浅谈桥梁挤扩支盘桩施工质量控制

桥梁挤扩支盘桩具有工后沉降变形小、承载力高、施工进度快、节省工程造价及良好的环保效益等特点。结合潮汕环线高速公路桥梁挤扩支盘桩应用情况,系统阐述桥梁挤扩支盘桩施工质量控制要点、成桩质量检测,并总结项目实施过程中质量控制经验,希望为挤扩支盘桩技术在公路行业的推广应用提供参考。     

桥梁挤扩支盘桩施工工艺与智能化装备

桥梁挤扩支盘桩是在传统钻孔灌注桩工艺上通过增加挤扩工序形成的新桩型,施工工艺及施工质量控制是该桩型成功的前提和保证。介绍了挤扩支盘桩的施工工艺流程及施工控制要点:(1)支盘桩相对于普通桩,增加了变孔径桩钻孔、挤扩支盘、扫孔-清孔-检测程序;(2)桩成孔护壁泥浆宜采用优质泥浆,严格控制泥浆比重,比重一般控制在1.05～1.25,当穿过易塌孔土层时,增大至1.20～1.35;(3)根据地层情况,采用不同的挤扩压力值和相应的施工设备。此外,结合现有的挤扩支盘设备,对未来的智能化装备进行了展望。     

桥梁挤扩支盘桩受力分析与承载能力研究

围绕广东潮汕环线项目,依托环线高速公路工程开展常规桩以及支盘桩现场试桩试验,对挤扩支盘桩的受力机理进行了研究并分析了挤扩支盘桩的承载性能。结果表明:不同于传统的等截面灌注桩,当挤扩支盘桩支盘腔成孔时,周围土体受到挤压,进一步提升桩周土体的模量以及承载力;同时支盘桩的支盘结构体发挥作用承载,对应的Q-S曲线为缓变型,桩的支盘处轴力有显著变化,呈现多支点端承摩擦桩受力特征,支与盘的荷载分担比可达60%左右;相同土层条件下,极限承载能力明显强于一般的常规桩,同等设计荷载下挤扩支盘桩的桩长更短;支、盘、桩端、桩侧荷载分担比受地质条件、荷载大小影响明显,随着竖向力的增大,支盘力的发挥具有明显的时序性,盘的承载力增长潜力远大于支结构,且由上至下逐步发挥承载作用。     

支盘桩抗压承载性能试验研究

文章结合国道主干线宁波绕城高速公路东段工程建设项目,针对特殊地质条件,研究特有区域地质条件下挤扩支盘桩的承载性能。运用两种静载试桩法(自平衡法、堆载法)对单桩承载性能进行现场试验,并在挤扩支盘桩的同一场地进行了等截面桩的对比试验。通过对比试验分析支盘桩的承载性能,得出支盘桩的支盘发挥的作用占总承载力的40%左右,支盘桩单方混凝土承载力可以提高30%～40%左右,其研究成果可为今后支盘桩的设计和施工提供科学的设计依据。     

挤扩支盘桩在高速公路桥头软土地基处理中的应用

以广东潮汕环线高速公路西胪互通A匝道桥桥台软基处理为依托,对挤扩支盘桩地基加固开展了承载力验算、施工质量检测及路基沉降观测。结果表明:挤扩支盘桩地基处理满足地基承载力要求,设计方案合理,检测结果显示桩身完整性较好,施工质量满足要求,路基沉降量和差异沉降量均不大,约90%沉降量发生在施工过程中,路基沉降及工后沉降满足桥路过渡段沉降的要求,路基处于稳定状态,挤扩支盘桩的加固效果良好。     

潮汕地区桥梁挤扩支盘桩旁压试验分析

旁压试验是获得土体原位应力—应变关系的重要手段。利用PY-5型预钻式旁压仪,对潮汕地区某高速公路项目中的不同土层进行了系统的旁压试验。试验结果表明,通过采取一定的孔内护壁措施,旁压试验均能成功实施,所测得的旁压模量、旁压剪切模量能有效反映土体的力学性状及地基承载力特征值。通过旁压模量、旁压剪切模量与桥梁挤扩支盘桩挤扩压力值之间的相关性分析,推导出了挤扩压力值的换算公式。本研究成果为潮汕地区提供了丰富的旁压试验数据,并为该地区挤扩支盘桩的设计提供了依据。     

