阶梯型变截面DX桩应用研究概述

刘 锋 陈斯宁 马成刚

1宿迁学院（223800） 2宿迁市高速公路建设指挥部（223800）

阶梯型变截面DX桩应用研究概述

刘 锋1陈斯宁2马成刚2

1宿迁学院（223800） 2宿迁市高速公路建设指挥部（223800）

简述了阶梯型变截面DX桩的施工工艺，及其目前的研究状况,总结了目前研究存在的急需解决的问题，以及研究发展的方向。

阶梯型变截面DX桩；施工工艺；承力盘

0 引言

阶梯型变截面DX桩是一种新型变截面桩，目前在工程领域已经得到了一定程度的应用，该桩型能够充分调动地基土和桩本身的承载潜力，使承载能力大大提高，与此同时能减少桩身沉降量。但是与常规桩型相比，这种桩由于桩身几何形状沿桩身发生不规则变化而使得承载力特性发生很大的变化，荷载的传递也变得不连续，这给研究变截面桩的桩-土之间的应力扩散、相互作用和荷载传递函数推导带来很大的困难。

1 阶梯型变截面DX桩施工工艺

阶梯型变截面DX桩继承了变截面桩 （如图1所示）和DX桩（如图2所示）两种桩的优点，如图3所示。

图1 阶梯型变截面桩（左）

图2 DX桩（中）

图3 阶梯型变截面DX桩（右）

阶梯型变截面DX桩施工工艺简单,主要的工艺流程包括：变截面成孔施工→将DX旋挖挤扩装置放入孔内→按设计位置自下而上依次挤扩形成承力盘腔体→测定盘腔体的位置与尺寸→下放钢筋笼→插入导管→灌注混凝土→成桩。

阶梯型变截面DX桩仅在阶梯型变截面钻孔灌注桩施工的过程中增加了一道工序，即将DX旋挖挤扩设备下入孔中,通过车载的微机液压控制系统控制旋挖挤扩臂的伸缩以及旋转，旋扩出DX桩的承力盘腔，旋扩后腔体周围的土体被挤密，该挤密后的土体与随后浇筑入盘腔内的混凝土紧密地结合成一体。通过在桩身下部设置多个承力盘，增大了桩身的有效承载面积，同时由于挤密土体效应，较充分地发挥桩土共同承载作用，从而提高了单桩承载力，同时也达到减少沉降的目的。

国内学者方焘[1]对变截面桩进行了较为深入的研究，研究总结了其优缺点；王梦恕[2]对DX桩进行了试验研究，并总结了其优点。而阶梯型变截面DX桩则是继承了这两种桩的优点，具体描述为：由于设置了变截面，可以更有效地利用浅层土的承载性能；抗拔性能优于DX承力盘而具有了大幅度的提高。由于继承了两种桩型的优点，所以本桩型在各种土层中均可使用。

2 研究现状

我国目前采用较多的等截面钢筋混凝土灌注桩是靠桩侧摩阻力与桩底端承力共同作用来承担荷载。对同一地基土，端承面积越大，桩身摩阻力越大，则桩的总承载力就越大。为了提高单桩承载力，通常的做法只有围绕着提高桩侧摩阻力与桩底端承力这两方面来研究。要提高桩的侧摩阻力，只有增加桩长或增大桩径以提高桩的侧表面积，然而增加桩径特别是增加桩长会大大增加施工难度。

阶梯型变截面DX桩正是釆用这一思路，在桩顶部扩大其直径，可以提高其抗弯、抗剪能力；在桩身不同部位设置承力盘，从而提高单桩竖向极限承载力。

目前，国内外学者针对等截面桩在竖向荷载和水平荷载作用下的变形和承载特征，从理论分析、试验研究和数值模拟等方面进行了大量研究，而对于阶梯型变截面DX桩的变形及承载特征的公开研究文献，目前还较少。

3 结语

经过多个工程实践证明,阶梯型变截面DX桩技术具有施工工艺独特，机械先进，且操作方便；盘腔成形稳定，成桩差异小，单桩承载力高；同时节约成本，技术经济竞争力强等特点。但是，阶梯型变截面DX桩的设计仍然采用规范推荐公式，为了满足规范要求,我们不得不采用加大桩身直径的方法，这样做既不利于施工进度，也不利于成本控制。所以，如何保证阶梯型变截面DX桩在竖向荷载和水平荷载作用下既能保证安全，又能控制建造成本，是一个值得研究的课题。因此，针对阶梯型变截面DX桩在竖向荷载和水平荷载作用下的变形及承载特性展开研究,具有重要的科学意义和工程实用价值。

[1]方焘.阶梯型变截面桩变形及承载特性研究[D].博士学位论文,重庆:重庆大学,2012.

[2]王梦恕,贺德鑫,唐松涛.21世纪的桩基新技术-DX旋挖挤扩灌注桩[J].中国工程科学,2012,14(1):4-12.

项目:宿迁市交通科学研究项目（编号:KJ2015-4）