浅谈支盘桩在工程中的应用及质量控制要点

张壮 秦文斌 张欣

摘 要：支盘桩是近些年以来出现的一种新型变截面桩，因为能充分利用桩身上下的各部分土层，被用在各种复杂桩基工程中，由于其桩身支盘的存在改变了桩土的作用机理，从而改变了桩土的受力机理，该桩具备单桩承载力高的特点，结构稳定，抗震性能好等特点，本文对支盘桩的发展、特点、施工工艺、及质量控制措施进行了总结与分析。

关键词：支盘桩;公路桥梁;控制要点

1支盘桩的简述

1.1支盘桩的成桩技术

支盘桩作为一种新型的变截面桩基，其成桩技术主要是通过各种常用的地基处理技术的结合，对其分析和处理，出现的一种新型桩基，支盘桩主要以传统的桩基为基础，支盘桩的构造主要是在传统原装杆件上设置支或盘，其主体是由桩体和多个支或盘组成，在实际的过程成根据桩的长度，可以按照支盘桩设计规范设置多个支或者盘，支盘间距复合桩基技术规范，不易过多，也不易过少，支盘桩由于多个支或者承载力盘的出现，改变了桩土的作用机理，提高了支盘桩的承载力，由于剪应力的存在，使工程的抗剪水平有了大幅度的提高。

1.2支盘桩的作用机理[1]

支盘桩在工作过程中能够将上部产生的荷载通过桩体结构的分支和承载力支盘传递到下部，同时在荷载的作用下会产生于荷载相反的侧摩擦阻力，在荷载逐渐增大的情况下，桩体的侧摩擦阻力也随之增大，直到达到其临界点，在临街点情况下桩土作用力处于平衡状态，如果荷载继续增加土体被破坏掉，支盘或分支承受的剪应力也是如此。

1.3支盘桩在桥梁工程中的应用

支盘桩不仅在桥梁工程有的应用在、风力发电、体育馆等也被广泛应用。

1.3.1工程概况

某高速公路路段全场40.5千米，属于双向车道，全向月约9600多段为高架桥，在部分路线中有的地基土层为松软土层为主，多为粉土，呈流动性，厚度约为16mm-22mm，中部为淤泥，呈流动状态，下部粉砂、角砾层呈中密一密实状，低压缩性;下伏基岩为角砾凝灰岩，力学性质良好。

1.3.2对莫某部段进行支盘桩应用

由于高速公路在进行设计时全路段都是进行转孔灌注桩进行设计的，当在某段进行支盘桩应用时，需要进行设计变更，由于该高速公路路段土质的情况，荷载特性，及结构特征稳定性进行分析，将原转孔灌注桩部分进行支盘桩的替换，在后期施工中按照变更后的图纸进行。

1.3.3支盘桩的设计

由于原施工图是按照直桩设计的，桩的直径要按照桥梁设计规范要求执行，原施工图设计时桩的间距按照桩体直径的2.5倍进行布置，承台尺寸按照要求规定，如果要改成支盘桩，要按照支盘桩的设计要求来，支盘桩的间距最小应该取桩径的1.5倍，承载力盘的直径取值范围在支盘桩桩身直径的1.3倍到3倍之间，承载力盘的直径取值在这个范围时可以对桩的承载力由一定的提升效果，超过3倍后效果提升不明显，还有可能影响支盘桩的整体稳定性。

1.3.4支盘桩的成桩过程

在该高速公路部分路段利用支盘桩进行成桩施工时，支盘桩成桩技术与混凝土灌注桩成桩技术具有相似性，要利用桩孔设备进行机械成孔，并需要挤压设备在对设有承载力盘承载力分支处的土体进行挤压，在挤压完成后要把钢筋笼放入孔洞，调整好位置后注入混凝土，支盘桩的桩身和承载力盘能够有限的与与土体进行结合，这时支盘桩的受力处于平衡状态下，这不仅仅提高了承载力同时提高了支盘桩的成体稳定性。

1.4支盘桩的注意问题

1.4.1沉降值的处理

在直桩与支盘桩相邻处的桥墩存在沉降差，沉降差在一定的时间内是持续增加的，从竣工到交付使用后要持续进行观测，如果沉降差大于5毫米，需要用千斤顶将沉降较大处的桥墩的主梁顶起，在支座处用钢板进行处理，把沉降差控制在5毫米以内。

1.4.2静动荷载效应问题[2]

所有的工程都会遇到荷载问题，但是路桥工程与其他工程不同，路桥工程存在的荷载是动荷载与静荷载的结合，这时因为路桥工程要承受汽车、温度等的作用，这些作用会对土体产生挤压，当挤压结束时，导致支盘桩的承载力降低，在对支盘桩进行承载力测量时，先要测水平荷载在侧竖向荷载。

1.5支盘桩质量控制要点[3-4]

1.5.1影响质量的原因

本工程支盘桩的持力层的土体为粉土、淤泥、粉砂，在施工过程中会遇到一些质量问题，①持力层的位置：由于其土层复杂土质较差持力层位置不好判断，②孔壁保护：转孔时可能会导致孔壁脱落，需要用泥浆进行护臂，挤扩时机器会对孔壁上的土体进行挤压有可能造成孔壁的隆起和孔壁土体脱落，③支盘或分支形成后，支盘或分支持力层土体有可能会进行回弹，使支盘或分支的直径达不到要求。

1.5.2控制措施

（1）支盘和分支的定位：可以先去试桩时的经验与设计单位进行协商，并与设计单位达成一致观点，在对支盘桩支盘或分支确定位置是时不提出严格要求，只规定支盘所在土层、支盘的最小间距，给与施工单位更多的施工空间，按照对土体所测的参数对挤扩的压力值进行估算，判断所对应的的及土层。

（2）导向装置：支盘成型后，经过机械的挤压孔侧的土体会出现不同程度的隆起，导致支盘桩的主桩出现不同程度的缩颈现象，这样就会给钢筋笼的施工造成一定程度的困难，使钢筋龙的保护层厚度不够，解决这个问题的方法为在挤压装置的底端设置一个圆形的钢筋圈，每次挤压成型后当提成挤压设备时就可以把隆起的土体切削掉，能够很好地保护桩径。

（3）桩孔清孔工艺：正循环具有操作简单、设备少、成本低等特点，反循环具有泥浆上升速度快、排土能力强、对孔壁的冲刷作用小、成孔质量好等优点，本工采用正反结合的施工法，及既能很好地保护孔壁又节约成本。

（4）混凝土的浇筑：在对支盘桩进行混凝土浇筑时：要控制混凝土的质量，要对浇筑的混凝土留有试块，达到强度后在进行检测，其次要控住混凝土的首次贯入量，要严格按照设計规范要求进行贯入。

2结语

近些年来支盘桩在公路桥梁过程中被广泛使用，增加了公路桥梁结构的稳定性，同时延长了公路桥梁的使用寿命，在实际的工程使用中支盘黄还有很多不足之处，需要进行进一步的改善，确保工程质量的安全可靠。

参考文献：

[1]朱必洲.变桩径挤扩支盘桩在桥梁基础中的应用印.门窗.2014 （03）.

[2]王占奎，梁彦伟，史生军.桥梁工程中挤扩支盘桩的竖向静载荷试验研究团.山西建筑.2011（17）.

[3]徐至钧，张国栋新型桩挤扩支盘灌注桩设计与工程应用[Ml.北京：机械工业出版社，2003，3.

[4]周国钧，牛青山.灌注桩设计施工手册[Ml.北京：地震出版社.1991.