隨著民用和工業(yè)建筑逐漸走向高層化，在這些高層建筑的建設(shè)過程中，基礎(chǔ)顯得尤為重要。俗話說“萬丈高樓平地起”，不同地質(zhì)條件選擇不同的基礎(chǔ)，不同的基礎(chǔ)選擇相適應(yīng)的樁，不僅可以為建筑物打下堅實的基礎(chǔ)，更能合理有效地控制成本，從而產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會效益。在我國一些經(jīng)濟比較發(fā)達的沿海地區(qū)，比如江浙滬、天津以及山東等地，建設(shè)項目多，規(guī)模大，但是這些地方也面臨著其土層軟弱，承載力不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載不斷增加所要達到的要求，因而必須要通過地基處理的辦法來解決其承載力不夠和變形過大的問題。

現(xiàn)在多數(shù)地基處理都采用鉆孔灌注樁，由于其軟弱土本身的承載力很低，因而其基礎(chǔ)樁的設(shè)計大多設(shè)計為摩擦樁，同時，軟弱土的摩擦側(cè)阻力也很低，這樣就勢必需要設(shè)計很長的樁才能滿足其設(shè)計要求。而有這樣一種新型的樁基，能在一些軟弱土地區(qū)顯著提高其地基承載力，它能在滿足設(shè)計要求的前提下，縮短基礎(chǔ)樁的長度。相比較普通灌注樁，更適用于大型工業(yè)廠房、高層建筑、道路橋梁、碼頭、高聳構(gòu)筑物、大型油罐、大型糧倉等對地基承載力要求較高的建筑，與普通灌注樁相比，明顯降低工程量，縮短工期，提高材料利用效率，經(jīng)濟效益顯著。它就是擠擴支盤灌注樁！

工程實例

（一）項目概況

上海亞合設(shè)計的云南丘北吉大觀庭（2013年）工程，位于云南省東南部的丘北縣，海拔1452米，距省會昆明市280千米，距文山州府114千米，工程一期規(guī)劃容量5.5萬方。

(二)場區(qū)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

場地范圍內(nèi)原為根植地，場地的復(fù)雜程度為二級場地，地基的復(fù)雜程度為二級地基，地勢相對較高，場地北東面地形低洼處，常年積水，多形成沼塘?，F(xiàn)狀正在整平場地，在擬建場地范圍內(nèi)，地面標(biāo)高變化在1244.89～1254.89m，相對高差為10.00m。上、下各地基巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)差異大，軟硬程度懸殊，力學(xué)強度明顯差異，屬不均勻的巖土地基。且場地處于碳酸鹽巖分布區(qū)，巖溶發(fā)育具不均勻性和不可預(yù)見性，鉆探局部揭露半充填溶洞,為石灰?guī)r中局部的巖溶發(fā)育現(xiàn)象 。

工程地質(zhì)條件：地基巖土層為層粘土、層泥炭質(zhì)土、層粉質(zhì)粘土，均為軟弱土，中壓縮性土，靈敏度高，具觸變性，極易壓縮變形，高孔隙比，其水穩(wěn)性差，具遇水后易軟化、崩解，風(fēng)干、曝曬后易干裂的特性，工程施工中若土體被水浸泡或曝露時間過長或經(jīng)外力作用擾動后，土易壓縮變形并使土體強度降低，易引發(fā)不均勻沉降。設(shè)計和施工時需采取加強地基基礎(chǔ)強度和上部建筑物結(jié)構(gòu)的剛度等整體性有效處理措施；

地下水條件：場地處于濕潤區(qū)，地下水環(huán)境類型為Ⅱ類，地層滲透性屬B類。據(jù)場鉆孔取地下水試樣進行實驗室水質(zhì)分析的結(jié)果，場地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

優(yōu)選擠擴支盤樁的原因分析

由于該項目為住宅、商業(yè)，對地基承載力和基礎(chǔ)沉降要求較高，天然地基和復(fù)合地基均無法滿足構(gòu)筑物對地基的要其，因此必須采用樁基礎(chǔ)方案。

目前建設(shè)工程中除了擠擴支盤樁外，采用比較多的其他樁型有預(yù)制樁、普通灌注樁，每種樁型都有它適用的土層條件，只有在適用的土層條件下各樁型才能發(fā)揮自己的長處。該場區(qū)土層分布相差極大。原先方案為預(yù)制樁或人工挖孔樁，但其不能運用中間的良好土層。在樁長范圍內(nèi)的2層、4層工程性質(zhì)較好，這些硬夾層的樁端阻標(biāo)準(zhǔn)值較高，因此場區(qū)內(nèi)適合設(shè)置擴徑體的土層較厚，從地層情況來說，比較適合采用多處擴徑的擠擴支盤樁技術(shù)。

根據(jù)本場區(qū)地質(zhì)情況對以下這兩種樁型進行分析：

從上表可以看出，在本場區(qū)的土層情況下，預(yù)制樁對于該建筑物不適用，普通灌注樁和擠擴支盤樁可以作為備選方案進行分析。

擠擴支盤樁與普通灌注樁對比分析

選取機房等荷載較大的部位，對選用普通灌注樁和擠擴支盤灌注樁，在技術(shù)上和經(jīng)濟上進行比較：

（一）技術(shù)分析

1. 普通灌注樁：Φ800mm樁徑的灌注樁，以第6層中風(fēng)化石灰?guī)r作為樁端持力層，Φ800mm灌注樁樁長約25.0m。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》計算可得：灌注樁承載力為9489KN。

