桥梁挤扩支盘桩研究与工程实践.pdf

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1、汇报人：李勇 副总工程师广东省路桥建设发展有限公司2019年6月15日桥梁挤扩支盘桩研究与工程实践桥梁挤扩支盘桩研究与工程实践Application Research and Engineering Practice of Piles with Expanded Branches and Plates汇汇报报大大纲纲2 23 3桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用1 1桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点1.1.什么是支盘桩什么是支盘桩 支盘桩是在支盘桩是在普通桩普通桩基础基础上上增设增设盘或支盘或支形成的形成的

2、桩基础。桩基础。支支盘盘 支支盘盘一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点2.2.什么是挤扩支盘桩什么是挤扩支盘桩 挤扩支盘桩是通过挤扩支盘桩是通过专用支盘机专用支盘机对土体进行对土体进行侧向挤压侧向挤压，挤扩成支或盘。，挤扩成支或盘。（1 1）专用支盘机主要由主机、液压油缸、液压站、接长管等组成，挤扩直径）专用支盘机主要由主机、液压油缸、液压站、接长管等组成，挤扩直径900mm900mm4000mm4000mm之间。之间。一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点（2 2）挤扩成孔包络线与叠加率）挤扩成孔包络线与叠加率挤扩后盘的照片挤扩后盘的照片

3、挤扩成孔包络线挤扩成孔包络线叠加率叠加率弓压臂挤扩弓压臂挤扩每每2020度挤扩一次度挤扩一次形成一个盘形成一个盘一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点（3 3）挤扩压力值）挤扩压力值一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点支盘机对支盘机对土体挤压时，土对弓臂的反力值（液压表读数）。土体挤压时，土对弓臂的反力值（液压表读数）。挤扩压力值可评判土的承载能力。挤扩压力值可评判土的承载能力。3.3.桥梁挤扩支盘桩的受力特点桥梁挤扩支盘桩的受力特点承载力=侧摩阻+支盘端阻+桩端阻Ra=单桩轴向受压承载力容许值qrj=第j个支或盘端土的承载力容许值qr=桩

4、端土处的承载力容许值承载力=侧摩阻+桩端阻Ra=单桩轴向受压承载力容许值qr=桩端土处的承载力容许值常规桩常规桩支盘桩支盘桩一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点3.3.桥梁挤扩支盘桩的受力特点桥梁挤扩支盘桩的受力特点土的侧摩租力土的侧摩租力 表表1 1 土的基本承载力土的基本承载力 表表2 2 从表从表1 1和表和表2 2可以看出，土的基本承载力是侧摩阻力约可以看出，土的基本承载力是侧摩阻力约7 7倍，桥梁挤扩支盘桩倍，桥梁挤扩支盘桩的的受力特点：受力特点：以端阻为主的摩擦桩，以端阻为主的摩擦桩，极大提高了桩的极限承载力。极大提高了桩的极限承载力。一、桥梁挤扩支盘桩

5、概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点4.4.桥梁挤扩支盘桩的变形特点桥梁挤扩支盘桩的变形特点单桩第单桩第k桩段在支盘桩段在支盘处的等代附加应力处的等代附加应力单桩桩端位置的单桩桩端位置的等代附加应力等代附加应力单桩分层总和法单桩分层总和法沉降计算公式沉降计算公式一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点 挤扩支盘桩挤扩支盘桩通过对支盘周围土体的挤密与受压面积增大的作通过对支盘周围土体的挤密与受压面积增大的作用，提高了桩基荷载的扩散范围，用，提高了桩基荷载的扩散范围，减小了减小了桩端面以下土层的桩端面以下土层的附加附加应力应力，同时对土体进行了压缩，同时对土体进行

