探索挤扩支盘桩在地下建筑抗浮设计中的应用

探索挤扩支盘桩在地下建筑抗浮设计中的应用

招树满

恒大建筑设计院有限公司广州分公司510000

摘要：随着地下工程的日益普及，地下结构的抗浮问题成为了结构安全的重点问题。基于此，本文分析地下建筑的抗浮设计需求，并对挤扩支盘桩技术的内涵、使用原理以及施工方法进行了阐述，对挤扩支盘桩在地下建筑抗浮设计中应用问题进行了论述。

关键词：挤扩支盘桩；地下建筑；抗浮设计；抗拔承载力

引言：目前，人们对建筑地下空间的利用日益普及，几乎所有高层住宅以及大型商超都会占用地下空间修建车库，以达到节省地上空间的目的。在地下水高水位地区，建筑工程在开展时必须充分考虑建筑物的抗浮。因此，设计人员可对挤扩支盘桩进行妥善运用，以保证建筑抗浮设计的合理性。

1地下建筑施工中的挤扩支盘桩

挤扩支盘桩属于建筑施工中的基础灌注桩，相比于普通灌注桩，挤扩支盘桩增设了承力盘和分支。这种灌注桩是由上世纪九十年代北京华军集团董事长发明的，是我国建筑领域应用的一种新型桩基技术。通常来说，地质条件为硬塑粘性土、密实的粉土或砂土等地区较为适合设置挤扩支盘桩的分支或承力盘；当然，这种技术在全风化岩、强风化软质岩或残疾土层的上部也可以被使用。在实践应用环节，挤扩支盘桩可以用桩径较小的设计就满足施工中的上拔力于要求，能有效地减少施工中的用桩量，为建筑单位节约成本。比如，为满足某一承载力要求，使用挤扩支盘桩会使得建筑材料的用量节省40%-65%，这样会使得工程造价降低，也会让工期缩短，进而使建筑工程的整体建设效率和经济性都得到提升。

2挤扩支盘桩在地下建筑抗浮设计中的应用

2.1挤扩支盘桩的抗拔承载力分析

为了保证挤扩支盘桩在地下建筑抗浮设计中的有效应用，相关工作人员应该做好承载力计算工作。为此，设计人员应该挤扩支盘桩的单桩抗拔极限承载力进行预估[1]。在进行预估和计算时，应遵从我国建筑行业的挤扩支盘桩应用规范，以《挤扩多支盘灌注桩基础设计与施工规程》为依据开展相关工作。

为此，可使用以下公式来估算挤扩支盘桩的单桩抗拔极限承载力标准值：

在这个公式当中，u1表示这群桩的外围周长，数值单位为m；ui代表支盘桩破坏的表面周长，数值单位为m；li表示承力盘之间的距离，数值单位为m；qsik代表着桩侧表面第i层土的抗压基线侧阻力标准值，数值单位为kPa。

2.2合理设计支盘桩的结构

主桩与顶盘、中盘、底盘以及分支共同组成了挤扩支盘桩，通常来说这种桩的承力盘数量大于1,；如果地质条件较好，那么也可以增加承力盘的数量，但是绝对不能多于5个。挤扩支盘灌注桩与普通灌注桩的桩径相同，不过出于支盘成形设备考量，在使用支盘桩作业时，同行应用Φ800的支盘桩型。而且，为了保证构造的合理性，桩与桩之间的最小间距应该被设置为桩身直径的3倍，或承力盘直径的1.5倍，使用时取二者之间的较大值。在设置两盘之间的最小间距时，应该根据土质条件来确定相关数值。比如，在粘性土地基中应用，则应该保证盘的最小间距超过承力盘直径的2倍；如果在砂土地基中施工，则盘的最小间距应该超过承力盘直径的1.5倍。承力盘的直径与挤扩支盘灌注桩的桩径息息相关。比如，桩径为600mm时，承力盘直径一般为1500mm；桩径为800mm时，承力盘直径一般为2000mm；桩径为1000mm时，承力盘直径为2500mm。此外，在使用挤扩支盘灌注桩之前还需要保证其生产质量达标，桩柱的混凝土强度等级必须超过C20，并且需要经过合理计算才能确定抗拔桩的配筋率。

2.3挤扩支盘灌注桩施工应用

只有真正发挥挤扩支盘灌注桩的高抗拔性能，才能保证其在地下建筑抗浮设计中的应用有效性。因此，施工人员必须按照规定作业，最大限度地保证施工的规范性与合理性。挤扩支盘桩是一种异形灌注桩，所以其施工工序与钻孔灌注桩大致相同；但是相比于钻孔灌注桩，挤扩支盘灌注桩的施工工序更为复杂，需要增添挤扩支盘的过程。一般来说，为了实现灌注桩打孔，可以采用振动沉管法、冲击法或钻孔法作业；施工时所应用的成孔工艺可采用泥浆扩壁成孔和赶作业成孔，还可以选择使用水泥泥浆护壁成孔工艺和重锤冲扩成孔工艺。

在当前的挤扩支盘灌注桩施工中，水泥泥浆护壁成孔工艺最为成熟。在实际的施工环节，施工人员需要先以钻机钻孔，为桩的使用做好前期准备；然后利用起重机将支盘成型机放入孔中，根据支盘桩设计位置，按照从下而上的顺序开展挤扩工作，形成分支或承力盘；其后，还需要移出挤扩机并让钻机重新钻孔直至孔底，确定挤扩支盘成型以后再依次完成清孔以及钢筋笼吊放工作；最后，可使用导管和强度达标的混凝土完成浇筑工作，在拔出护筒和导管后只需等待混凝土浇筑桩成型即可。施工人员必须在浇筑混凝土之前保证孔底洁净，以免影响浇筑质量。

3.结语：综上所述，实现挤扩支盘桩在地下建筑抗浮设计当中的有效应用，可以提升地下建筑的修建质量和使用安全，更会提升地上以及地下全体建筑的实用性。为此，相关工作人员应该明确挤扩支盘桩的应用意义和要点，在开展设计工作时，做好抗拔承载力分析，保证挤扩支盘桩的使用具有合理性。

参考文献：

[1]张捷,王爱红.挤扩支盘灌注桩在地下室抗浮中的应用[J].南通职业大学学报,2015,29(01):82-85.

[2]环军.挤扩支盘灌注桩的技术原理、施工流程及其实例工程经济性分析[J].科技创新与应用,2016(09):238-239.