摘 要
三岔雙向多節(jié)擠擴(kuò)灌注樁（以下簡稱DX樁），是賀德新先生在1998年研制開發(fā)的專利，并以名字后兩個字的拼音“De Xin”的首字母命名的，是一種變截面灌注樁。它在鉆孔灌注樁鉆孔的基礎(chǔ)上，使用專用的DX擠擴(kuò)設(shè)備在樁身擠擴(kuò)成上下對稱的空腔，然后澆灌混凝土后形成的樁身、承力盤和樁根共同承載的樁型。由于承力盤增大了樁身的有效承載面積，同時擠擴(kuò)時對周圍土體有擠密作用。與普通直孔（等截面）灌注樁相比，因樁身多個斷面面積大幅度增大，充分利用了好土層的地基承載力，單樁承載力比普通直孔灌注樁一般可提高1倍以上，并具備良好的抗壓和抗拔能力。所以DX樁可大幅度提高單樁承載力，降低施工沉降和工后沉降。與傳統(tǒng)的直孔樁相比，可以減少樁長或減少樁的數(shù)量，從而降低混凝土和泥漿用量20%~30%，有效節(jié)約工期、降低造價。
一、技術(shù)特點(diǎn)
1.成腔技術(shù)質(zhì)量可靠
多節(jié)擴(kuò)孔類灌注樁成敗的關(guān)鍵在于擴(kuò)孔形成盤腔的質(zhì)量是否可靠，以及能否按設(shè)計和施工要求順利形成盤腔。DX旋擴(kuò)技術(shù)是目前唯一能快速、高效、高質(zhì)量完成各種土層條件下盤腔施工的技術(shù)，因為：
（1） 旋擴(kuò)裝置獨(dú)特的雙缸雙向液壓結(jié)構(gòu)保證了盤腔周圍土體的穩(wěn)定性；
（2） 均布的三對旋擴(kuò)臂三向水平支撐土體，能自然準(zhǔn)確與樁身軸心對中；
（3） 腔體下側(cè)35度斜面形狀可以使沉渣能順利掉落，不會堆積在盤腔內(nèi)，保證盤腔在混凝土澆注時的充實性和完整性；
（4） 旋擴(kuò)方式能適用N大于40擊的土層；
（5） 旋擴(kuò)方式比人工操作擠擴(kuò)方式的施工速度提高數(shù)倍，工效大大提高。
2.設(shè)計靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、適用土層廣泛
隨著不斷的經(jīng)驗總結(jié)和技術(shù)革新，DX樁的設(shè)備和技術(shù)發(fā)展進(jìn)入了一個更高的階段。DX樁可在多種土層中成樁，不受地下水位限制，并可以根據(jù)承載力要求采取增設(shè)承力盤數(shù)量來提高單樁承載力。
承載力盤和承力岔可設(shè)置在：
（1）可塑~硬塑粘性土、標(biāo)貫擊數(shù)小于40擊的稍密~密實狀態(tài)粉土和砂土中；
（2）承力盤也可設(shè)置在密實狀態(tài)（N≥40）的粉土和砂土或中密~密實狀態(tài)卵礫石層的上層面；
（3）強(qiáng)風(fēng)化巖或殘積土層的上層面。
3. 盤位可調(diào)
由于承力盤腔是通過液壓臂旋擴(kuò)土層形成，旋擴(kuò)過程相當(dāng)于旁壓實驗，施工過程同時也是對土層承載力的一種檢驗。因此，施工時能大致了解到土層軟硬性即持力層選擇的適宜程度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)與試樁施工有差別時，可按照設(shè)計變更要求，采取調(diào)整盤的位置或增設(shè)盤數(shù)的措施。這樣可以確保樁基承載力，以及各樁承載力的一致性，這是其它樁型工藝無法實現(xiàn)的。
4.上下對稱的盤結(jié)構(gòu)
雙向擠擴(kuò)形成的上下對稱帶坡度的盤具有受力和施工上的諸多優(yōu)點(diǎn)：
I. 抗壓性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的直孔樁；
II. 具有非常好的抗拔性能；
III. 在成腔的施工過程中，沉渣能夠順著斜面落下，避免了沉渣在空腔底面的堆積；
IV. 斜面便于混凝土的澆注，混凝土靠自身的流動性就能充分灌滿整個腔體，同時還不夾泥，利于控制混凝土的密實程度；
V. 承力盤的斜面形狀，保證了承力盤的混凝土處于受壓狀態(tài)。盤的剪切通過樁身的鋼筋，所以承力盤不會發(fā)生剪切破壞。
VI. 在豎向受力時，下斜面可以增加使承力盤施加給土體的附加應(yīng)力的擴(kuò)散范圍，避免對土體造成剪切；
5.易于檢測
旋挖擠擴(kuò)設(shè)備自帶的儀表顯示屏可以直觀顯示孔內(nèi)作業(yè)時旋擴(kuò)盤徑的大小，另外可以采用擠擴(kuò)灌注樁專用的機(jī)械式盤徑檢測器亦是一種直觀有效的檢測方法。該檢測器結(jié)構(gòu)簡單，檢測直觀、效率高、經(jīng)濟(jì)、快速可靠。檢測時，提緊主副提繩，將盤徑檢測器緩慢放至孔內(nèi)被測盤腔深度，松開副繩，三個測桿自由下落，主測繩稍做調(diào)整，測桿即張開于擠擴(kuò)盤腔內(nèi)，達(dá)盤徑最大處，觀察并記錄主副測繩的落差，由落差和盤徑的換算關(guān)系就可以得出實際旋擴(kuò)盤腔的直徑。
