第- I - A 届全函嵩层建筑结构学术会议论文2 0 0 4 年福州河下花园支盘灌注桩基础设计探讨杨意德( 福朋市建筑设计院。福州3 5 0 0 0 1 )提要本文简介河下花园挤扩支盘灌注桩基础设诗、并对支盘灌注桩基础设计的若干闯题作了初步探讨关键词支盘灌注桩，支，盘，承筑能力工程概况河下花园位于福州台江区河下街，建筑面积八万平方米，由八栋商住横级成，其中5 撑，础，7 撑楼三栋系1 0 层框架结构，平面上呈“E ”字沿街布置，一、二层为商店，三十层为住宅。2 0 0 1 年4 月开工，2 0 0 3 年8 月竣工交付使用。为节省投资基础采用挤扩支盘灌注桩。挤扩支盘灌注桩由福州市第二基础工程公司和北京利惠源公司施工。场地地基土层特性及分布详表1 ，图一。表1场地层特性及桩基设计参数土层层厚度冲孔灌注桩编号土层名称土层接述桩周极限侧阻力桩端极限端阻力( m ) ( K p a )( K p a )l杂填土稍松一松散1 8 - 3 82淤泥一淤泥质土饱和，软塑一流塑5 1 - 1 1 0l O3中粗砂饱和，松教3 3 - 6 83 54淤泥质粘土I饱和，软塑一流塑1 1 - 2 21 25轻砂质粘土I湿，软塑一软可塑1 2 - 3 63 06粘土一粉质粘土饱和，可塑1 3 - 8 23 0 4 07淤泥质粘I I饱和，软塑一流塑1 2 - 5 61 48轻砂质粘U浸，可塑一软可塑1 7 - 7 13 59残坡积砂砾质粉土滋，可塑一软可塑2 1 - 8 74 0王0残积砂砾质粘土一粉主漫。可塑硬可塑1 4 - 3 5 44 01 6 0 0 一2 0 0 0l l强风化中粗粒花岗岩湿。硬6 54 0 0 0 一4 5 0 0二基础设计1 桩基持力层及桩型选择本场地地质复杂，层位交化大，软弱覆盏层厚、基岩埋藏深，强风化岩层在地表下3 0 - 4 9 m 、杨惫德女1 9 4 7 1 2 出生离擐工程师第十八届全田离层建筑结构学术会议论文2 0 0 4 年dlikik 臼一d。 7 I 幂骶VV毫一 爱_z 姗黼麟土参5 ，_：_： 霉3 中神菇呐拍 、- _j 衫一- 日台土I一乃，=sa m l l , i “l ：I，毳一舭妻。萎Z _ 逻竺兰1 卜墨一7 繁喇蜘霉土I I ? ；乒 务。， 一 幺_ _ -，J_幺挈，图一地质剖面图大部份为4 7 4 9 m ，残积层厚度为1 5 3 5 m 、大部份在3 0 m 以上。残积层土质不稳定，标贯击数1 1 5 - 4 6 8 ，且土层中夹有花岗岩孤石。如持力层选在强风化层，采用普通灌注桩、桩长 在5 0 m 左右、造价高若选用底部较好的残积层作持力层，采用混凝土预制桩和高强度预应力管桩，桩长差异大、难以控制，且遇到孤石无法穿过。若采用挤扩支盘灌注桩桩端持力层选在残积层，利用深厚残积层及土部、土层设置承力盘分层承载、提高桩承载力，可缩短桩长、降低造价。经比较，最后确定采用挤扩支盘灌注桩基础。桩径d = 6 5 0 m m 、支、盘外径D = 1 4 0 0 n 址n 。2 桩基试验和成果分析为了探讨挤扩支盘漾注桩在福建沿海土层尤其在残积层中挤扩成孔的可行性和进一步了解它的承载特性，我们选择了六根工程桩试成孔、并作了静载试验，其中普通灌注桩一根、桩 径6 5 0 m m , 挤扩支盘灌注桩5 根、桩径6 5 0 n u n 、盘径1 4 0 0 m m ，盘数分别为二盘一根、三盘二根、四盘二根，试桩编号为钧、T 卜T 5 。静载试验成果如附表2 。从试成孔和静载试验结果看在残积层中成桩是可行的，质量是有保证的。因为是工程桩，静载试验加荷时没有加到 破坏荷载，但从附表2 可以看出其沉降小、承载能力大，和普通灌注桩( T 9 ) 相比，单桩承载能力大幅度提高。