桩基础技术10大发展方向（五）

向扩孔桩方向发展

扩孔成型工艺有钻扩、爆扩、夯扩、振扩、锤扩、压扩、冲扩、注扩、挤扩和挖扩等十大类型。

钻孔扩底桩

北京地区普通直径钻孔扩底灌注桩（桩身直径0.3~0.4m，扩底直径0.8~1.2m）的静载试验结果表明，与相同桩身直径的直孔桩相比，前者极限荷载为后者的1.7~7.0倍，前者的单位桩体积的极限荷载为后者的1.4~3.0倍。大直径钻（挖）孔扩底桩具有承载力高、成孔后出土量少、承台面积小等显著优点，在国内外得到广泛运用。我国的钻孔扩底桩种类有20种以上，日本的大直径钻扩桩工法有将近40种。

20世纪七八十年代日本大直径钻扩桩的特点：

①桩身直径和扩底直径大（最大直径为4200m），桩长度大，单桩承载能力大，能适应高层建筑一柱一桩的要求。

②扩底部置于细砂、中砂和砂砾层中，承载能力大，但扩底直径不能过大，扩底率较小，最大值为3.2。

③大部分采用旋挖钻机和反循环方式扩孔钻进。

④液压扩翼机构占大多数。

⑤施工管理制度严密，管理系统先进。

⑥工法和机种呈多样性。

进入21世纪，上述前3个特点有所发展变化：

①扩底最大直径为4700mm（Eagle工法）。

②最大扩底率为4.94（Eagle工法）。

③日本建筑中心在2007-2009年评定的13项扩底桩工法均采用旋挖钻扩孔钻进。

桩端压力注浆桩

桩端压力注浆桩是指钻孔、冲孔或挖孔灌注桩在成桩后，通常通过预埋在桩身的注浆管利用压力作用，将能固化的浆液（诸如纯水泥浆、水泥砂浆、加外加剂及掺合料的水泥浆、超细水泥浆、化学浆液等）经桩端的预留压力注浆装置（诸如预留压力注浆室、预留承压包、预留注浆空腔、预留注浆通道、预留的特殊注浆装置等）均匀地注入桩端地层。

视浆液性状、土层特性和注浆参数等不同条件，压力浆液对桩端土层、中风化与强风化基岩、桩端虚土及桩端附近的桩周土层起到渗透、填充、置换、劈裂、压密及固结或多种形式的组合等不同作用，改变其物理力学性能及桩与岩、土之间的边界条件，清除虚土隐患，从而提高桩的承载力以及减少桩基的沉降量。

桩端压力注浆桩的优点：

①保留各种灌注桩的优点。

②大幅度提高桩的承载力，技术经济效益显著。

③采用桩端压力注浆工艺，可改变桩端虚土的组成结构，形成水泥土扩大头，可解决普通灌注桩端虚土这一技术难题，对确保桩基工程质量具有重要意义。

④适用范围广。

⑤施工方法灵活，注浆设备简单，便于普及。

大量实测资料表明，与不注浆桩相比，桩端土层对后注浆桩承载力的提高值有着很大影响。桩端土层为粗粒土时极限承载力增幅在50%~260%之间，桩端土层为细粒土时极限承载力增幅在14%~138%之间。进入20世纪90年代后，桩的后注浆技术尤其是桩端压力注浆技术子啊国内土木、建筑工程中得到蓬勃发展。

载体桩

载体桩是指由载体和混凝土桩身构成的桩。它采用柱锤夯击成孔、反压护筒跟进成孔的方法，达到设计标高后，分批向护筒内投入碎石和混凝土等填充料，用柱锤反复夯实、挤密。当满足设计要求的三击贯入度后，再向护筒填入干硬性混凝土，用柱锤夯实，在桩端形成复合载体。然后放置钢筋笼、灌注混凝土或直接放置预应力管节而成。当上部荷载传递到桩顶时，荷载通过桩身传递到载体，而载体由混凝土、夯实填充料和挤密土体组成，从混凝土、夯实填充料到挤密土体材料压缩模量逐渐减少，下一层对上一层来说是软弱下卧层，当荷载传递到下层顶时，应力被扩散，从混凝土、夯实填充料到挤密土体，压力逐渐被扩散、降低，传递到持力土层时，压力小于地基土承载力，满足承载力要求。与同桩长、桩径的普通混凝土桩承载力相比，载体桩承载力提高2倍以上。因此土体的密实理论是载体桩技术的核心，压力扩散理论是载体桩技术的受力原理。

载体桩的优点：

①由于在桩端处形成复合载体，桩的承载性状好，单桩承载力较高。

②在同一场地，在不改变桩长和桩径的前提下，可根据不同设计要求，通过调整施工控制参数来调节单桩竖向承载力。

③夯扩体形状可控且边界较清楚，施工质量易控制。

④填充料就地可取，能可观地消纳建筑垃圾和工业废料，环保性好。

⑤采用锤击成孔跟沉护筒工艺，由于细长锤在护筒中做竖直向下冲击时，护筒起隔声罩作用，可做到锤击时低噪声。

⑥锤击成孔跟沉护筒工艺简单直观。

⑦施工造价低。

⑧无泥浆排放。

⑨施工机械轻便，机动灵活。

该项专利技术已在全国180个中等城市推行专利代理制，在数千项工程中推广应用，年总产值已超过10亿元。

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