dx桩优点浅谈

论 文 题 目 ： 广 渠 路 二 期 桥 梁 桩 基 施 工 中 三 岔 双 向 （ DX） 挤 扩 灌 注 桩 技 术 优 点 浅 谈 . 2 摘 要 随着城市化进程的加快，城市市政道路建设一般都穿过人口密集、地下管 网密布的繁华城市中心地段。目前桥梁中桥桩采用的多是直孔灌注桩，为满足 承载力等要求，桩长一般设计的较长，相应的成本较大、工期较长、施工技术 难度也大。所以我们引进了 DX 桩施工技术。 DX 桩是贺德新先生在 1998 年研制开发的专利，并以名字后两个字的拼音 “De Xin”的首字母命名的，是一种变截面灌注桩。DX 优点很多，例如提高了 承载力、减少桩的数量、沉降小且均匀、节约成本、缩短工期、对环境影响较 小、社会效益好等。 关键词：DX 桩，承载力，节约成本 北京市中级专业技术资格 评审申报论文 第-3-页 -3- 目 录 摘 要 2 绪 论 4 一、工程概况 5 1、变更前 17 轴承台结构 5 2、变更后 17 轴承台结构 6 二、 浅谈 DX 桩的优点 7 1、DX 桩竖向承载力比直孔灌注桩有较大优势 .7 （1）直孔灌注桩单桩轴向受压承载力计算： 7 （2）DX 桩单桩轴向抗压承载力计算： .8 （3）结果分析与结论 9 2、采用 DX 桩能够减少桩基成本的支出 10 （1）17#轴承台桩基变更前材料费用计算 10 1）直孔灌注桩钢筋费用计算 10 2）直孔灌注桩混凝土费用计算 11 （2）17#承台桩基变更后材料费用计算 11 1）DX 桩钢筋费用计算 .12 2）DX 桩混凝土费用计算 .12 （3）结果分析与结论 12 参考文献 14 附 录 15 4 绪 论 城市市政道路建设一般都穿过人口密集、地下管网密布的繁华城市中心地 段。由于现场既有管线线路的原始资料不准确，所以设计人员在设计桩基位置 时往往导致与既有管线位置冲突，给施工带来不便。为了施工能顺利进行并且 还要符合设计的初衷，此时要对原设计方案变更。考虑到施工区域有限，经与 设计商讨后决定采用 DX 桩施工技术。 北京市政集团在承建的广渠路二期工程中，高架桥南侧部分桩基位置与现 况热力方沟的护坡桩位置冲突。需调整桥梁桩基位置，为保证有足够承载力， 将原来的直孔灌注桩变为 DX 桩，有效的解决了这个难题，因此通过这个工程 实例，浅谈一下 DX 桩的优点，展望一下 DX 桩的前景。 北京市中级专业技术资格评审申报论文 第- 5-页 -5- 一、工程概况 广渠路（东四环路通州区怡乐西路）是北京市中心城道路网布局中 17 条 快速路放射线之一，西起东四环大郊亭桥，向东经五环路、机场二通道（长营 路）后，终点至通州区的怡乐西路，道路全长约 12km。道路设计标准为城市快 速路，主线设计速度 70km/h，辅路设计速度 40km/h，规划红线宽度 87m。 本标段全长 969.0 m。工程施工主要内容包括：道路、高架桥、匝道桥 （四环路立交 Z4、Z5、Z6、Z7 匝道桥）、雨水、拆迁、电信等工程的施工。为 保证高架桥桩基施工时，临近热力方沟的安全，在 8 轴、17 轴、20 轴和 21 轴 处采用挤扩桩（DX 桩），共计 28 颗。 由于四个承台桩的形式是一样的，就以 17 轴承台桩基为例，如下图所示。 1、变更前 17 轴承台结构 17#承台桩基变更前是两承台 8 根桩结构，如图 1-1 所示： 5.9x4.8热 力 方 沟 广 渠 路 高 架 桥 热 力 方 沟 新建北辅路 新建南辅路30.47外 顶 高外 顶 高 护 坡 桩0.20.5 图 1-1 17 轴承台变更前结构图 6 每根桩长 35，直径 1.5，混凝土强度 C25。阴影部分为桩基与护坡桩 冲突部分，重合部分的宽度约 20cm。 2、变更后 17 轴承台结构 17 轴承台变更后为单承台 6 根桩基结构，如图 1-2 所示： 每根长 40m，直径 1.5m，混凝土强度 C25。变更后桩基位置如图所示约有 30cm 的空间距离。 新建北辅 路 新建南辅路5.9x4.8热 力 方 沟热 力 方 沟30.47外 顶 高外 顶 高护 坡 桩广 渠 路 高 架 桥 10. 图 1-2 17#承台变更后结构图 本桩需设置两个承力盘,根据实际地质情况调整承力盘位置，但第一个承力 盘必须在粉细砂层，第二承力盘必须在细中砂层。承力盘直径约 240cm，厚度 93.5cm。 