6、了压缩，提高了提高了土体的土体的弹性模量弹性模量。4.4.桥梁挤扩支盘桩的变形特点桥梁挤扩支盘桩的变形特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点 而而常规桩常规桩缺少支盘的荷载扩散作用，荷载在桩端以下土层中缺少支盘的荷载扩散作用，荷载在桩端以下土层中引起的引起的附加应力大附加应力大、同时土体的、同时土体的弹性模量小弹性模量小，相应的，相应的沉降也大。沉降也大。4.4.桥梁挤扩支盘桩的变形特点桥梁挤扩支盘桩的变形特点 由于挤扩支盘桩桩底的附加应力小，同时通过对土体由于挤扩支盘桩桩底的附加应力小，同时通过对土体的挤密，提高了土体的弹性模量，桥梁挤扩支盘桩的挤密，提高了土体

7、的弹性模量，桥梁挤扩支盘桩变形特点：变形特点：变形小变形小（为常规桩的一半为常规桩的一半），且为），且为缓变型模态缓变型模态。（兴潮大道兴潮大道Q-s曲线汇总图）曲线汇总图）支盘桩 灌注桩 支盘桩 灌注桩 桑田高架桥桑田高架桥Q-s曲线汇总图曲线汇总图 榕江大桥榕江大桥72-372-3Q-s曲线图曲线图一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点支盘桩 5.5.桥梁桥梁挤扩支盘桩的节能环保特点挤扩支盘桩的节能环保特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点（1 1）节约混凝土）节约混凝土40-60%40-60%（2 2）节约钢筋）节约钢筋20-30%

8、20-30%（3 3）降低工程造价）降低工程造价10-25%10-25%6.6.桥梁挤扩支盘桩发展过程桥梁挤扩支盘桩发展过程阶段阶段时间时间内容内容标志事件标志事件国家科委将挤扩支盘桩纳入国家科委将挤扩支盘桩纳入“国家重点火炬计划项目国家重点火炬计划项目”第一阶段第一阶段1978年年-2007年年理论和实验理论和实验火力发电厂支盘灌注桩暂行技术规定发布火力发电厂支盘灌注桩暂行技术规定发布挤扩支盘灌注桩技术规程挤扩支盘灌注桩技术规程CECS标准标准第二阶段第二阶段2008年年-2016年年桥梁桩基础小范围应用桥梁桩基础小范围应用宁波绕城高速公路东段宁波绕城高速公路东段石家庄滹沱河特大桥石家庄滹沱

9、河特大桥桥梁挤扩支盘桩桥梁挤扩支盘桩 JTJ/T855-2013第三阶段第三阶段2017年年-2019年年桥梁桩基础大面积使用桥梁桩基础大面积使用潮汕环线高速公路潮汕环线高速公路公路桥涵地基与基础设计规范（报批稿）公路桥涵地基与基础设计规范（报批稿）桥梁挤扩支盘桩历经桥梁挤扩支盘桩历经4040余年的发展，余年的发展，大致分为三个阶段大致分为三个阶段一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点专利专利成果成果北京支盘地工科北京支盘地工科技开发中心技开发中心支盘桩结构和施工工法、成桩设备、挤扩施工地质检验、承载力调控、孔径支盘桩结构和施工工法、成桩设备、挤扩施工地质检验、承载力

10、调控、孔径及成桩检测系统及成桩检测系统6.6.桥梁挤扩支盘桩发展过程桥梁挤扩支盘桩发展过程潮汕环线高速公路潮汕环线高速公路（20172017年年-2020-2020年）年）（1 1）首次实现了我国公路行业大规模应用挤扩支盘桩）首次实现了我国公路行业大规模应用挤扩支盘桩 （总桩数（总桩数79797 7根）根）（2 2）较大规模进行了常规桩和挤扩支盘桩的比对试验，基本摸清了挤扩支盘桩的受力及变形特征。）较大规模进行了常规桩和挤扩支盘桩的比对试验，基本摸清了挤扩支盘桩的受力及变形特征。（3 3）原位进行压载试验，进一步验证了挤扩挤扩支盘桩的受力及变形特征。）原位进行压载试验，进一步验证了挤扩挤扩支盘

