DX桩优点浅谈.docx

北京市中级专业技术资格评审申报论文 第-15-页论 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.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 目 录摘 要2绪 论4一、工程概况51、变更前17轴承台结构52、变更后17轴承台结构6二、 浅谈DX桩的优点71、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92、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101）直孔灌注桩钢筋费用计算102）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111）DX桩钢筋费用计算122）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15-15-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。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： 图1-1 17轴承台变更前结构图每根桩长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。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。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： Ra=12ui=1nqikli+Apqr （2-1）qr=m0fao+k22h-3 （2-2）式（2-2）中 取0.85，m0取0.85，公式中其他参数见附录。直孔灌注桩土层分布情况如图2-1所示：2-1 土层分布示意图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 土层参数表土层分步土质情况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mmg/m3kpakpakpakpa 粉细砂中密0-442.05050 粉质粘土可塑-软塑-4-1061.965050 粉细砂中密-密实-10-1332.015521050900 圆砾-卵石密实-13-1962.02140140 粘土可塑-19-2121.916060 粉质粘土可塑-21-2322.026565 细中砂密实-23-2742.0365250651100 圆砾-卵石密实-27-3362.051501501600 粉质粘土可塑-33-3962.026526065700 细中砂密实-39-4012.0470255701100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： Ra=12ui=1nqikli+Apqr =9554.7 kpa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：Quk=Qsk+QBk+Qpk=uqsikli+qBikApD+qpkAp (2-3)DX桩土层分布情况如图2-2所示： 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：Quk=Qsk+QBk+Qpk=uqsikli+qBikApD+qpkAp =23113.6 kpa根据公式得出单桩竖向抗压极限承载力标准值Quk=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：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359555876438直孔灌注桩（假设）4010682885456DX桩40231146138682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=Quk/ 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：表2-3 钢筋表编号直径（mm）长度(cm)根数重量（kg）总重量（kg）1252623.9161616.325 2801.4kg20 141 kg12 726.4 kg12 72.5 kg2251923.9161185.1312536.5628.642043913141512818021726.46121034843.9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25201212元/吨4990491051605050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=4d2*L=3.141.52/435= 61.8m3根据当时商品混凝土市场价格知C25混凝土价格为390/m3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。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）1253123.916192625 3235.5kg20 173.2 kg12 883.1 kg12 87.1 kg2252123.9161309.5312536.5628.642043916173.2512994641883.16121036458.5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=4d2*L=3.141.52/440+1.45=72.1 m3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1.535842887.7343101.6DX桩1.540649545.7300667.2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。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桩施工技术可能是解决问题的一把利剑。总之，挤扩支盘灌注桩技术，为桩基工程提供一种新手段、新方法，能适应更复杂的建筑工程要求，是我国桩基工程技术的一枝新秀，一种更为合理的桩型，为桩基的“武器库”中，增添一个新成员。今后必将得到更广泛的应用与发展。参考文献1公路桥涵地基与基础设计规范北京：人民交通出版社，2007: 37-38.2三岔双向挤扩灌注桩设计规程：中国建筑工业出版社，2009: 9-10.3公路桥涵多节三岔（DX）挤扩灌注桩技术规程：河北质量技术监督局，20084DX多节挤扩桩的产生及特点：工业建筑出版社，20045岩土工程勘察报告：2009-042-详-5 2010附 录Ap桩端截面面积（m2）li 承台底面以