下面结合我标工程，通过变更前后数据对比，从以下两个方面谈论 DX 桩的 优点。 北京市中级专业技术资格评审申报论文 第- 7-页 -7- 二、 浅谈 DX 桩的优点 1、DX 桩竖向承载力比直孔灌注桩有较大优势 直孔灌注桩主要靠桩身摩擦力承载压力，DX 桩除受摩擦力外还通过扩大桩 身截面积（承力盘）以获得较高端承，进而提高桩的竖向抗压承载力的原理。 可以看出 DX 桩在端承力上有较高的承载优势。结合广渠路工程，通过计算对 比两种桩的承载力，根据计算数据说明 DX 桩的优势。 （1）直孔灌注桩单桩轴向受压承载力计算： 根据公路桥涵地基与基础设计规范得直孔灌注桩的承载力计算公式： （2-1）= 12=1+ （2-2）=0+22(3) 式（2-2 ）中 取 0.85， 取 0.85，公式中其他参数见附录。 0 直孔灌注桩土层分布情况如图 2-1 所示：F1 F235mF1 2-1 土层分布示意图 8 直孔灌注桩的桩长为 35m，从土层结构示意图看出直孔灌注桩基竖向承载 力由 F1 和 F2 组成，桩基穿过 9 种土层，根据广渠路岩土工程勘察报告得出 17 轴承台处各土层参数，如表 2-1 所示： 表 2-1 土层参数表 深度 厚度 天然密度 桩侧土摩 阻力标准 值 地基土 承载力 基本容 许值 桩的极 限侧阻 力标准 值 桩的极限 端阻力标 准值土层分步 土质情 况 m m /3 kpa kpa kpa kpa 粉细砂 中密 0-4 4 2.0 50 50 粉质粘 土 可塑- 软塑 -4-10 6 1.96 50 50 粉细砂 中密-密实 -10-13 3 2.01 55 210 50 900 圆砾- 卵石 密实 -13-19 6 2.02 140 140 粘土 可塑 -19-21 2 1.91 60 60 粉质粘 土 可塑 -21-23 2 2.02 65 65 细中砂 密实 -23-27 4 2.03 65 250 65 1100 圆砾- 卵石 密实 -27-33 6 2.05 150 150 1600 粉质粘 土 可塑 -33-39 6 2.02 65 260 65 700 细中砂 密实 -39-40 1 2.04 70 255 70 1100 注：地面深度为 0 根据土层参数表把对应的图层参数代入公式 2-1 有： =9554.7 kpa= 12=1+ 通过计算得出直孔灌注桩单桩轴向受压承载力容许值Ra =9554.7 kpa。 （2）DX 桩单桩轴向抗压承载力计算： 根据三岔双向挤扩灌注桩设计规程得 DX 桩的承载力计算公式： 北京市中级专业技术资格评审申报论文 第- 9-页 -9- (2-3)=+=+ DX 桩土层分布情况如图 2-2 所示：40m 2-2 土层结构示意图 从土层结构示意图可以看出 DX 桩主要受力有 F1、F2、F3，因为地址条件 相同，所以将表 2-1 里土的参数带入公式（2-3）有： =23113.6 kpa=+=+ 根据公式得出单桩竖向抗压极限承载力标准值 =23113.6 kpa （3）结果分析与结论 为了更能说清问题，我假设一种情况加入对比，假设直孔灌注桩长为 40m，把直孔灌注桩短的疑点消除，直孔灌注桩靠摩擦力承载，所以桩越长摩擦 力越大。在利用公式 1-1 进行计算（过程简略）得单桩承载力为 10682kpa。然 后进行对比如表 2-2 所示： 10 表 2-2 承载力对比 桩型 桩长 m 单桩承载力 kap 根数 总承载力 kap 直孔灌注桩 35 9555 8 76438 直孔灌注桩（假设） 40 10682 8 85456 DX 桩 40 23114 6 138682 从表看出相同地质条件，相同桩长情况下，DX 桩与直孔灌注桩单桩承载 力比值为：DX 桩/直孔桩= / Ra=23114/10682=2.2 倍，通过中阔地基官网技 术中心数据查询得知 DX 桩单桩竖向承载力是同桩径普通钻孔灌注桩的 2 倍左右。 所以计算数值符合经验值，证明了论点。另一方面从总承载力可以看出，DX 桩在数量上少于直孔灌注桩的情况下承载力扔优越于直孔灌注桩，进一步说明 DX 桩竖向承载力的优势。 所以通过以上数据说明，DX 桩是一种增加基础承 载力的有效方法。 