11、桩的受力及变形特征。（4 4）编制完成了挤扩支盘桩的设计、施工、监理、检测指南。）编制完成了挤扩支盘桩的设计、施工、监理、检测指南。（5 5）解决施工过程中的实际问题，例如：掉锤、断桩等）解决施工过程中的实际问题，例如：掉锤、断桩等（6 6）混凝土省）混凝土省404050%50%、钢筋省、钢筋省202030%30%，节能减排。，节能减排。（7 7）施工中质量好于预期值。）施工中质量好于预期值。一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点一、桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点汇汇报报大大纲纲2 23 3桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用1 1桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点二、潮汕环线桥梁

12、挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用1.1.工程简介工程简介 潮汕环线高速公路潮汕环线高速公路(含潮汕联络含潮汕联络线线)连接汕头、潮州、揭阳三市，连接汕头、潮州、揭阳三市，主要为韩江三角洲冲积平原，软基主要为韩江三角洲冲积平原，软基深厚，土层性质差，基岩埋藏深。深厚，土层性质差，基岩埋藏深。全长约全长约82.2km82.2km，总投资约，总投资约152.2152.2亿元亿元，计划，计划20202020年建成通车。年建成通车。项目由潮汕环线高速公路有限公项目由潮汕环线高速公路有限公司负责建设，隶属于省交通集团及司负责建设，隶属于省交通集团及广东省路桥建设发展有限公司。广东省

13、路桥建设发展有限公司。中交公路规划设计院有限公司和中交公路规划设计院有限公司和广西交通设计集团有限公司设计。广西交通设计集团有限公司设计。2.2.项目特点项目特点抗震烈度高抗震烈度高地震基本烈度为地震基本烈度为VIIIVIII度度基岩埋藏深基岩埋藏深桥梁比例大桥梁比例大主线桥梁比高达主线桥梁比高达90%90%多，全线桩基数多，全线桩基数量约量约1300013000根根沿海软弱地基深长桩沿海软弱地基深长桩（普通桩桩长平均（普通桩桩长平均73m73m）地质很复杂地质很复杂存在孤石、球状风化、基岩起伏明显存在孤石、球状风化、基岩起伏明显等等韩江东特大桥主汊、副汊桥（连续刚构）韩江东特大桥主汊、副汊桥

14、（连续刚构）榕江特大桥榕江特大桥二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用3.3.桥梁挤扩支盘桩研究过程桥梁挤扩支盘桩研究过程二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用项目需求：项目需求：沿海软土地区深长桩基成桩质量、节能减排、经济效益沿海软土地区深长桩基成桩质量、节能减排、经济效益确定过程：确定过程：广东省公路学会技术讲座、宣贯广东省公路学会技术讲座、宣贯广东省路桥建设发展有限公司推动广东省路桥建设发展有限公司推动 设计单位的技术支持设计单位的技术支持 广东省交通集团确定方案、试桩结果审查、施工图设计审查广东省交通集团确定方案、试桩

15、结果审查、施工图设计审查 广东省交通运输厅协调、变更批复广东省交通运输厅协调、变更批复现场实施：现场实施：施工前试桩、桩基试验段施工及总结、桩基全面施工、原位桩施工前试桩、桩基试验段施工及总结、桩基全面施工、原位桩试试验、验、长期应力变形监测长期应力变形监测科学研究：科学研究：桥梁挤扩支盘桩设计、施工、检测技术及定额研究桥梁挤扩支盘桩设计、施工、检测技术及定额研究4.4.施工前试桩施工前试桩完成完成6 6组常规桩测试和组常规桩测试和6 6组支盘桩测试组支盘桩测试试桩现场照片试桩现场照片钢筋应力计绑扎钢筋应力计绑扎支盘桩长约支盘桩长约50m50m常规桩长常规桩长606066m66m6000066

