿足承載力大的要求。具有施工簡便，造價低，承載力高，沉降量小的優(yōu)點。在深厚軟土、淤泥地基、無相對理想持力層時慎用。 
    五、工程實例： 
    近十年來使用擠擴支盤樁的工程主要有三種類型，一是工業(yè)廠房，二是高層建筑，三是多層建筑。其中前兩種類型占絕大多數(shù)。有些工程地質情況很差。如天津塘沽的淤泥質軟土地區(qū)，河漫灘和黃河沖積層等，地耐力很低，有些工程地下情況復雜，管網(wǎng)密布，場地狹小，但使用擠擴支盤樁后效果都很好。 
    1、工業(yè)廠房 
    實例1、北京四環(huán)制藥廠： 
    北京四環(huán)制藥廠新建分廠位于良鄉(xiāng)鎮(zhèn)南關開發(fā)區(qū)。首期工程項目為合成車間、鍋爐房及食堂，基礎工程均采用擠擴支盤樁基礎，由核工業(yè)部第二設計院設計，完成擠擴支盤樁558根，主樁徑φ400mm，設一個底承力盤及一組十字分支。盤徑960mm，有效樁長7.0m，單樁承載力標準值450KN，樁身砼強度等級C20，主筋6φ14。由于該樁樁徑小，盤徑大，使底盤承載力充分發(fā)揮。工程用凝土量約640m3，折合單方砼完成承載力比較如下: 
    普通鉆孔灌注樁為80.15KN/m3，支盤樁為394.7KN/m3 
    若采用普通鉆孔灌注樁耗用混凝土3100m3,約需造價240萬元。 
    樁基工程采用擠擴支盤樁新技術后，取得了良好效果，節(jié)約投資約50%。由于該地區(qū)地下水位較低，采用螺旋鉆成孔施工速度快，每日完成40-50根柱，工期提前一個月。樁的盤位調節(jié)性能好，豎向系載力、抗拔力大、穩(wěn)定性好，抗震性能良好，結構工作安全度高。由于首期工程采用支盤樁效益顯著，二期工程樁基700余根仍全部使用擴擠支盤樁。 
    實例2、河南焦作萬方鋁業(yè)公司電解鋁車間： 
    河南焦作萬方鋁業(yè)公司電解鋁車間屬于一般重型廠房，安裝有天車，廠房為單層單跨排架結構，跨距25.5米，長度342米。設計單位是貴陽鋁健設計研究院，共有平行的兩座廠房。場地位于太行山山前沖積平原前緣和廣闊的黃河沖積平原接壤。土層為粉質粘土、粉土、粘土，沒有好的持力層。原設計采用長9米的350mm的方形預制樁1506根，單樁極限承載力為850KN。后改為長17.2米，直徑500mm的擠擴支盤樁548根，單樁及限承載力為3400KN。方案改定后，樁基礎造價由524萬元降到250萬元，節(jié)約52%。在天津濱海電廠、新鄭電廠、洛陽熱電廠和湖北二汽沖壓車間等工業(yè)廠房采擠擴支盤樁后，取得了很好的效果，節(jié)約了大量資金。 
    （二）高層建筑 
    實例3、天津市塘沽金寶大廈（現(xiàn)更名為寶泰大廈）。 
    本工程為框剪結構，地上15層，地下1層，埋深5.00米，荷重相對較大，場地土質為中軟場地土，屬Ⅲ類場地。靜止水位埋深0.8～0.9米，潛水類型。場地埋深5.0米處為淤泥質粉質粘土，承載力低，壓縮性高，物理力學性質差。地層結構描述①0-1.8米為雜填土，②1.8-17.3米為淤泥質粉質粘土，③17.3-26.7米為粉質粘土，④26.7-32為是粉質粘土、粉土，⑤32-40.5米為粉質粘土。 
    本工程勘測報告建議的樁基方案為φ800mm ，樁長19米的鉆孔灌注樁，其承載力標準值為1124KN，折算單方砼完成極限承載力標準值Qvc=118KN／m3。經(jīng)中國市政工程華北設計研究院經(jīng)技術經(jīng)濟比較采用擠擴支盤樁，設計樁徑700mm，四個承力盤，盤徑1500mm，樁入土深度40.0米，單樁承載力標準值4200KN（靜載試樁結果），折算成單方砼完成極限承載力Qvc=242KN/m3。 
    與原方案相比，擠擴支盤樁節(jié)約了大量砼及鋼筋材料，降低造價20%，同時，由于大大減少了鉆孔深度，從而顯著地提高了施工速度，且沉降變形小，樁基穩(wěn)定性好等優(yōu)點也很突出。 
