扩大头沉管灌注桩的扩张式桩尖

2001年3月，浙江大学基础工程公司在海宁市狮岭中学实验楼场地进行了单桩(桩径均为377mm)承载力对比试验。持力层为粉质粘土。100号扩底桩的有效桩长为15.60米，15号普通桩的有效桩长为16.4米，静载试验采用锚桩法。100号桩加载到660KN时，由于锚桩明显被拉起，停止下一次加载。桩顶沉降为21.58mm，可以判断100号桩的极限承载力应大于660KN，而同一场地附近另一根15 #普通桩尖沉管灌注桩的极限承载力仅为320KN。根据试验结果，浙江大学工程学院出具证明，扩底沉管灌注桩是有效的，值得推广。建议在推广过程中采用静载试桩来确定或验证单桩承载力。
2001年7月，德清县武康劲松花园一期工程进行了单桩对比试验{桩径均为377mm }。检测单位为浙江省华夏工程勘察院岩土工程研究所。桩的端持力层选择为5-1砾石砂层，桩长取11.30米。从静载荷试验结果分析比较可知，普通桩尖试桩{ 4号桩}在900KN时总沉降量为30.63毫米，而扩底试桩{ 3号桩}在900KN时总沉降量仅为7.7毫米，110KN时总沉降量仅为13.94毫米。两个试桩的回弹率相近对比两种试桩的Q-S曲线可以看出，扩底试桩不仅有效地提高了桩端阻力，而且提高了桩侧阻力。因此，检测单位做出如下检测结论...综上所述，在类似的工程地质环境下，同样的桩径，同样的桩长，改变桩端施工工艺产生的静载试验结果明显不同。扩底桩桩端承载力较高，沉降较大，有明显的侧阻力荷载传递分配率:普通桩桩端试桩承载力较低，沉降较大，无明显的侧阻力荷载传递分配率。从试验分析结果对比可以看出，扩底试桩3号桩在承载力、相应沉降等指标上明显优于普通桩尖试桩4号桩。充分说明这种新桩型在类似地质条件下具有很好的推广价值...
在上述对比试验的基础上，2002年4月在湖州万达工艺品有限公司进行了工程应用案例试验:根据湖州市水利水电勘测设计院的岩土工程勘察报告，设计单位德清县建筑勘测设计院要求采用377mm振动沉管灌注桩，有效桩长16.80M，单桩承载力标准为R = 30。根据以往试桩经验和对地质资料的深入分析，认为当桩长约为9.70M时，377mm扩底振动沉管灌注桩完全满足设计单桩承载力标准值，待试桩满足设计要求后，所有桩均按此进行施工。目前房子已经装修完毕。据观测，沉降只有5-6mm。特别值得一提的是，根据试验，扩底桩桩端(桩长9.7M})试验桩的桩端承载力为508KN，远高于普通桩桩端按设计要求的367KN(而后者桩端土摩阻力限值为3600-4000 kpa，前者为3000KPa)。结果表明，扩底试桩的极限承载力非常明显。由于如此明显的经济效益(可节省约五分之二的桩基混凝土工程)，施工单位在后来的7100平方米厂房建设中仍采用这一专利技术。目前厂房已经封顶，沉降很小。根据成本分析，可节省投资20万元以上。
近日，该专利技术被浙江工业大学建筑设计研究院用于开元中利达花园二期一标段。通过现场8根桩的对比试验，承载力明显提高(极限承载力可提高到设计值的3倍，详见桩基试验数据)，不仅给施工单位带来了巨大的经济效益，而且使建筑更加安全。
由于本专利具有简单(打桩设备无需改造，一般混凝土预制场即可制作和浇筑桩端模具)、清晰(受力明确，方法直观)、突出(效果极其显著，但成本低廉)、安全(可使工程更安全)、易掌握(一次观察即可掌握)的特点，是一项至今仍被广泛使用的传统。
该专利引起了浙江大学和其他机构的关注。去年9月，我和浙江大学签署了一项联合开发和研究协议。基于扩底桩桩端专利，我们打算分析自扩桩的工作机理，研究桩基的荷载规律，探讨自扩桩基的适用条件、设计参数方法和施工工艺，总结出一套自扩桩基设计和施工的成套技术，为下一阶段的全面推广应用奠定基础。但是，目前由于R&D资金尚未落实，仅靠个人能力支撑，工作进展十分缓慢。迫切需要得到有关部门的大力帮助和支持，也希望建筑行业的同仁能配合工程实例的现场测试。