16、000二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用4.4.施工前试桩施工前试桩n 606066m66m长常规桩的极限承载力约长常规桩的极限承载力约1200120015001500吨，大部分桩吨，大部分桩低于规范要求的低于规范要求的2 2倍安全系数。倍安全系数。n 46m46m长长挤扩支盘桩的极限承载力约挤扩支盘桩的极限承载力约21002100吨，均吨，均高于高于规范要求的规范要求的2 2倍安全系数倍安全系数。n 常规桩最终沉降量常规桩最终沉降量80mm80mm，支盘桩，支盘桩303040mm40mm，支盘结构合计分担，支盘结构合计分担58%58%的竖向荷载。的竖向荷

17、载。各支各支/盘分担荷载的比例随荷载的变化盘分担荷载的比例随荷载的变化二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用支盘桩 灌注桩 5.5.设计要点设计要点 （1）逐墩勘察根据地勘报告，选择合适的土层设置盘或者支，并明确各土层的挤扩压力值。）逐墩勘察根据地勘报告，选择合适的土层设置盘或者支，并明确各土层的挤扩压力值。土类型淤泥及淤泥质土可塑状粘性土非液化粉土松散砂密实砂砾石残积土全风化岩强风化软质岩支不宜宜宜不应宜宜宜宜可盘不应宜宜不宜宜宜宜宜可回弹率标准型0.70.750.750.80.850.70.750.85巨臂型0.80.850.850.90.950.750.

18、850.95二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用支盘首扩压力值支盘首扩压力值稍密砂土盘、支稍密砂土盘、支不小于不小于12MPa，中密及中密以上砂土盘中密及中密以上砂土盘、支支不小于不小于17MPa，粘土盘、支粘土盘、支不小于不小于7MPa。5.5.设计要点设计要点采用D180cm/D140cm、D160cm/D120cm变截面设计，其中大桩径部分桩长为20m，小桩径部分桩长为（总桩长-20）m。二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用（2）根据抗震计算结果，选择变截面位置。）根据抗震计算结果，选择变截面位置。5.5.设计要点设

19、计要点二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用 （3）按照规范，并且）按照规范，并且提高提高1.1安全系数，安全系数，计算支盘桩。计算支盘桩。支盘桩支盘径根据桩径大小分支盘桩支盘径根据桩径大小分别选用别选用D250cmD250cm、D230cmD230cm两种类型两种类型，盘高均为盘高均为130cm130cm。支盘位置设置。支盘位置设置在小桩径的范围内，支盘的设置在小桩径的范围内，支盘的设置个数根据计算确定。个数根据计算确定。5.5.设计要点设计要点二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用（4 4）施工过程中加强控制，尤其是挤扩压

20、力值控制，并及时提出调控措施。）施工过程中加强控制，尤其是挤扩压力值控制，并及时提出调控措施。设计人员全程参与支盘桩的施工，对每一根桩的挤扩压力值等重要参数进行监控。支盘施工过程设计人员全程参与支盘桩的施工，对每一根桩的挤扩压力值等重要参数进行监控。支盘施工过程中，根据地层起伏变化中，根据地层起伏变化,可按照相关规范，在确保满足受力要求的前提下，对盘与支标高作调整，但可按照相关规范，在确保满足受力要求的前提下，对盘与支标高作调整，但最小盘间距及盘支间距必须满足规范要求。最小盘间距及盘支间距必须满足规范要求。6.6.施工要点施工要点二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研

21、究与应用（1 1）支盘桩相对于原设计桩，增加了变孔径桩钻孔、挤扩支盘、扫孔）支盘桩相对于原设计桩，增加了变孔径桩钻孔、挤扩支盘、扫孔-清孔清孔-检测程序。检测程序。变孔径桩基钻孔施工、变孔径桩基钻孔施工、清孔和检测清孔和检测挤扩支盘施工、扫孔、挤扩支盘施工、扫孔、二次清孔、检测二次清孔、检测下放钢筋笼、三次清孔下放钢筋笼、三次清孔、灌注混凝土、灌注混凝土施工过程动画施工过程动画6.6.施工要点施工要点支盘桩施工过程视频支盘桩施工过程视频二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用6.6.施工要点施工要点二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研