挤扩支盘桩地震动力特性数值分析

挤扩支盘桩主要通过桩基中部多个挤扩支盘机构来大幅提升桩基在复杂荷载作用下的抗拔、抗剪性能。对这种新型桩基的研究目前较少,特别是在地震荷载作用下的力学响应研究更少。基于有限元方法,对挤扩支盘桩基-承台结构展开局部及整体精细建模,根据已有的加速度时程曲线,对挤扩支盘桩的动力响应展开分析,获得了其在多种工况下的变形特征以及内力包络图,并与非扩盘桩结构展开了对比。本研究成果可辅助工程设计人员进一步了解挤扩支盘桩结构在动力作用下的响应特性,从而优化其配筋设计,提升结构的动力安全性能。     

液压挤扩支盘钻孔灌注桩的设计与施工要点

介绍了液压挤扩支盘桩的特点,通过挤扩支盘桩的设计原则以及计算对挤扩支盘桩进行了设计;通过工艺流程、工艺特点、经济效益分析并结合工程实例对钻孔灌注桩施工进行了阐述;最后,给出了影响分承力盘成型形状的因素,对类似工程具有借鉴价值。     

填海地层挤扩支盘桩抗压抗拔静载试验研究

为探讨填海地层挤扩支盘桩的承载机理，依托深圳市滨海大道下沉隧道桩基工程，开展了挤扩支盘桩抗压、抗拔现场静载试验，分析了挤扩支盘桩桩顶位移规律、桩身轴力分布规律、支盘结构承载情况及分担比例等。结果表明，支盘桩达到桩顶极限荷载量时，仍具有较大的承载潜力；支盘桩桩身轴力分布在支盘位置发生突变，且盘位置突变量值高于支位置；埋深较深处盘结构与埋深浅处盘结构相比，发挥承载能力时具有明显的滞后效应；抗压支盘桩桩顶受荷较大时，支盘结构发挥主要承载功能，桩端及桩侧发挥辅助承载功能；设计时应将支盘结构设置于力学性质较好的土层，以充分发挥桩身范围内各土层承载能力；支盘结构的施作对支盘周土体具有挤扩压硬作用，提高了支盘周土体的承载能力。     

桥梁挤扩支盘桩竖向荷载作用下群桩效应模型试验研究

为研究桥梁挤扩支盘桩群桩的承载受力和变形性能,获得支盘桩群桩效应系数,在行业内首次设计1∶10大比尺挤扩支盘桩室内群桩模型试验,分别开展单桩、双桩、四桩和九桩支盘桩对比研究。结果表明,随着桩数增加,群桩效应更为显著,与单桩相比,双桩、四桩、九桩综合群桩效应系数分别为0.94、0.88、0.79。其中,上盘群桩效应系数在0.8左右,下盘群桩效应系数为0.8～0.9,桩侧群桩效应系数在0.6左右;而桩端受桩底及下盘边载效应影响,群桩效应系数大于1.0。试验结果为支盘桩群桩设计和推广应用提供了有力支撑。     

挤扩支盘桩承载特性及其应用发展

挤扩支盘桩是带有多分支和(或)承力盘结构的承载桩,是一种发挥土的承压承载特性,利用土的压硬承载特征,通过挤扩工艺和设备,获取土的承载性能以及检验支盘承载力的新结构桩型。支结构、盘结构分别发挥不同土层的优良特性而表现为支盘桩承载能力高、变形小;挤扩压硬提高土体承载性能,挤扩支腔盘腔自然稳定;高性能承载可大幅度缩短桩长、减小桩径,实现原材料以及造价节省。在全国各地各行业得到广泛应用的同时也逐渐获得了业界的一致认可。对挤扩支盘桩技术研究现状进行调研,总结分析利用支盘桩承载特性得到的支盘桩结构构造、设计方法、工艺及装备、检测评定等方面的研究成果,提出支盘桩群桩结构技术、抗沉降技术、抗拉锚固技术、长期承载性能、支盘体成品检测等方面需要进一步深入研究的核心技术,用以解决基桩泥皮沉渣、高铁沉降、海上风电、边坡锚固等承载问题。     

