7、XCC桩及复合地基技术
成果简介
现浇X形混凝土桩活瓣桩尖技术是近年来研发的一种新型地基加固技术，该技术是利用一种截面如字母X形的钢模代替传统的沉管灌注桩圆形钢模，钢模在X形活瓣桩靴的保护下沉入地基中形成X形空腔，灌注混凝土后边振动边拔管，X形活瓣桩靴自动打开，使混凝土进入X形空腔内，形成一种X形状的现浇混凝土桩。施工机具、桩模和桩尖分别如图1～4所示，成桩后的X形混凝土桩如图5所示。现浇X形混凝土桩的截面尺寸通过三个变量控制：外包圆直径a、开弧间距b和弧度θ（如图6所示）；一般情况下，其取值范围分别在250 mm ~1500 mm、100 mm ~130 mm和60°~120°之间。与传统灌注桩技术相比，现浇X形混凝土桩具有较大的单位体积材料比表面积，因而可以在不增加工程量的前提下大大提高单桩承载力，从而提高性能价格比。以桩径为426 mm普通混凝土桩为例，在等面积的情况下，X形混凝土桩周长是普通圆形截面桩的165.8 %，说明在混凝土用量相同的情况下，X形混凝土桩侧摩阻力大大提高；在等周长的情况下，X形混凝土桩的截面积仅为普通圆形桩截面的36.4 %，说明在保证侧摩阻力基本不变的条件下，X形混凝土桩的混凝土用量大大减小。
图1 现浇X形桩施工机具 图2 活瓣桩尖
图3 现浇X形桩模 图4 桩机就位
图5 现浇X形混凝土桩 图6 现浇X形桩的断面示意图
目前我国高速铁路，高速公路，市政及港口工程大量使用CFG桩、混凝土桩等刚性桩复合地基技术。与这些传统的桩基技术相比，现浇X形桩可节省大量混凝土材料，从而减少了原材料生产过程中二氧化碳的排放；同时，由于现浇X形桩截面积减小和挤土效应减小，施工时振动沉模阻力减小，从而有效减少了施工机械的耗能。