22、究与应用（2）严格控制泥浆比重）严格控制泥浆比重桩成孔桩成孔护壁泥浆建议采用优质泥浆，其比重一般控制在护壁泥浆建议采用优质泥浆，其比重一般控制在1.051.25；当穿过易塌孔土层时，可增大；当穿过易塌孔土层时，可增大至至1.201.35；主桩终孔主桩终孔时泥浆比重一般土层要求时泥浆比重一般土层要求不小于不小于1.2，易塌孔土层要求大于，易塌孔土层要求大于1.25；混凝土灌注前混凝土灌注前要求泥浆比重控制在要求泥浆比重控制在1.11.15，泥浆胶体率不小于，泥浆胶体率不小于98%、含砂率应小于、含砂率应小于2%、粘度为、粘度为1822秒。秒。6.6.施工要点施工要点（3 3）加强检测）加强检测二

23、、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用6.6.施工要点施工要点二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用（4 4）过程调控）过程调控7.7.检测要点检测要点（1 1）检测依据）检测依据 桥梁挤扩支盘桩检查及验收按照桥梁挤扩支盘桩桥梁挤扩支盘桩检查及验收按照桥梁挤扩支盘桩 （JTJT/T 855-2013T 855-2013）执行。）执行。（2 2）检测内容）检测内容 按照右表中的内容进行检测，做到每桩一表，专人按照右表中的内容进行检测，做到每桩一表，专人 签字的原则。签字的原则。重点检测：挤扩压力值；支盘的盘径；盘高等。重点检测：挤

24、扩压力值；支盘的盘径；盘高等。二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用8.8.施工质量施工质量 1、挤扩支盘桩桩身挤扩支盘桩桩身I类桩的比例为类桩的比例为94.91%2、已经施工完的、已经施工完的1893个盘，盘径个盘，盘径大于或等于大于或等于设计要求的有设计要求的有1889个，个，比例比例99.8%；小于小于设计值但是在允许偏差范围内的有设计值但是在允许偏差范围内的有4个，个，比例为比例为0.2%。3、已经施工完的、已经施工完的2567个支盘，支盘挤扩压力值个支盘，支盘挤扩压力值大于或等于大于或等于设计要求的有设计要求的有2082个，个，比例为比例为81.1%

25、；小于小于设计值但在误差允许范围内的有设计值但在误差允许范围内的有485个，比例为个，比例为18.9%。二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用 二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用8.8.施工质量施工质量支盘桩系统质量保证支盘桩系统质量保证 9.9.原位桩测试原位桩测试n 概况：随机选取概况：随机选取6 6标段榕江特大桥北岸常规引桥标段榕江特大桥北岸常规引桥72-372-3号桩，上部结构为号桩，上部结构为30m30m预制小箱梁。预制小箱梁。粉质黏土的标贯值在粉质黏土的标贯值在12-15击之间，挤扩压力值击之间，挤扩压力值均为

26、均为7MPa。施工前同类型土。施工前同类型土标贯值在标贯值在11-19击之间击之间，挤扩压力值均为，挤扩压力值均为10MPa。该桩的地质条件较差。该桩的地质条件较差。二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用桩号桩号桩长桩长（m）桩径桩径（cm）支盘设置支盘设置情况情况桩顶荷载（桩顶荷载（kN）要求要求最大加载值最大加载值（kN）72-350D180/D1404盘1支（支盘径2.5m）820016400墩号桩长L（m）位置标高（m)所在地层参考钻孔72#桥墩50桩顶0.7/RJBY-SQZK72-1ZPZ六星支-24粉质黏土上盘-28.5粉质黏土中1盘-33粉质黏