    本工程兩根試樁于1995年12月底完成，所有工程樁于96年初完成，大廈全部建成后，經(jīng)測量其最大沉降為33mm，而且整體沉降均勻（在當?shù)匾话愀邔咏ㄖ某两导s10cm）工程質量及施工速度，受到甲方、設計及協(xié)作方的一致好評。 
    實例4、天津萬順溫泉花園 
    萬順溫泉花園位于天津市河西區(qū)賓水道與五號路交口處，2棟31層的商住樓，高度110米，1棟15層的寫字樓，高度50米，天津建筑設計院設計，樁基基礎，柜剪結構，為了進行經(jīng)濟技術分析，優(yōu)化設計，進行了6組靜載試樁（3組普通灌注樁，3組擠擴支盤樁）。普通樁樁徑600mm，有效樁長33米，支盤樁樁徑700mm，有效樁長33米，沿樁身設4個1600mm直徑的承力盤及一個十字分支。天津建筑設計院出具的檢測報告指出33米長普通樁極限載力標準值為3500KN，Q-S曲線為陡降型。擠擴支盤樁Q-S曲線為緩變型，對應Qo=7700KN時，其沉降更移量僅為23.18、27.88mm，滿足設計提出的Qw=7700KN要求，原設計普通鉆孔灌注樁由于單樁承載力低，直徑600mm的樁間距小于1.6米，布樁困難，改為支盤樁后，做到柱下、筒內布樁，承載力分布更加明確合理，減少了底板厚度及配筋量，不僅大量減少了樁基造價，且大量節(jié)省了混凝土及鋼筋用量。目前，該工程已全部竣工，沉降約2厘米。 
    實例5、天津市和平區(qū)新文化花園 
    新文化花園位于天津市和平區(qū)南市榮業(yè)大街，一期工程3個組團建筑面積約30萬平方米，為層高15至24層不等的高級商住區(qū)，采用擠擴支盤樁，其中占總樁數(shù)60%的是直徑φ=650mm，樁長L=19m的承載樁，沿樁設2個承力盤，盤徑1600mm，1組十字分支，單樁承載力設計值Rd=2700KN；φ=450mm，L=19.5米的承載樁，沿樁身設2個承力盤，盤徑960mm，一組十字分支，單樁堅向承載力設計值Rd=1250KN，這部分樁占總樁數(shù)的20%。另外20%的擠擴支盤樁為抗拔樁，這是由于擠擴支盤樁的特殊造型和成型時的靜力擠土作用使樁體能更緊密地和樁周土結合，形成良好的樁土共同工作體系，能有效地提高樁的承載能力和嵌固效果，從而提高樁的水平承載力和抗拔承載力，因此，擠擴支盤樁作為抗拔樁和支護樁其優(yōu)勢非常顯著。新文化花園中抗拔樁設計為φ=450mm，L=21m，兩個承力盤，盤徑960mm?？拱?00KN。 
    采用擠擴支盤樁比普通灌注樁節(jié)約投資30%。 
    實例6、?？谛腊不▓@寫字樓工程 
    該工程位于海口市南寶路中醫(yī)拐彎處東側，面積約4.33萬m2，樓高96.8米，地上26層，地下2層，共28層，是目前?？跈C場區(qū)最高的建筑物，采用框剪結構，總豎向荷載720000KN，基礎形式為擠擴支盤樁（主樓部分）一層板筏，該樓土層特征為； 
    ①中 砂：平均厚度5.27米，中蜜狀態(tài)，上部稍濕，下部飽和。 
    ②粘 土：飽和、中密、層厚7米，工程性質較差。 
    ③中砂層：飽和、中密、層厚7米，主要由中粗砂和少量細礫粉粒組成，有地下承壓水，工程性質穩(wěn)定性較差。 
    ④粘土層：可塑、中～高壓縮性，工程性質較差。 
    ⑤粉 砂：層厚4米，稍～中密，飽和、中壓縮性。 
    ⑥中粗砂互層：飽和、中密，有地下承壓水，該層分布均勻，工程力學指標較好，被選為樁端持力層。 
    該建筑場地類別為Ⅲ類，中軟場地土類型，原設計為ф800mm鉆孔灌注樁，樁長40米，單樁承載力標準值3000KN，Qvc1=300KN／m3。為節(jié)約投資，縮短工期，減少沉降，改為樁徑為ф600mm,樁長23.5m，三個承力盤，二組十字分支的擠擴支盤樁方案，總樁數(shù)為397根。經(jīng)三根試樁靜載荷試驗結果，承載力標準值＞3000KN，Qvc2=740KN/m3，沉降量小，回彈率高達40%，完全滿足設計要求。 
    本工程節(jié)約投資200萬工程，節(jié)約工期50%，質量全優(yōu)。 