这是由予设置支、盘增加了承载面，也由于施工挤扩设盘时挤密了盘周土体，因而提高了桩的承载能力，盘设置的愈多桩的承载能力也提高的愈大，如设置两盘 的试桩( T 3 ) 较普通灌注桩( T 9 ) 承载力提高了8 7 ，设置四盘的试桩( T I ) 提高了1 7 5。为进一步分析支盘灌注桩的承蓑特性，我们按照规范1 计算了附表2 各试桩极限承载力，如附表3 所示。桩极限承载力中各项土抗力占的比重为：桩侧阻力1 4 - 4 1 1 、盘端阻力为9 5 3 第十八届金蛋爵瑟建出筑结构学术会议论文2 0 0 4 年4 3 8 - 7 8 5 、桩端阻力7 1 1 5 1 ，盘数愈多盘蜡阻力占的比重愈大。桩端阻力小，支盘端阻力占主要部份，桩主要靠承力盘承载，这是支盘灌注桩的承载特点，也是和普透瀵注桩不同之 处。有关测试资料表明，桩承载时各项土的抗力随荷载的增加丽加大，但各盘的盘端阻力并非同步发挥、同等受力和同时达受l 极限值盘承受的荷载和盘的位置及斑下土质有关，若各承力盘盘下土质相同，上部盘较下部盘承载大，先达到极限状态，随后增加的荷载由下部 盘承受，随着荷载的增加，荷载自上向下传递，直至桩达到极限状态。根据上述支盘灌注桩 承载特点和荷载传递机理，合理的设置支，盘( 数量和位置) 对于单桩承袭能力的发挥是至关重要的表2试桩静载试验结果桩径桩静t 试验结果桩蜡 桩号( 盘径)长盘设置深度( m )棱曩桩顶持力盘设置土层 承蓑力沉降层( 姗)( m )( I ( N )( 姗)T l6 5 0 ( 1 4 0 0 )3 I 92 0 4 , 2 3 4 , 2 6 4 ，2 9 46 6 2 3 2 7囝撇T 26 5 0 ( 1 4 0 0 )3 4 51 4 & 1 6 2 , 1 9 25 4 0 02 5 孔固 国国n6 5 0 ( 1 4 0 0 )：3 0 52 4 0 , 2 7 0S 、1 8 4 8 3 “ 46 5 0 ( 1 4 0 0 )3 7 51 6 S , 7 0 3 ，3 6 35 2 2 0 4 l 1 “ 56 5 0 ( 1 4 0 0 )4 0 - 31 7 8 。2 0 3 3 6 3 ，3 9 36 0 0 02 3 0 5 1 “ 76 5 0 ( t 4 0 0 )3 0 73 0 - O3 2 6 3 7、1 “ 86 5 0 ( 1 4 0 0 )3 0 82 2 0 , 2 5 0 2 8 05 2 0 01 2 9 6 1 “ 96 5 0 ( 1 4 0 0 )4 0 7姗6 7 6T l O6 5 0 ( 1 4 0 0 )4 0 72 2 0 , 3 6 54 5 0 09 6 7T l l 7 0 0 ( 1 4 0 0 )3 3 01 8 5 , 7 1 。5 ，2 5 0 ，2 8 5 ，3 2 05 4 3 54 0 。OP 固俺燧泌矿T t 2 *7 0 0 ( 1 4 0 0 )2 8 O2 0 0 , 2 3 S , 2 7 04 9 4 84 0 0赠 T 1 3 “7 0 0 ( 1 4 0 0 )2 4 O2 0 5 ，2 3 。02 7 9 54 0 O回对说明：为另一工程试桩资辩 ：中砂层， P ：残积层表3 单桩竖向极限承载力计算位盘数桩侧阻力标准值桩蝤阻力标准值盘端阻力标准值极限承筑力标准值桩号( 支)( 1 c 】田( 1 】田N )( K N ) T l41 3 0 7 ( 1 7 碍)5 3 l ( 7 1 )5 6 0 0 ( 7 5 3 5 )7 4 3 9T 232 0 7 6 ( 3 7 。