27、土中2盘-37.5粉质黏土底盘底盘-42粗砂粗砂桩底-49.3粉质黏土9.9.原位桩测试原位桩测试n 结论 榕江大桥榕江大桥72-3支盘桩最大加载为支盘桩最大加载为16400kN，总沉降总沉降39.19mm，回弹率，回弹率33.58%，当加载至预当加载至预估最大加载值估最大加载值16400kN时，沉降达到稳定标准时，沉降达到稳定标准，极限承载力为，极限承载力为16400kN，满足设计要求。，满足设计要求。二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用9.9.原位桩测试原位桩测试按照缓变型曲线判定承载力，支盘桩具有一定的安全储备。按照缓变型曲线判定承载力，支盘桩具有一定

28、的安全储备。二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用10.10.长期监测长期监测桥墩桥墩桥墩桥墩沉降观测点l 沉降观测墩：其中沉降观测墩：其中3939、4040、4343、4444、4545为挤扩支盘桩为挤扩支盘桩；4949、5050、5151、5252为为常规桩。常规桩。l 桥墩四个方向各安装一根观测点，桥墩四个方向各安装一根观测点，平均值作为承台沉降值；平均值作为承台沉降值；基点（埋深45m）结论：结论：箱梁架设完成后支盘桩的观察时间为箱梁架设完成后支盘桩的观察时间为6060120120天天，沉降为，沉降为3 36mm6mm；常规桩观察时间；常规桩观察时间约

29、约3030天天，沉降为，沉降为5 59mm9mm，支盘桩的沉降小于常，支盘桩的沉降小于常规桩规桩二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用二、潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用汇汇报报大大纲纲2 23 3桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题潮汕环线桥梁挤扩支盘桩研究与应用1 1桥梁挤扩支盘桩概述及主要特点长期运营过程中的使用性能问题，应通过长期监测解决长期运营过程中的使用性能问题，应通过长期监测解决挤扩设备的自动化与信息化提升问题，通过设备研发解决挤扩设备的自动化与信息化提升问题，通过设备研发解决长期性能长期性能设备提升设备提升群桩效应群桩效应支盘桩灌注完成后支盘成品检测，需研究新的检测技术支盘桩灌注完成后

30、支盘成品检测，需研究新的检测技术成品检测成品检测群桩效应系数如何合理取值，需开展物理模型试验解决群桩效应系数如何合理取值，需开展物理模型试验解决三、三、桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题三、三、桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题（1 1）支盘检测采用）支盘检测采用井径仪井径仪作为作为主要手段，主要手段，控制和检查盘体的尺寸。控制和检查盘体的尺寸。井径仪工作示意图井径仪工作示意图井径仪井径仪井径仪检测结果井径仪检测结果1.1.成品检测成品检测问题问题成盘后成盘后能否测能否测？（1 1）超声波）超声波检孔仪检孔仪作为作为辅助手段辅助手段。成桩后桩

31、身预埋检测管进行。成桩后桩身预埋检测管进行超声波检测，超声波检测，仅能检测桩身混凝土质量。仅能检测桩身混凝土质量。1.1.成品检测成品检测三、三、桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题超声波超声波n在桩身钢筋上埋设热感应器，通过混凝土热量的发散，判断盘体的形状，成本约在桩身钢筋上埋设热感应器，通过混凝土热量的发散，判断盘体的形状，成本约1010万万/桩。桩。问题问题复杂复杂贵贵（2 2）潮汕环线挤扩支盘桩）潮汕环线挤扩支盘桩施工完成后施工完成后尝试了采用尝试了采用热异常热异常，检查盘体的形状和尺寸。，检查盘体的形状和尺寸。1.1.成品检测成品检测三、三、桥梁挤扩支盘桩进一