二、DX樁在廣渠路二期11#標(biāo)工程的應(yīng)用
本標(biāo)段橋梁起止點(diǎn)里程為K9+855.407-K11+485.407，橋梁長度為1630m，寬度為33.8m，上部結(jié)構(gòu)：跨越雙橋東路處橋梁結(jié)構(gòu)為3跨鋼混組合梁，其余部分部分采用30m或35m標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式預(yù)制預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。下部結(jié)構(gòu)：中墩、公用墩采用墩柱上接蓋梁的結(jié)構(gòu)形式。全橋蓋梁均為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中墩柱截面為2.5×1.8m，承臺為6.4×6.4×2.65m下接四根鉆孔灌注樁。人行梯道墩柱為1.2×0.8m墩柱，人行梯道墩柱下接φ1.2m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。
鉆孔樁主要工程量：φ1.8m鉆孔灌注樁32根，φ1.5m鉆孔灌注樁192根，φ1.2m鉆孔灌注樁46根，φ1.3mDX鉆孔灌注樁192根。
工程位于永定河沖積扇中下部，地形較為平坦。表層為人工填土層，填土厚度為0.4m~4m不等，以下為一般第四紀(jì)沉積層的粉質(zhì)粘土、第四紀(jì)沉積層的粉細(xì)砂、第四紀(jì)沉積層的粉土、第四紀(jì)沉積層的中細(xì)砂。通過分析具體的勘察報告，土層條件非常適合采用DX旋挖擠擴(kuò)灌注樁技術(shù)。
1.DX樁與直孔樁技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能對比
原設(shè)計樁徑為1500mm，樁長為39m。經(jīng)過DX樁優(yōu)化設(shè)計以后，樁徑改為1300mm，樁長縮短為35m。具體的參數(shù)對比見下表。
DX樁與直孔樁技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能比較
|
對比項目
|
直孔樁
|
DX樁
|
備注
|
|
樁徑（cm）
|
150
|
130
|
-
|
|
承力盤徑（cm）
|
-
|
240
|
-
|
|
承力盤數(shù)（個）
|
-
|
2
|
-
|
|
有效樁長（m）
|
39
|
35
|
樁長減少4米
|
|
鋼筋（t）
|
4.665
|
4.019
|
|
|
承力盤砼(m3)
|
-
|
3.8
|
|
|
綜合單價（元/ m）
|
2365
|
2496
|
|
|
單樁造價（元）
|
92236
|
87365
|
|
|
總樁數(shù)（根）
|
192
|
192
|
|
|
總造價（萬元）
|
1771
|
1677
|
通過DX樁的優(yōu)化設(shè)計之后，減少了工程量，縮短了工期，節(jié)約了總造價約94萬元，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。
2.DX樁的施工工藝
（1）工藝流程
DX樁的施工工序比直孔灌注樁的施工工序多一道專利擠擴(kuò)工作（第二道工序）。與同樁徑和樁長的等截面鉆孔灌注樁相比，承載力有較大幅度的提高，而提高部分的承載力主要由擴(kuò)徑體的端阻力提供。
（2）旋挖擠擴(kuò)裝置的類型
目前設(shè)備采用的是連續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時切削碾壓向外旋擴(kuò)的方式，該設(shè)備可以根據(jù)土層選擇適合的切刀，采用切削碾壓或純切削的方式，這樣就大大提高了旋擴(kuò)的質(zhì)量和效率。
結(jié) 論
本論文結(jié)合廣渠路工程，通過數(shù)據(jù)的比較分析，闡述了DX樁在工程應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)。DX樁承載力高，在同樣承載力的前提下，樁數(shù)量會減少，樁徑也會相對變小，不僅節(jié)約混凝土用量，減少鋼筋用量，直接降低成本。另外，工程量的減少還有助于縮短工期，混凝土用量和泥漿排放量還會減少，可以減少對環(huán)境的污染。采用DX樁技術(shù)建設(shè)的橋梁，有著創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等特點(diǎn)，具有良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