7 5 )5 31 ( 9 6 5 )2 8 9 7 ( 5 2 7 5 )5 5 0 41 “ 321 3 9 8 ( 3 1 5 )5 3 1 ( 1 2 O )2 5 n 0 6 5 V o )4 4 4 01 “ 431 4 5 2 ( 2 6 。碍)5 3 1 ( 9 7 5 )3 4 7 6 ( 6 3 踟5 4 5 91 “ 541 7 1 0 ( 2 3 “)5 3 1 ( 7 3 鼍)5 0 2 0 ( 6 9 。l )7 2 6 lT 7l1 4 5 0 ( 4 1 i )5 3 1 ( 1 5 1 鼢1 5 4 5 ( 4 3 器)3 s 2 6T 831 4 2 5 像1 舔)5 3 1 ( 3 1 )4 6 3 5 ( 7 0 3 5 )6 5 9 lT 1 021 9 7 5 0 9 熊)翳l ( 1 0 J 瞄)2 5 l l 5 0 满)5 0 1 7T l l51 0 6 9 ( 1 屯O x )5 7 7 ( 7 5 )6 0 0 1 ( 7 8 Y 1 )7 6 4 7T 1 237 9 8 0 ( 1 7 弱)5 7 7 ( 1 2 强)3 2 3 1 ( 7 0 j 5 )螂T 1 326 2 4 。0 ( 2 L 9 t )3 8 s ( 1 3 强)t 8 4 6 ( 6 4 6 5 )2 8 5 5说明：刮号中百分数为该项阻力占桩撮鼹承羲能力的百分数9 5 4 全嗣两层建出筑结构学术会议论文2 0 0 4 年3 桩基设计( 1 ) 单桩竖向承载力根据现场试验结果，设置了四种支盘布置方案，其单桩竖向承载力的标准值( Q t | I 【) 采用如下： A 型桩承力盘为l 盘Q 2 0 0K N ， B 型桩承力盘为2 盘Q l 虹4 5 0 0K N ， C 型桩承力盘为3 盘Q 岫5 2 0 0K N ， D 型桩承力盘为4 盘Q l J 7 0 0K N 。桩基验收时，随机抽取总桩数的1 ，共三根桩作了静载试验，其结果如表2 ，单桩承载力均达到设计要求。( 2 ) 桩基布置桩间距：由于挤扩支盘灌注桩承载时桩端阻力小，桩侧土层荷载分担率和扩散范围加大，为减小其叠加效应影响，支盘桩应比普通灌注桩有较大的间距，也由于地基比较软弱，为减少挤扩对邻桩的影响也要求用较大的桩间距，本工程多为二桩承台，相互影响还不是太大， 故采用2 4 m ( D + I m ) 。承力盘的设置：根据现有工程经验和桩静载试验结果，支盘桩多设置2 3 盘，个别桩设置了4 盘。为避免上下承力盘附加应力的叠加削弱支盘承载能力。也为了在挤扩设盘时不因上下盘间距过小而掉土和塌孔，盘间距一般为3 m 。为保证盘的承载能力，要求盘下持力层有一定厚度，最小为2 5 m 。三工程效果工程建成至今运行正常，没有发现裂缝、过大的沉降和沉降差。经沉降观测、最大的沉降量仅为1 4 6 m m 。经济效益是明显的，和普通灌注桩相比桩基单方混凝土承载力约提高2 倍，节约投资2 0 - 2 5 。四支盘灌注桩设计若干问题探讨1 挤扩支盘灌注桩单桩竖向：圾限承载力估算单桩竖向承载力常用经验参数法估算、设计时常按下式估算支盘灌注桩单桩竖向极限承载力的标准值： Q l 矿Q 岍啦l I 斗k v p q 础A m “ l q p k A p - - ( 1 ) 式中符号物理意义详规范- 。根椐我们使用经验该式有局限性，在一定的条件下才能得到较满意的结果。比较各桩极限承 载力的计算( 表3 ) 和现场静载荷试验( 表2 ) 结果可看出：对于二三盘支盘桩两者较为接近，但盘数较多时如四、五盘支盘桩。桩静载试验结果小于计算结果，这主要由于设盘过多 盘端阻力没有全部发挥、桩没有达到极限状态所至。式是基于桩处于极限状态、各项土的抗力得到充份发挥的基础上建立的。支盘灌注桩静载试验的荷载沉降( Q S ) 曲线大多为 缓变型