32、步研究的问题桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题（3 3）进一步研究）进一步研究成盘检测成盘检测超声波超声波 对于支盘桩的检测，找出混凝土与土层的波形变化，也就是首波的位置，依次连线可得混凝土与土层的分界面。对于支盘桩的检测，找出混凝土与土层的波形变化，也就是首波的位置，依次连线可得混凝土与土层的分界面。从波形图看，声波透射法可检测支盘处混凝土分布；通过与模型实际尺寸比较，检测结果具有较高的精度。从波形图看，声波透射法可检测支盘处混凝土分布；通过与模型实际尺寸比较，检测结果具有较高的精度。不足之处：需桩外打孔，是单方向不足之处：需桩外打孔，是单方向评价评价。原理原理过程过程结果结果1.1.成品检测成

33、品检测三、三、桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题在两钻孔中分别放入一定数量的电极在两钻孔中分别放入一定数量的电极通过多芯电缆连接至地面，两孔电极形成孔间电极阵通过多芯电缆连接至地面，两孔电极形成孔间电极阵采用采用2.52.5维电阻率反演技术计算，最后得到孔间电阻率分布图维电阻率反演技术计算，最后得到孔间电阻率分布图根据电阻率和岩层间的对应关系进行地质解析根据电阻率和岩层间的对应关系进行地质解析n检测原理：检测原理：n其他领域应用（溶洞、孤石等）：其他领域应用（溶洞、孤石等）：高程（m）-20.0-15.0-10.0-5.00.0图 例第四系土层微、未风化花岗岩WT02

34、WT01电阻率色谱（欧姆米）跨孔电阻率CT地质解释剖面图跨孔电阻率CT剖面图0505101520图 名剖面号跨孔电阻率CT剖面及地质解释剖面图L1剖面第1页 共5页高程（m）-20.0-15.0-10.0-5.00.0WT02WT0105051015202.607.009.8012.2016.502.604.402.802.404.3027.8823.4820.6818.2813.98全风 化花 岗岩:黄 褐色、灰 褐色 等，岩芯 呈坚 硬土 柱状、土块 状。岩 石组 织结 构已 基本 破坏，但 结构 尚可 辨认。遇水 易崩 解，局 部夹 强风 化花 岗岩。砂质 粘性 土:黄褐 色、红褐 色，

35、硬塑-坚 硬。花 岗岩 风化残 积而 成，组 织结 构已 全部 破坏，矿 物成 分除 石英 外，大部 分已 风化 成土 状，见 细片 状黑 云母。含 少量 石英 质粗、砾砂，局部 为砾 质粘 性土。遇 水易 崩解。孤石:灰 褐色，岩 芯呈 柱状、长 柱状。砂质 粘性 土:黄褐 色、红褐 色，硬塑-坚 硬。花 岗岩 风化残 积而 成，组 织结 构已 全部 破坏，矿 物成 分除 石英 外，大部 分已 风化 成土 状，见 细片 状黑 云母。含 少量 石英 质粗砾砂局部 为砾 质粘 性土遇 水易 崩解粉质 粘土:灰 黄色，可 塑。坡 积而 成，含少 量细 砂。素填 土:黄褐 色，松散，稍湿。主 要成

36、份为 人工 堆积 的粘性 土，含 少量 砂。说明：黄色线条表示CK17钻孔位置，影像图右边是该钻孔的柱状图。1.1.成品检测成品检测（3）进一步研究成盘检测跨孔CT三、三、桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题相互接触的流体与固体的相互接触的流体与固体的界面两侧，流体的振动在两种介质界面两侧，流体的振动在两种介质中产生沿界面传播的界面波，称为广义瑞利波中产生沿界面传播的界面波，称为广义瑞利波液体填充孔内及孔壁上，广义瑞利波沿孔轴向传播称为管波液体填充孔内及孔壁上，广义瑞利波沿孔轴向传播称为管波n检测原理：检测原理：斯通莱波传播过程中质点运动轨迹及振动幅度斯通莱波传播过程中