2.  擠擴支盤裝：450mm樁徑，樁身長度約18m，樁身入4層粘土，設(shè)2個支盤，盤徑為900mm，具體深度為：第一個支盤深度6m（第2粉質(zhì)粘土層內(nèi)），第二個支盤深度16m（第4粘土層內(nèi)）。

根據(jù)《支盤擠擴灌注樁技術(shù)規(guī)程》計算可得：擠擴支盤樁承載力為1987KN。計算數(shù)據(jù)分析可知，樁長減小，且樁徑減小，雖然導(dǎo)致了樁的承載力有所下降，但對于該項目柱下荷載相對較小，絕大部分柱下為兩樁即可滿足要求，有一樁即可滿足的。如采用人工挖孔樁樁承載力富余極大。

（二）經(jīng)濟分析

由此看出，采用擠擴支盤樁替代普通灌注樁，其經(jīng)濟效益更為顯著。

應(yīng)用效果

經(jīng)過論證，由于擠擴支盤樁明顯的經(jīng)濟性，按照相關(guān)規(guī)范要求進行了靜載試樁工作，進行了3根樁的靜載檢測，擠擴支盤樁靜載檢測結(jié)果見下表:

擠擴支盤樁靜載檢測結(jié)果表：

經(jīng)靜載檢測，3根試樁單樁抗壓極限承載力達到了2000KN，從靜載檢測的結(jié)果可以看出，該樁型靜載試驗結(jié)果滿足設(shè)計要求，因此決定吉大觀庭項目一期主要建（構(gòu)）筑物樁型采用了φ450mm擠擴支盤灌注樁。

擠擴支盤樁

擠擴支盤樁全稱為“液壓擠擴支盤砼灌注樁”，是在常規(guī)鉆孔灌注樁的基礎(chǔ)上，采用專用液壓設(shè)備對樁長范圍內(nèi)的土層進行多截面擴孔，形成多處錐狀或三角形擴徑空腔，空腔內(nèi)灌注砼后形成多支點的多截面擴孔砼樁。

擠擴支盤樁的受力機理：

在受荷初期，樁所產(chǎn)生的位移主要是樁身彈性形變所產(chǎn)生的少量位移，因此承載力主要由樁身上部側(cè)摩阻提供，這時底部的支或盤處的端阻還未得到發(fā)揮，隨著樁頂荷載的逐步增加，樁頂位移變大，當(dāng)樁頂所加的荷載加到一定數(shù)值時，樁土產(chǎn)生相對位移增大，側(cè)摩阻力的發(fā)揮逐漸向下傳遞。

樁身底部支盤的阻力開始發(fā)揮并逐漸增大，樁端阻力的作用也開始明顯表現(xiàn)出來。在各部位支盤提供的阻力上，一般上部的承力盤的發(fā)揮程度要大于下部，當(dāng)上部承力盤的土體已開始塑性變形時，支盤提供的承載力基本為一定值，此后所加的荷載主要由底部支盤發(fā)揮端阻力的增大來承擔(dān)。隨著荷載的增大，位移也不斷增大，底部支盤的阻力才進一步發(fā)揮，各支盤下土層紛紛開始發(fā)生塑性變形，整個樁的承載力達到極限承載力。支盤樁的受力機理見下圖：

擠擴支盤樁的應(yīng)用范圍

從適用的地質(zhì)條件看：由于擠擴支盤樁屬灌注樁體系，鉆孔灌注樁適用的地質(zhì)條件支盤樁基本都適用，在樁長范圍內(nèi)，場區(qū)內(nèi)可利用的持力層層數(shù)越多、厚度越大則支盤樁的優(yōu)越性也越明顯，即使某些嵌巖樁的端承嵌巖（軟質(zhì)巖層），其上若有硬土、砂土持力層分布，除充分利用做承力盤，使承載力繼續(xù)增大外，嵌巖深度及樁徑還可適當(dāng)調(diào)整，對提高工程施工進度十分有利。適合支或盤成型的持力層有硬可塑、硬塑、堅硬的粘性土；中密、密實的粉土和砂土；軟質(zhì)巖層的全風(fēng)化、強風(fēng)化帶。

結(jié)論

擠擴支盤樁由于其在施工工藝和施工效益上的雙重優(yōu)勢，近年來在北京、黑龍江、廣東、海南等十多個省市的上百項工程中采用，山東、天津、河北、江蘇、浙江地區(qū)都出臺了擠擴支盤樁的地方標(biāo)準(zhǔn)；在這個基礎(chǔ)上建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)司組織知名高校及設(shè)計院編制了《擠擴支盤灌注樁技術(shù)規(guī)程》（CECS192：2005）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從根本上解決了設(shè)計依據(jù)的問題。隨著擠擴機具的成熟，將會更多的利用在軟弱土地區(qū)的地基樁基設(shè)計應(yīng)用中。