階梯型變截面DX樁應用研究概述

劉 鋒 陳斯寧 馬成剛

1宿遷學院（223800） 2宿遷市高速公路建設指揮部（223800）

階梯型變截面DX樁應用研究概述

劉 鋒1陳斯寧2馬成剛2

1宿遷學院（223800） 2宿遷市高速公路建設指揮部（223800）

簡述了階梯型變截面DX樁的施工工藝，及其目前的研究狀況,總結了目前研究存在的急需解決的問題，以及研究發展的方向。

階梯型變截面DX樁；施工工藝；承力盤

0 引言

階梯型變截面DX樁是一種新型變截面樁，目前在工程領域已經得到了一定程度的應用，該樁型能夠充分調動地基土和樁本身的承載潛力，使承載能力大大提高，與此同時能減少樁身沉降量。但是與常規樁型相比，這種樁由于樁身幾何形狀沿樁身發生不規則變化而使得承載力特性發生很大的變化，荷載的傳遞也變得不連續，這給研究變截面樁的樁-土之間的應力擴散、相互作用和荷載傳遞函數推導帶來很大的困難。

1 階梯型變截面DX樁施工工藝

階梯型變截面DX樁繼承了變截面樁 （如圖1所示）和DX樁（如圖2所示）兩種樁的優點，如圖3所示。

圖1 階梯型變截面樁（左）

圖2 DX樁（中）

圖3 階梯型變截面DX樁（右）

階梯型變截面DX樁施工工藝簡單,主要的工藝流程包括：變截面成孔施工→將DX旋挖擠擴裝置放入孔內→按設計位置自下而上依次擠擴形成承力盤腔體→測定盤腔體的位置與尺寸→下放鋼筋籠→插入導管→灌注混凝土→成樁。

階梯型變截面DX樁僅在階梯型變截面鉆孔灌注樁施工的過程中增加了一道工序，即將DX旋挖擠擴設備下入孔中,通過車載的微機液壓控制系統控制旋挖擠擴臂的伸縮以及旋轉，旋擴出DX樁的承力盤腔，旋擴后腔體周圍的土體被擠密，該擠密后的土體與隨后澆筑入盤腔內的混凝土緊密地結合成一體。通過在樁身下部設置多個承力盤，增大了樁身的有效承載面積，同時由于擠密土體效應，較充分地發揮樁土共同承載作用，從而提高了單樁承載力，同時也達到減少沉降的目的。

國內學者方燾[1]對變截面樁進行了較為深入的研究，研究總結了其優缺點；王夢恕[2]對DX樁進行了試驗研究，并總結了其優點。而階梯型變截面DX樁則是繼承了這兩種樁的優點，具體描述為：由于設置了變截面，可以更有效地利用淺層土的承載性能；抗拔性能優于DX承力盤而具有了大幅度的提高。由于繼承了兩種樁型的優點，所以本樁型在各種土層中均可使用。

2 研究現狀

我國目前采用較多的等截面鋼筋混凝土灌注樁是靠樁側摩阻力與樁底端承力共同作用來承擔荷載。對同一地基土，端承面積越大，樁身摩阻力越大，則樁的總承載力就越大。為了提高單樁承載力，通常的做法只有圍繞著提高樁側摩阻力與樁底端承力這兩方面來研究。要提高樁的側摩阻力，只有增加樁長或增大樁徑以提高樁的側表面積，然而增加樁徑特別是增加樁長會大大增加施工難度。

階梯型變截面DX樁正是釆用這一思路，在樁頂部擴大其直徑，可以提高其抗彎、抗剪能力；在樁身不同部位設置承力盤，從而提高單樁豎向極限承載力。

目前，國內外學者針對等截面樁在豎向荷載和水平荷載作用下的變形和承載特征，從理論分析、試驗研究和數值模擬等方面進行了大量研究，而對于階梯型變截面DX樁的變形及承載特征的公開研究文獻，目前還較少。

3 結語

經過多個工程實踐證明,階梯型變截面DX樁技術具有施工工藝獨特，機械先進，且操作方便；盤腔成形穩定，成樁差異小，單樁承載力高；同時節約成本，技術經濟競爭力強等特點。但是，階梯型變截面DX樁的設計仍然采用規范推薦公式，為了滿足規范要求,我們不得不采用加大樁身直徑的方法，這樣做既不利于施工進度，也不利于成本控制。所以，如何保證階梯型變截面DX樁在豎向荷載和水平荷載作用下既能保證安全，又能控制建造成本，是一個值得研究的課題。因此，針對階梯型變截面DX樁在豎向荷載和水平荷載作用下的變形及承載特性展開研究,具有重要的科學意義和工程實用價值。

[1]方燾.階梯型變截面樁變形及承載特性研究[D].博士學位論文,重慶:重慶大學,2012.

[2]王夢恕,賀德鑫,唐松濤.21世紀的樁基新技術-DX旋挖擠擴灌注樁[J].中國工程科學,2012,14(1):4-12.

項目:宿遷市交通科學研究項目（編號:KJ2015-4）