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21世纪的桩基新技术：DX旋挖挤扩灌注桩

5.2承载性能与机理研究

魏章和[3」、周青春[6]等通过现场试桩静载荷试 验对DX桩的受力特性及变形破坏机理进行了研 究。其研究成果表明与相同直径和桩长的直孔桩相 比,DX桩能提高承载力1倍以上。在比较均匀的 底层中，DX桩各承力盘端阻力的发挥具有明显时 可和顺序效应。总体趋势是上盘比下盘承载力发挥 得早、荷载分担得多。DX桩的破坏模式是在极限 荷载下各承力盘阻力先后达到极限状态而破坏，表 现在桩顶上为破坏迅速发生。其试验表明，在极限 荷载作用下，第1盘承受的荷载最大，土体剪切破坏 瞬间发生，从而导致下盘受力迅速增加，达到极限状 态，荷载又迅速下传，直至桩身发生急剧的、不停滞 的下沉而破坏。 杨志龙7等根据挤扩多支盘混凝土灌注桩（DX 桩）的现场静载荷试验结果，分析DX桩的荷载传递 机理。试验结果表明，随着竖向荷载的增加，由上到 下各承力盘先后发挥其端承作用；各承力盘上下 定范围内桩侧摩阻力不能发挥出来，建议在DX桩 设计时，承力盘或分支间间距宜不小于4~6d（d为 桩径）；对于粉土、粉质粘土，桩侧极限摩阻力为 30~70kPa，所对应的极限位移为5~20mm；桩侧 极限侧摩阻力和极限位移随土层埋深而增大。在相 同条件下DX桩的极限承载力比等截面桩高50%

史鸿林（1997）通过17组试桩的原型荷载试验

及计算，提出了支盘桩的单桩承载力计算公式： Rk. = Rk + Rk

式（3）表明，支盘桩承载力除保留原直孔桩的侧摩 阻力和桩端阻力外WS 445.2-2014 电子病历基本数据集 第2部分：门(急)诊病历，还增加了分支两侧的摩阻力和 分支的端阻力。侧阻和端阻完全是参照有关直孔桩 或扩底桩的规定推算的，并且在最后一项中各分支 的端阻力乘上大于1的系数，以考虑挤扩分支时的 挤密效应对承载力的有利影响，并分析了承载力影 响因素，如分支时挤压地基土对承载力的影响，分支 或分盘的数量、间距、形状及施工质量对承载力的影 响等。 吴兴龙14]等在对DX桩现场测试、理论分析的 基础上，分析了DX桩的变形破坏机理，提出了单桩 极限承载力计算的经验公式和影响承载力的因素 这些因素包括承力盘的数量和支盘间距、成桩工艺 尺寸效应等，还提出了DX桩的适用土层为粉细砂 中密粉细砂土。文中提出的DX桩单桩承载力计算 公式考虑了多种承载力的影响因素，其承载力计算 表达式为 Q .= Q + nO m + Q .

= uqkle +ZA +A

2012年第14卷第1期

目前，DX桩已经在诸多领域进行了广泛的应 用，包括建筑桩基，工业厂房及构筑物桩基，液化天 然气储气罐桩基，大型和特大型公路桥梁桩基等，并 且取得了非常良好的经济效益和社会效益。

以某工程为例，设计方案有普通直孔灌注桩和 DX桩两种。两种桩型的基本参数见表2。

表2两种桩型的基本参数 Table 2Parameters of two kinds of piles

通过试桩的结果分析，DX桩桩长比直孔桩缩 短了30m，仅为直孔桩57%HJ 766-2015发布稿 固体废物 金属元素的测定 电感耦合等离子体质谱法，两者桩径一样。而承 载力方面直孔桩为18711kN，DX桩为16396kN 0X桩仅比直孔桩小12%左右，见表3。但是由于 脏长的缩短，带来的施工的方便与快捷，同时对材料 的大量节省，是直孔桩无法比拟的

表3两种桩型的试桩结果对比 ble3Comparison of twokinds of piles test res

工程实例2，该项目中也是采用了DX桩和直孔 桩的对比，见表4。两者的桩长一致，DX桩桩径比 直孔桩大100mm，但是DX桩的极限承载力比直孔 桩提高了54%。由此，该工程在设计时，每个桥墩 下的桩数由原来直孔桩的4根，减少到DX桩的 2根。每墩桩基（半幅）总造价由316472元减少到 203110元，节约了36%.经济效益相当可观。

表4经济效益分析 Table 4Analysis of economic benefit

当前是我国基础建设的高潮期.高速铁路、城市

轨道交通、城市化进程以及各种港口、桥梁建筑等重 大项目不断开工建设，工程中涉及的桩基础不计其 数，每年灌注桩的混凝土方量超过亿万吨。如此重 要和巨天的工程量，十分有必要积极采用先进的技 术和理念，建设更安全、更经济、更具社会效益的基 础。DX通过旋挖挤扩技术，将传统的直孔桩转 变为多点支撑的新型桩，充分利用了土体端阻力远 远大于摩擦力这一天然特性，充分挖掘了土体的潜 力，从而有更高的竖向抗压和抗拔承载力。DX桩 技术走出了传统桩基技术靠增加桩长或桩径来提高 承载力的做法，通过横向挤扩，将二维的桩基技术扩 展到了三维空间。大量的工程实践证明这一技术具 备安全、可靠、效率高的特点，能为工程提供更高的 安全性并具备良好的经济性，同时可以大量节约混 凝土和钢筋用量，为当前节能减排做出重要贡献。 与工程实践相比，DX桩的相关研究还急待提 高，特别是群桩抗压抗拔机理和沉降计算。当前的 重大工程都是沉降控制设计，如高速铁路要求沉降 小于15mm甚至小于10mm。对于群桩基础，如果 仍然采用规范中的实体基础假设进行沉降计算，DX 桩与直孔桩相比并无明显优势，这显然将制约该技 术的应用

2012年第14卷第1期

Wang Mengshu',2， He Dexin3, Tang Songtao' (1. School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 2. China Railway Tunnel Group, Luoyang, Henan 471001, China; 3.Beijing Zhongkuo Foundation Technology Co.,Ltd,Beijing 100097, China)

Q/MJF 0004 S-2014 云南牟定金塔经贸有限责任公司 腐乳（卤腐）LAbstract As akind of old construction form,pile foundation still plays a tremendous role nowadays.The fast developing and innovation of technology promote new types of pile constantly emerging,which has been a huge success. DX pile is one of those piles and has been widely used. The author illustrates the development, technolog ical characters, advantages, research progress both at home and abroad, and engineering applications of DX pile [Keywords]DXpile;bearingmechanism;bearingcapacity;settlement