在桩基施工中，由于地下情况有随机性，所以经常会遇到一些困难，例如 有些情况需要减少桩的数量并增加桩间距来跨过障碍物，同时还得保证承载能 力，如果地质条件符合要求，这时可用 DX 桩来解决问题，DX 桩承载力高即是 它的优点也是它解决问题的手段。 2、采用 DX 桩能够减少桩基成本的支出 结合广渠路工程，通过对比桩基材料费用的方法验证我们采用 DX 桩后是否 比以前所用材料更省了，更经济了。 （1）17#轴承台桩基变更前材料费用计算 17#轴承台桩基变更前直径 1.5m，长 35m，一共 8 根桩。先对一根桩基的钢 筋、混凝土材料费用进行计算。 1）直孔灌注桩钢筋费用计算 一根直孔灌注桩钢筋用量如表 2-3 所示： 北京市中级专业技术资格评审申报论文 第- 11-页 -11- 表 2-3 钢筋表 编号 直径（mm） 长度(cm) 根数 重量（kg） 总重量（kg） 1 25 2623.9 16 1616.3 2 25 1923.9 16 1185.1 3 12 536.5 6 28.6 4 20 439 13 141 5 12 81802 1 726.4 6 12 103 48 43.9 25 2801.4kg 20 141 kg 12 726.4 kg 12 72.5 kg 施工期间钢筋市场价格如表 2-4 所示： 表 2-4 钢筋价格表 钢筋品种 价格 25 20 12 12 元/吨 4990 4910 5160 5050 通过表中价格计算出钢筋用量的费用为 18785.7 元 2）直孔灌注桩混凝土费用计算 先计算混凝土体积：V= *L=3.14 /435= 61.8 42 1.52 3 根据当时商品混凝土市场价格知 C25 混凝土价格为 390/3 所需混凝土用量费用为=61.8390=24102 元 所以得出一根直孔灌注桩材料费用为：42887.7 元 17#承台一共 8 根桩，所以总费用为：42887.78=343101.6 元 （2）17#承台桩基变更后材料费用计算 DX 桩直径 1.5m，长 40m，一共 6 根，同直孔灌注桩一样先对一根 DX 桩的 钢筋、混凝土材料费用进行计算。 12 1）DX 桩钢筋费用计算 一根 DX 桩的钢筋用量如表 2-5 所示： 表 2-5 钢筋表 编号 直径（mm） 长度(cm) 根数 重量（kg） 总重量（kg） 1 25 3123.9 16 1926 2 25 2123.9 16 1309.5 3 12 536.5 6 28.6 4 20 439 16 173.2 5 12 99464 1 883.1 6 12 103 64 58.5 25 3235.5kg 20 173.2 kg 12 883.1 kg 12 87.1 kg 同样方法计算得钢筋用量的费用为 21992.208 元 2）DX 桩混凝土费用计算 混凝土体积 V= *L=3.14 /440+1.45=72.1 42 1.52 3 所需混凝土用量费用为=72.1390=28119 元 所以得出一根直孔灌注桩材料费用为：49545.7 元 17#承台 DX 桩一共 6 棵，所以总费用为：49545.76=300667.2 元 （3）结果分析与结论 计算结果对比如表 2-6 所示： 表 2-6 计算结果对比 桩型 桩径 m 长度 m 根数 单根材料价格 总价格 直孔灌注桩 1.5 35 8 42887.7 343101.6 DX 桩 1.5 40 6 49545.7 300667.2 通过价格对比表可以看出使用 DX 桩后材料费节省了 42434.4 元。所以 DX 具有节省材料的优点，从而节约了施工成本。 北京市中级专业技术资格评审申报论文 第- 13-页 -13- 结 论 本论文结合广渠路工程，通过数据的比较分析，浅谈了 DX 桩两方面优 点。因为 DX 桩承载力高，所以在要求同样承载力的前提下，采用的桩数会减 少，桩径也会相对变小，这样采用 DX 桩，不仅节约混凝土用量，再加上因桩 数减少而节约的钢筋用量，可减少直接成本，这两点优点是相辅相成的。另 外，工程量的减少还有助于缩短工期，混凝土用量和泥浆排放量还会减少，可 以减少对环境的污染。采用 DX 桩技术建设的桥梁，有着创新、经济、环保等 特点，具有良好的社会和经济效益。 DX 桩有着诸多优点，所以 DX 桩具有解决问题的潜在能力，在施工中可能 会遇到很多难题，例如施工地材料有限、施工方法滞后导致工期缓慢、地质条 件差、地下管线复杂、施工范围有限等，DX 桩施工技术可