桥梁挤扩支盘桩沉降分析与抗变形能力

挤扩支盘桩抗变形能力主要依赖于挤扩过程中支盘周围土体模量的增长、挤扩增大端承面积实现应力扩散、桩长缩短减小桩身压缩量等几个因素。对潮汕环线11组静载试验(6组常规桩、5组支盘桩)的Q-s曲线进行了分析,支盘桩表现为小变形、缓变型、高回弹率等特征。选取了典型的试桩结果进行了反分析,得出挤扩作用使得周围土体模量增长约1倍左右的结论。在此基础上,对桩端变形与桩端应力分布规律、桩身压缩量变化规律进行了分析,弹性受力阶段,桩身压缩量约占支盘桩总沉降的40%～50%。通过潮汕环线现场沉降监测的初步数据,说明了挤扩支盘桩的变形控制能力:箱梁架设完成后支盘桩的观察时间为60～120d,沉降为3～6mm;常规桩观察时间约30d,沉降为5～9mm,支盘桩的沉降小于常规桩,变形控制能力更强。     

挤扩支盘桩结构设计对桩基竖向承载性能影响的试验研究

挤扩支盘桩作为一种新型桩基形式,在建设领域有着广阔的应用前景.为研究挤扩支盘桩结构设计的差异性因素对于桩基承载受力及变形性能的影响,建立室内1∶10大比尺挤扩支盘桩物理模型,分别开展了不同盘数的单桩模型、不同桩间距的双桩模型的对比试验研究.研究结果表明,因受相邻桩的相互影响作用,在相同桩顶反力作用下,随着桩间距减小,桩顶沉降有所增加,承载力特征值降低;受相邻盘体应力传递的影响,上盘标高较低的盘位的荷载分担占比有所增加;随着盘数的增加,桩基承载力提高,且在相同桩顶反力时的桩顶沉降变小,上盘比下盘较早发挥承载力.这些研究结果可为挤扩支盘桩的合理结构设计提供参考.     

挤扩支盘桩盘体质量检测技术

对于深厚软土地质条件,与常规等截面桩基相比,桥梁挤扩支盘桩可缩短桩长,降低工后沉降,具有显著的承载性能优势,但支盘结构的混凝土完整性检测技术尚不成熟,已经成为该技术大范围推广的约束条件。依托潮汕环线高速公路项目,选取典型挤扩支盘桩基础,对其支盘体混凝土进行井径仪盘腔检测、抽芯检测、热异常检测以及声波透射法综合检测技术对比分析。结果表明:上述桩基完整性检测技术理论均可行,但各有相应的优缺点和局限性,建议应选择多种方法对同一桩基进行检测,保证工程质量及安全。     

考虑圆孔扩张理论的支盘桩荷载传递法

为求解出支盘桩受压时扩径体处相关力学性状,并预测桩基沉降,结合圆孔扩张理论求解出扩径端力与位移关系,并对支盘桩应用荷载传递法。将支盘桩在竖向受压扩径体向下挤土位移的过程,看作土体中的圆孔扩张课题,在合理假定的基础上,分析受压时扩径体与相邻土体的相对位移,推导出扩径体水平内压力与竖向位移的关系,对扩径体下侧面进行力学分析,得出桩土接触作用面A′C段的变化规律及扩径端阻力与竖向位移的关系,并对其进行参数研究。在此基础上,选择桩侧荷载传递函数为双曲线型,桩端为线弹性,对支盘桩应用荷载传递法,得到桩顶沉降曲线及桩体内力。研究结果表明:以圆孔扩张理论推导出扩径端阻力与竖向位移关系的方法,充分考虑了扩径体的几何构造特点和挤土效应,扩径端阻力能充分体现对挤扩角的敏感性,更加符合工程实际;扩径体水平内压力在倒圆台形下侧面呈现非线性分布,随着初始孔径的增大而逐渐减小,随着竖向位移的增加,水平内压力分布的非线性愈加明显;水平内压力值随着竖向位移的增大而增大,随着挤扩角的增大而减小;考虑圆孔扩张理论的支盘桩荷载传递法能有效地求解支盘桩沉降及相关力学性状,且对于支盘桩而言,挤扩角引起的扩径端阻力变化比单纯的侧阻变化更能影响最终承载力。相关方法和结论可以为工程设计提供参考。     

