京台公路DX桩设计说明(修改).docVIP

1.DX桩简介 随着施工技术和机械设备的不断改进，随着人们对桩的承载性能、设计方法等的不断探索，在20世纪中叶，特别是80年代以后，新的桩型与设计施工技术不断呈现。三岔双向多节挤扩灌注桩（以下简称DX桩）是近年来在国内发展起来的一种优秀的变截面新桩型。它在钻孔灌注桩钻孔的基础上，使用专用的DX挤扩设备在桩身挤扩成上下对称的空腔，然后浇灌混凝土后形成的桩身、承力盘和桩根共同承载的桩型。由于承力盘增大了桩身的有效承载面积，同时挤扩时对周围土体有挤密作用。与普通直孔（等截面）灌注桩相比，因桩身多个断面面积大幅度增大，充分利用了好土层的地基承载力，单桩承载力比普通直孔灌注桩一般可提高1倍以上，并具备良好的抗压和抗拔能力。所以DX桩可大幅度提高单桩承载力，降低施工沉降和工后沉降。与传统的直孔桩相比，可以减少桩长或减少桩的数量，从而降低混凝土和泥浆用量20%~30%，有效节约工期、降低造价。目前DX桩已经应用于高速公路特大桥、各省市及地区的工业厂房、商住楼、发电厂、LNG等多个领域100多个项目，目前已完成总桩数5万多根，收到了非常好的工程效果和经济效益。 图1 DX桩桩身图 1.1发展历史 早在20世纪50年代后期，印度开始就在膨胀土中采用多节扩孔桩，60年代和70年代，印度、英国及前苏联在黑棉土、黄土、亚粘土和砂土中采用多节扩孔桩，当时有20余篇文献报道了直孔桩、扩底桩、两节和三节扩孔桩的对比试验（包括模型试验和现场静载试验）结果。结果表明，多节扩孔桩与直孔桩相比，承载力大大提高，沉降小，技术经济效果显著。以前苏联北乌拉尔地区为例，在硬和半硬的亚粘土中采用两节和三节扩孔桩，其承载力可达800kN，而相应的直孔桩的承载力则为200～230kN，试验表明，前者桩体体积因带扩大头而增加27%，承载力却增加近3倍。 1978年初，北京市建筑工程研究所等在团结湖小区进行干作业成孔的小直径（桩身直径300mm、扩大头直径480mm）两节和三节扩孔短桩（桩长不足5m）的施工工艺及静载试验研究。试验表明，两节和三节扩孔桩的单位体积提供的极限荷载分别为直孔桩的1.28～1.76倍。 1979年，建设部建筑机械研究所和北京市机械施工公司在国内首先研制开发出挤扩、钻扩和清虚土的三联机，简称ZKY-100型扩孔器，同年北京市桩基研究小组首先在劲松小区对用该挤扩装置制作成的四节挤扩分支桩（桩身直径400mm，挤扩分支直径560mm，每一节为6个分支，单支宽度200mm、高度200mm、桩长8.70m）和相应的直孔桩（桩径400mm、桩长8.85m）进行了竖向受压静载试验，结果表明，前者的极限荷载为后者的138％。 三联机（ZKY-100型扩孔器）的成桩原理是在长螺旋钻成孔后，向孔内下入专用的挤扩、钻扩和清虚土的三联机，通过地面液压站控制挤扩油缸及其相连的撑压板的扩张与收缩，在桩身不同部位挤压出扩大头空腔；然后利用加压油缸推出扩孔到，旋转三联机，形成扩大头空腔，挤、钻扩孔后，放入钢筋笼，灌注混凝土成桩。挤钻扩孔灌注桩适用于地下水位以上的填土层、粘性土层、粉土层、砂土层和粒径不大的砂砾层，扩径处宜设置在较硬实的土层。 20世纪90年代，北京俊华地基基础工程技术集团研制开发出该公司的第一代锤击式挤扩装置和第二代YZJ型液压挤扩支盘成型机，实施挤扩形成多分支承力盘桩（又称挤扩支盘桩，或简称支盘桩），挤扩支盘桩在北京、天津、河南、安徽、湖北等地的工程中得到应用。 1998年北京中阔地基基础技术有限公司贺德新先生发明设计了新型的多功能液压三岔双向挤扩装置（简称DX挤扩设备），1999年在我国第十二届发明会上该项发明被评为金奖。由DX挤扩设备挤扩形成的多节挤扩灌注桩称为DX桩。与支盘桩相比，DX桩具有明显的优势。其中一明显的区别：支盘挤扩机是单油缸单向往下挤压，从而形成如图2.2所示的上大下小的承力盘，挤扩过程中由单向挤扩产生的设备“上移现象”，从而造成上部土体塌落产生“临空区”，挤扩成腔差。DX挤扩设备是双油缸双向相对移动，三对挤扩臂水平挤压土体，挤扩时设备没有“上移现象”，不会出现土体塌落而产生“临空区”，成腔效果较好。 （a）支盘桩 （b）DX桩 图2 多节挤扩灌注桩的构造示意图 2006年北京中阔地基基础技术有限公司又发明创新出了必威体育精装版一代的DX旋挖挤扩钻机及其工法，该设备采用了边旋转边挤扩的设计思想，在原挤扩臂表面装置弧形切刀（有低刃和高刃切刀两种），根据土层的软硬选配低刃切刀或高刃切刀进行旋扩作业。在连续旋转的过程中三对旋扩臂逐渐向外打开，盘腔一次旋扩成型，时间短，工效高，成腔好，传统的人工操作的挤扩方式与之无可比拟。对于一般土体，通常采用碾压旋扩与切削碾压旋扩相结合的方式，挤扩臂正向旋转，