    實例7、哈爾濱石道街——面街B樓綜合樓 
    本工程位于哈爾濱市石頭道街與一面街交口，為18層框架結構。經(jīng)多種方案比較，最后采用樁徑450mm，樁長15m，并帶有三個盤的（盤徑960mm）擠擴支盤樁，共141根。單樁承載力標準值（靜載試驗）≥1600KN，完全滿足原設計1600KN的要求。 
    該樓地質資料及布樁如下：樁上部有2.8m位于粉細砂層（N63.5=10.3擊，fK=145KPa），中部位于7.4m厚的細砂層中（N63.5=12.5擊，fK=160KPa），此層設一個承力盤，下部4.8m位于中粗砂層（N63.5=18.5，fK=220KPa）中，此層設二個盤。盤間距為3.6m和4.6m，地下水位于地表以下6.1m樁頂處。 
    原設計為壓力注漿無砂混凝土灌注樁，樁徑600mm，樁長18.0m，總造價100萬元，采用擠擴支盤樁后，單方砼完成極限承載力Qvc為521KN/m3，節(jié)約造價28.1%。 
    （三）多層建筑 
    實例8、北京發(fā)展大廈管理樓 
    北京發(fā)展大廈有限公司投資興建的管理樓工程，位于北京東三環(huán)北路五號，為四層框架結構，一層為停車場，本大樓位于原22層大廈南側，地面標高38～39.05米，場地窄小，中部有5米×8米×9米的化糞池。 
    工程地質情況較為復雜，地表下10.6米為原大廈回填土，這層土不計側阻力。埋深17.5米及22.7米分別為⑤層粉細砂層和⑦層中細砂，其它為粘性土或粉質粘土層。 
    本工程由北京市建筑設計院設計，原樁徑為600mm，樁長23.5米的泥漿護壁成孔的砼灌注樁，單樁承載力標準值為800KN，總樁數(shù)70根，但因場地狹小，地下管網(wǎng)密布，給設計布樁及施工帶來極大困難，本樓基礎經(jīng)多次研究最后決定改用承載力大、沉降小、工期短且經(jīng)濟的擠擴支盤樁。 
    布樁方案基本上為單樁單柱，共設1#樁17根，ф0.7×23.5米，三盤二支，單樁承載力標準值3500KN,⑦層為度盤持力層；２＃樁６根，ф0.716.5米，單盤方案。單樁承載力標準值為1700KN，⑤層為持力層，若遇⑤層缺失時，可增加一盤?？倶稊?shù)由70根減少到23根。
    本技術施工工藝簡單，常規(guī)工法成孔后，下入支盤成型機械形支盤，再進入下一道常規(guī)工序，即下鋼筋籠、導管及灌注水下砼。 
    本工程提前70%工期，節(jié)約30%投資。普通灌注樁單方砼完成極限承載力438KN/m3，擠擴支盤樁大于1174KN/m3?，F(xiàn)場整潔，做到文明施工。工程質量優(yōu)良，獲得國家建筑質量監(jiān)測中心，投資方、設計單位及監(jiān)理公司的一致好評。 
    六、結語 
    1、擠擴支盤樁是通過改進成樁工具，以達到改善樁受力和作用機理為目的的新型樁基，是樁基工程一項重要新技術、新成果，這一工法的出現(xiàn)彌補了普通灌注樁，預制樁等多種缺欠，使樁基技術大大向前發(fā)展。 
    2、擠擴支盤樁一般可應用于建（構）筑構承載樁基、抗撥樁基、基坑支護樁以及建筑物增層改造樁基、復合地基處理以及橋梁樁等工程領域。 
    3、適用多種地基土質，填土、粘性土、粉土、淤泥與粘土及粉土交互層地基，砂土或砂卵石地基等。采用擠擴支盤樁都可取得較好效果?？稍谒律巴林袛D擴成擴大樁頭。 
    4、擠擴支盤樁受力機理明確，豎向承載能力高，受荷變形小，抗震性能良好，使結構設計方案憂化；由于其獨特的技術形式，有效縮短工期，節(jié)省原材料30%-70%，致使工程造價大幅度降低，改良施工作業(yè)環(huán)境，降低勞動強度，且工程質量穩(wěn)定、結構工作安全度高。 
    總之，擠擴支盤灌注樁技術，為樁基工程提供一種新手段、新方法，能適應更復雜的建筑工程要求，是我國樁基工程技術的一枝新秀，一種更為合理的樁型，為樁基的“武器庫”中，增添一個新成員。今后必將得到更廣泛的應用與發(fā)展。