考虑圆孔扩张理论的支盘桩荷载传递法（双语出版）

为求解出支盘桩受压时扩径体处相关力学性状,并预测桩基沉降,结合圆孔扩张理论求解出扩径端力与位移关系,并对支盘桩应用荷载传递法。将支盘桩在竖向受压扩径体向下挤土位移的过程,看作土体中的圆孔扩张课题,在合理假定的基础上,分析受压时扩径体与相邻土体的相对位移,推导出扩径体水平内压力与竖向位移的关系,对扩径体下侧面进行力学分析,得出桩土接触作用面A'C段的变化规律及扩径端阻力与竖向位移的关系,并对其进行参数研究。在此基础上,选择桩侧荷载传递函数为双曲线型,桩端为线弹性,对支盘桩应用荷载传递法,得到桩顶沉降曲线及桩体内力。研究结果表明：以圆孔扩张理论推导出扩径端阻力与竖向位移关系的方法,充分考虑了扩径体的几何构造特点和挤土效应,扩径端阻力能充分体现对挤扩角的敏感性,更加符合工程实际;扩径体水平内压力在倒圆台形下侧面呈现非线性分布,随着初始孔径的增大而逐渐减小,随着竖向位移的增加,水平内压力分布的非线性愈加明显;水平内压力值随着竖向位移的增大而增大,随着挤扩角的增大而减小;考虑圆孔扩张理论的支盘桩荷载传递法能有效地求解支盘桩沉降及相关力学性状,且对于支盘桩而言,挤扩角引起的扩径端阻力变化比单纯的侧阻变化更能影响最终承载力。相关方法和结论可以为工程设计提供参考。     

桥梁钻孔灌注桩挤扩支盘施工技术研究

随着我国科学技术的发展,在一些高层建筑、桥梁建设中,钻孔灌注桩被广泛应用,钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了不断的发展。近几年来,挤扩支盘桩作为一种新桩型,开始广泛应用于各种工程。研究挤扩支盘桩根据土层的特点,把多个分承力盘或分支设置在不同深度的并且承载力较高的土层中,在土层中形成多层端阻和多段侧阻的共同作用,改变了传统摩擦桩的受力模式。部分荷载通过分承力盘以类似端承桩的模式传递到承载力较好土层,充分利用了土体自身的承载性能,减少了桩端荷载,扩大了承力面积,从而大幅度提高承载力。     

挤扩支盘桩在公路桥梁中的应用

挤扩支盘桩作为一种新型桩基类型,已被应用于房屋建筑、港口码头等工程中,且取得较好的节能减排效果.此次宁波绕城高速东段项目首次将这一桩基形式应用于桥梁工程,为在公路领域推广这一新技术做了大胆尝试.     

挤扩支盘灌注桩承载力影响因素的数值模拟研究

运用PLAXIS有限元软件,基于岩土弹塑性本构关系的数值计算理论,建立桩-土轴对称模型,模拟支盘形状、位置、大小、数量和距离软弱层高度等参数条件下的桩基承载力特性及变化规律,分析在竖向荷载作用下挤扩支盘灌注桩对桩基承载力的主要影响因素。研究结果表明:支盘形状对于承载力没有明显影响;桩基承载力随支盘位置向下移动而逐渐提高,但是当支盘距桩底部距离小于L/3(L为桩长)时,支盘位置下移对桩基承载力影响不显著;桩基极限承载力随着支盘半径和支盘数量的增加逐渐提高;当支盘与软弱层间距小于4倍夹层厚度时,桩基承载力随支盘与软弱层距离的逼近而逐渐降低。研究结果可为挤扩支盘桩的设计参数选取提供参考,为支盘灌注桩的工程设计和优化提供技术支持。     

DX挤扩装置特性及其在公路桥涵桩基中的应用

对DX挤扩灌注桩的挤扩装置特性进行介绍,并根据DX挤扩灌注桩在河北公路桥梁桩基中的应用效果及其优缺点进行归纳总结。同时,通过对三座公路桥梁的试桩结果得出：DX桩的单桩竖向抗压极限承载力明显高于同直径、同长度的直孔灌注桩,并可大幅度提高桩基承载力。