37、质点运动轨迹及振动幅度管波探测法的探测装置管波探测法的探测装置管波探测法观测系统管波探测法观测系统1.1.成品检测成品检测（3）进一步研究成盘检测管波探测法三、三、桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题 开展挤开展挤扩支盘桩群桩试验研究，研究支盘桩群桩效应系数及破坏模式扩支盘桩群桩试验研究，研究支盘桩群桩效应系数及破坏模式基于单桩基于单桩、群桩模型试验，、群桩模型试验，结合数值方法进行参数敏感性分析，结合数值方法进行参数敏感性分析，对比研究得出对比研究得出群桩的支、盘、群桩的支、盘、桩端、桩侧阻力、桩顶荷载分布、群桩的破坏模式、群桩的沉降及其随荷载的变化规律，揭示挤扩桩端

38、、桩侧阻力、桩顶荷载分布、群桩的破坏模式、群桩的沉降及其随荷载的变化规律，揭示挤扩支盘桩群桩效应，提出降低群桩支盘桩群桩效应，提出降低群桩效应的效应的间距布置、施工工艺及其他构造间距布置、施工工艺及其他构造措施。措施。桥梁基础三向静动力试验台桥梁基础三向静动力试验台2.2.群桩效应群桩效应三、三、桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题挤扩设备大型化挤扩设备大型化巨臂科技，超级动力缸，巨臂科技，超级动力缸，35003500型、型、38003800型（研发）、二代超大盘科技型（研发）、二代超大盘科技配套设备机械化配套设备机械化机械绞盘，机械作业平台，孤石机械绞盘，机械作业平台

39、，孤石滚石机械探测技术，反循环挤扩滚石机械探测技术，反循环挤扩一体技术，冲击挤扩一体技术一体技术，冲击挤扩一体技术承载调控智能化承载调控智能化支盘承载数据技术，支盘承载智能调支盘承载数据技术，支盘承载智能调控技术（研发），支盘液压智能盘腔控技术（研发），支盘液压智能盘腔稳定技术，支盘承载系统分析平台稳定技术，支盘承载系统分析平台立足潮汕拓展研究助力交通强国实现高质量发展面向广东推广提升设设备备提提升升以以潮潮汕汕环环线线为为基基础础3.3.设备提升设备提升三、三、桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题4.4.长期性能长期性能 潮汕环线潮汕环线首次首次实现了我国公路行业大规

40、模应用挤扩支盘桩，且盘体位于不同的土层中，实现了我国公路行业大规模应用挤扩支盘桩，且盘体位于不同的土层中，有细砂、中砂、粗砂，砾砂、砂砾、圆砾等，虽然通过试桩及短期观测，挤扩支盘桩的沉降有细砂、中砂、粗砂，砾砂、砂砾、圆砾等，虽然通过试桩及短期观测，挤扩支盘桩的沉降小于常规桩，但是挤扩支盘桩的小于常规桩，但是挤扩支盘桩的工程实例较少工程实例较少，且应用的，且应用的时间不长时间不长，为检验新技术及新工艺为检验新技术及新工艺的应用效果，进行相应的长期受力变形监测是十分必要的。的应用效果，进行相应的长期受力变形监测是十分必要的。桥梁挤扩支盘桩应力监测采用在桩基内埋设桥梁挤扩支盘桩应力监测采用在桩基内

41、埋设FBGFBG（光纤光栅传感器）方案，变形监测采（光纤光栅传感器）方案，变形监测采用在承台和墩身埋设沉降监测点方案。用在承台和墩身埋设沉降监测点方案。按地质区域划分，分别选取位于韩江流域、榕江流域的各按地质区域划分，分别选取位于韩江流域、榕江流域的各1 1组监测单元（同一墩的组监测单元（同一墩的2 2根支根支盘桩及邻近墩的盘桩及邻近墩的1 1根直桩）进行应力变形监测，桥梁桩基沉降监测选择监测单元所在一联桥根直桩）进行应力变形监测，桥梁桩基沉降监测选择监测单元所在一联桥跨进行桥梁桩基沉降监测。跨进行桥梁桩基沉降监测。三、三、桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题桥梁挤扩支盘桩进一步研究的问题汇报完毕！敬请批评指正！