多支盘桩在贴建工程中的应用

　　1、工程概况：

　　本工程为齐齐哈尔市技师学院教学楼扩建工程，原建筑物平面形状见图一，扩建工程位于3—11，E—F轴间与原建筑物三面贴建，贴建五层，并将原建筑物从四层接至五层。

　　原建筑物采用钢筋混凝土条形基础，

　　验算原设计未考虑贴建和增层荷载，基础无承担外加荷载的能力，因此贴建设计必须用悬挑梁的方法将新增荷载传递到自身基础上。

　　2、基础型式的选择：

　　在上部荷载一定的条件下悬挑梁的悬挑长度越长，悬挑梁根部支点的反力越大，传给基础的力越大，所以选择合理的基础形式，尽量缩短悬臂长度是解决贴建工程设计的关键，根据本工程的地质条件，建筑结构布置形式，经我方案比较，认为选用单桩基础最能贴近原基础，且能最大限度缩短悬挑结构的计算长度，据以往经验普通桩基单桩承载力一般为300—500KN，用单桩支承挑梁荷载亦有很大困难，而多支盘桩能够获得高出几倍至十几倍的承载力，因此选用多支盘桩做支点是本工程最合理的方案，见图二。

　　3、多支盘桩的设计算：

　　3.1 结构计算简图。取外墙G轴为计算单元，如简图所示：(由于此墙桩基对称，故只取一半)

　　简图中：P为横墙集中荷载设计值，q为纵墙均布荷载设计值。支座均为多支盘桩，其中N为悬挑承台梁根部桩在上部荷载P和q的作用产生的反力，经计算N=1881KN。

　　3.2 多支盘桩设计

　　3.2.1 多支盘桩是近年来发展起来的一种新的桩基型式，主要特点是在主桩的基础上扩大桩端或桩身某一高度处的桩径，形成盘面，充分利用土层的地基承载力，以提高单桩的承载力，多支盘桩的承载能力与地质条件，桩长，桩径，支盘数量，支盘直径有关，根据上部计算荷载，本设计初步估算采用三盘桩，桩长11米，设计简图见图三，1.260标高为桩伸入承台50mm后的标高，此标高上900mm为破桩头去掉部分不计承载力，相对应的地质剖面如图三。

　　3.2.2 计算公式选用：Quk=Qsk+Qpk，Qsk=UiΣqsikLipk+UjΣqsjkLj，Qpk=qpkAp+COSθΣqpkjApj

　　式中：Quk—单桩竖向极限承载力标准值，Qsk—单桩总极限侧阻力标准值，UiUj—分别为主桩桩身和支盘周长;LiLj—分别为主桩和支盘的侧面第i(j)层土的极限侧阻力标准值;qpk—主桩极限端阻力标准值;qpkj—支盘极限端阻力标准值;Ap—主桩面积;θ—桩支盘与水平面夹角。

　　3.2.3 单桩承载力计算。本设计桩身进入圆砾层6米，即从上数第一个支盘开始全部进入圆砾层，第一个支盘上内的桩身进入细砂层的长度3.5米(基础侧阻不计，等于0)

　　Qsk=UIΣqsikLi+UjΣqsjkLj=π×0.55(40×103×3.5+110×103×4)+0=1002KN

　　Qpk=qpkAP+cosθΣqpkjApj=1800×π/4×0.552+0.7×1800×π/4(0.982-0.552)×3

　　Qpk=428+1953=2381KN Quk=Qsk+Qpk=1002+2381=3383KN

　　单桩承载力设计值为：R=3383/1.67=2026KN因为N

　　4、多支盘泥浆护壁灌注桩施工：

　　4.1 准备工作。(1)建筑物定位，放线，桩点定位。(2)挖泥浆池和泥浆循环沟槽。(3)安装振动筛，钻机，泥浆泵及管道。(4)泥浆制作。

　　4.2 施工工艺。(1)在桩点挖桩坑，安装钢板护筒，埋入地下1.5米，四周用粘土封闭。(2)钻机就位，钻孔。钻孔同时通过泥浆泵将泥浆池中的泥浆注入孔中，孔中泥浆通过循环沟槽流回泥浆池边的振动筛，残渣留在筛上，泥浆渗入泥浆池继续循环使用，及时清楚筛上残渣，由于土层在5—6米以下为圆砾层，为防止塌孔，泥浆比重控制在1.3—1.5米，钻到设计孔深后将钻机移至下一桩位继续钻孔。

　　(3)用起重机将专用分支器吊入孔中，由上而下，按设计要求深度在支盘部位通过液压泵加压使分支器下端扩成伞形，将局部孔壁挤成分支形，完成一个盘后，分支器移到下一个盘位置，直到将三个支盘挤压完成后将分支器吊出。

　　(4)清孔，用压缩空气喷翻泥浆，同时向孔内注入清水，被稀释泥浆便会使沉渣流出孔外，孔底泥渣厚度不得大于100mm，清孔后的泥浆比重控制在1.15左右。

　　(5)用吊车将预先制作的钢筋笼吊入孔中，并用短钢管吊挂在孔口上。

　　(6)用吊车下导管，安装浇灌架。

　　(7)浇筑水下混凝土，浇筑时导管慢慢上提，但其下口始终埋在混凝土之中，随混凝土上升将泥浆挤出直到地面，混凝土的坍落度应控制在160—180mm。

　　5、 结束语

　　5.1 桩施工完成一个月后混凝土达到设计强度，按规范要求进行两根桩的单桩静荷载试验，试桩采用锚桩反力法，试桩结果，单桩极限承载力标准值为：Qu1=3424KN

　　Qu2=3617KN;Qum=(3424+3617)/2=3521KN α1=Qu1/Qum=0.972 α2=Qu2/Qum=1.027 α2—α1=0.055<0.21 取入=1 所以单桩极限承载力标准值Quk1=3521KN 单桩承载力设计值R’=3521/1.62=2173KN R’>R>N满足设计要求。

　　5.2 本工程一九九八年八月建成使用，到目前没发生任何异常现象，主体及基础工作状态良好，工程实践表明，用多支盘桩处理贴建工程中的悬挑结构是可行的，并能收到较好的经济和社会效益。