浅谈挤扩支盘桩在复杂的溶岩地基中的应用
发表时间：2017-07-26T15:33:48.330Z  来源：《防护工程》2017年第7期作者：张亦农[导读] 深圳市拟建某商住楼(6层?13层住宅），总建筑面积27654m2，基础采用d>500挤扩支盘桩共589根。
深圳市华根基础工程有限公司深圳  518001 提要：由于挤扩支盘桩承载力高，沉降变形小，相对成本低，施工进度较快及良好的环保效益等特点，得到了迅速发展，已广泛用于工程中。本文对挤扩支盘桩在复杂的溶岩地基上施工进行分析，并进行了单桩的静载荷试验，确保桩的设计、承载力满足了工程要求。
0、工程概况
深圳市拟建某商住楼(6层?13层住宅），总建筑面积27654m2，基础采用d>500挤扩支盘桩共589根，桩端入完整微风4灰岩0.5m。场地内虽然未见有明显断裂构造或挤压破碎现象，但岩溶发育，工程地质条件极其复杂，基岩面上粉质粘土多呈软塑状态，溶洞较发育，在26个钻孔中共有39个溶洞，最大溶洞累计高度9.4m，其中溶洞最多的孔有4个溶洞。
1、场地工程地质情况
拟建场地处残丘区，地貌为河流一级阶地，场地初步堆填整平。地面标高介于40.6~41.5m之间。根据钻探揭示，岩土层主要有：杂填土、耕植土、第四系冲“积粉细砂、粉质粘土、中细砂、第四系坡洪积粉质粘土
及石炭系下统灰岩。各岩土层特征及物理力学性质自上而下分述如下：
（1）人工填土层杂填土：褐黄、褐灰等杂等，主要由为粉质粘土及少量生活、建筑垃圾堆填而成，未完成自重固结，结构松散，稍湿。
（2）埋藏植物层耕植土：灰黑，稍湿，主要成份为粉质粘土，结构疏松。
（3）第四系冲、洪积层粉细砂：主要为灰白，浅黄，湿~饱和，松散?稍密，含10~20%左右粘土。
粉质粘土：主要为黄，浅黄稍湿~湿，可塑，与基岩接触部分呈软塑。
中细砂：浅黄，灰白，湿~饱和，松散~稍密，含10~20%卵石。
（4）第四系坡、洪积层粉质粘土：黄，可塑，稍湿~湿，与灰岩接触部分呈软塑。
（5）石炭系下统灰岩微风化灰岩：青灰，肉红，隐晶质结构，厚层状构造，有不规则方解石脉穿插，据岩石饱和单轴抗压强度试验结果，属硬质岩。溶洞上、下常见有溶孔、小溶沟等溶蚀现象。岩芯呈短桩~长柱状，岩石坚硬。灰岩面起伏较大，岩面最大埋深23. 30m，标高17.70m，最小埋深5.50尹，标高35.35m。溶洞比较发育，溶洞钻孔占30%。钻孔深度范围内见1~4层溶洞，单个溶洞最大高度8.70m，最小高度0.30m。多层洞累计洞高4.70 ~9.40m，溶洞充填物多为粉质粘土及少量碎石，多呈流塑或松散状态。各溶洞的发育情况详见溶洞发育情况一览表(表1)。
商住楼
上述各岩土层分布、埋深、岩性特征及地下水位埋深见钻孔地质柱状图（略）。岩石强度是81.5~137.8mPa。
岩溶区桩基设计中，根据地质资料及施工粧基冲孔情况，得知桩在基岩中发育有成层溶洞时，可将挤扩桩桩身的扩大头设置在溶洞顶板的竖实基岩上，但溶洞顶板厚度一般控制在50cm以上，利用溶洞基岩承受一部分荷载，其余荷载利用桩身来承担。
2、桩的静载试验
挤扩支盘桩采用桩身直径500mm，盘径直径1200mm，混凝土强度C25，配16钢筋；粧长由于基岩起伏较大，长度一般为3.4m~17. 2m，共静载试验15根粧，试验结果见表2。有代表性的粧Q~S曲线和S~lgt曲线见图1。
从表2和图1静载实测结果可以看出，挤扩支盘桩单桩极限承载力为2640kN，桩由于基岩面起伏较大，溶洞发育不规则，施工勘察又不是采用一桩一孔，所以灰岩面的顶板埋深和溶洞发育情况有很大出入，在桩的静载试验中有的桩（如桩122#、49#、28#)沉降明显偏大，经分析其原因是溶洞顶板较薄，使粧的挤扩大头传递荷载很小，静载时将其压穿，为了解决这一问题，在原挤扩桩部位附近进行补桩。而补
桩采用400mm预应力混凝土管桩，并进行了桩的静载试验见表3和图2。从表3可见补桩的桩长有的达53m，单桩极限承载力达1320kN，沉降坫小于40mm，但说明单桩极限承载力明显比挤扩支盘桩低1倍左右。说明在溶岩地区采用挤扩支盘桩有一定的优点是承载力高。由于地下溶洞较发育，在26个钻孔中共见有29个溶洞其中溶洞最多的是ZK179孔，查明一个孔有4个溶洞。
Q曲线（试验桩号：233B）      s-lgt曲线（试验粧号：233B）
图2预应力管桩静载试验图
对地质较复杂的地段，如有溶洞及下卧软层者，对重要的桩位甚至全部粧位采用超前地质钻探，从而确定各桩的施工长度是有必要的。表面上地质钻探费用是增加了，但有了较准确的地质资料，桩长可减少。同时可避免桩施工后进行盲目大比例的检测桩质量工作。
当建筑的荷重大，常常在建筑范围内满布桩。当基底土层较好时，要利用数个桩台合为一个大型联合粧台，组成桩基与整体桩台混合基础，让它们共同承担整个建筑物的荷重。
支承在软质岩层的桩，当粧的长度有一定时，可利用加大粧端的人岩深度来提高桩的承载力，以桩侧摩阻力占桩总承载力约50%为宜。
3、小结
(1)由于基岩面起伏较大，溶洞发育不规则，从表1溶洞发育情况一览表可见，溶洞顶板厚度有一部分是40?50cm，最薄是18cm，如桩支承在很薄的溶洞岩面上，对工程安全不利，为此，在桩中发现有变化较大的粧要进行补粧，采用预应力管桩补桩后效果是显著的。
(2)本工程地质条极其复杂，而地下溶洞较发育的情况，采用挤扩支盘桩在工程造价上要比采用其他桩型经济，而受力情况也大为改善，在溶洞顶部可挤扩支盘。
(3)两种桩静载试验对比可见挤扩支盘桩比采用预应力管桩的单粧极限承载力大一倍多，说明桩的挤扩成盘大大提高了桩的承载能力。参考文献：
[1]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008，中国建筑工业出版社
[2]徐至钧、张国栋编著“新型桩挤扩支盘灌注桩设计与工程应用”，机械工业出版社，2003年3月