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式中Rk一单桩竖向载力标准值(KN)；
η2j, η3—土性系数按表2采用
qsi—桩身第I层土的侧阻力标准值(KPa)，按桩基规范选用
K2j,K3—分项系数按表3采用；
Nj,N—第J层土标贯平均值和底盘座位置上下各4d土层的标贯平均值；
Li—折减后桩周第I层土摩阻(M)，计算方法按表4采用；
u--主桩径周长（Ｍ）
Ap—底盘投影面积，按承力盘直径－１０cm计算；
Ａpbj—扣除桩身截面积的支盘投影面积(M2)；
n ----桩有效深度范围内土性系数；
m ----除底盘外的承力盘与十字分支个数。
支盘周围土性系数 表2
土类 η2j η3
粘土、粉土 21-25 21
砂土 55 55
碎石、砾石 55 75
其它
分项系数K2j、K3系数 表3
中间盘、上盘分项系数k 层盘分项系数k
1.4—1.8 2.5—3.5
L4计算方法 表4
粘土、粉土 砂土 碎石、砾石 其它
H-1.2h H-1.5∽1.8h H-1.8h H-1.1∽1.2h
式中：Hi-土层厚度；h—承力盘高度
(2)阻力法：
天津及软土地区单桩竖向极限承载力标准值可按以下经验公式估算：
其中
Quk—单桩竖向极限承载力标准值（KN）：
ai –第i层土侧阻力修正系数；
i— 第j个支盘阻力修正系数；
Qski—第i层土极限侧阻力标准值（KN），暂按普通灌注桩的0.6～0.9计算；
Qpkj—第J个建盘极限端阻力标准值（KN），暂按砼预制桩标准计算；
n—有效深度范围内土的层数；
m—承力盘与个数。
四、挤扩支盘桩的主要特征
挤扩支盘桩由桩柱（桩身）、底盘、中盘、顶盘及整个分支所组成。按照土质情况，在硬土层中设置分支或承力盘。分支和承力盘是在普通圆形钻孔中用专用设备通过液压挤扩而形成的。在支、盘挤成空腔同时也把周围的土挤密。经过挤密的周围土体与腔内灌注的钢筋砼桩身、支盘紧密的结合为一体，发挥了桩土共同承力的作用，提高了桩的侧摩粗力和支承阻力，从而使桩承载力大幅度增加。
经测算，承力盘的面积约为主桩截面的4～7倍，如把各盘和各分支的面积加起来，其总和约为主桩截面的10-20倍。
挤扩支盘桩具有以下特点：
（1）可以利用沿桩身不同部位的硬土层来设置承力盘及分支，将摩擦桩改为变截面的多支点摩擦端承桩，从而改变了桩的受力机理。这样的桩基础会使建筑物更稳定，抗震性好，沉降变形更小。www.tmgc8.com
（2）有显著的经济效益。其单方砼承载力为相应普通灌注桩的2倍以上。也就是在同样承截力要求下，挤扩支盘桩可比普通直孔桩节约材料一半以上。
（3）对不同土质的适应性强。在内陆冲积和洪积平原及沿海、河口部位的海陆交替层及三角洲平原下的硬塑粘性土、密实粉土、粉细砂层或中粗砂层等均适合作支盘桩的持力层。而且不受地下水位高低的限制。
（4）成桩工艺适用范围广。可用于泥浆护壁成孔工艺、干作业成孔工艺、水泥注浆护壁成孔工艺和重锤挤扩成孔工艺等。
（5）由于单桩承载力较大，在负荷相同的情况下，可比普通直孔桩缩短桩长，减小桩径或减少桩数，作为高层建筑及重要构筑物的基础，可供设计灵活使用，既可作桩下单桩方案以减少承台施工量，又可沿箱基墙下或筏基柱下布桩以减少底板厚度及配筋量。这不仅能节省投资，而且施工方便、工期短、造价低、质量优。
（6）对环境保护有利。与打入式预制桩相比，施工噪声低、无振动；与普通泥浆护壁直孔桩完成等值承载相比，泥浆排放量显著减少。
（７）支盘桩和其它桩型的性能对比如表４。
表４
桩 型 性能特点 缺点
１．预制桩 适用于土层较软弱，有较好的持力层，对桩周土产生挤密作用，施工质量较稳定。锤击产生噪音污染，配置较多钢筋，造价高
２．普通灌注桩 施工方法较简单，适应性较强 比挤扩支盘桩造价高，钢筋、水泥用量多，桩尖虚土难于处理，桩身可能有缩劲。
３．锥形桩 挤土效果好，利用锥面可增加桩的侧阻力，承载力比等截面（体积相同条件下）桩提高１倍－２倍，沉降量较小。长度有限，产生噪音、震动等。
４．竹节桩 可防止地震时地基土的液化，可提高侧阻力，承载力比普通桩高30%-40%。 产生震动噪音，污染。入土深度较短，承载力有限。竹节处尺寸扩大有限。
５．沉管灌注桩 能改善灌注桩和预制桩等桩的施工缺欠。 仅适用上部为软弱土层，下层为较好的持力层的土层。产生噪音，也易产生桩身质量问题。承载力较低，事故较多。
６．大直径桩 施工简便，造价低，承载力高，混凝土质量易于保证，抗震性能好，桩底土可检查。对无粘性的砂、碎石类土，难于在水下形成扩大头。孔壁松弛效应导致侧阻降低，要求大功率施工成桩机具。人工挖扩桩孔易出安全事故。
７．孔底注浆桩或碎石注浆桩 由于二次注浆可解决普通灌注桩的桩尖虚土及桩身与土的收缩缝隙，提高承载力。二次注浆需多耗费水泥、造价高。易对相邻基础产生不利影响。碎石注浆桩桩身质量难于保证。
8.ＣＦＧ桩 可节约用砂及水泥，桩的可灌性好承载力提高有限，不适于作支承桩
９．挤扩支盘桩 集预制桩、夯扩桩、灌注桩的优点，使用专利机具，根据需要可对不同的部位进行加固挤密，形成支盘，能以桩径小、缩短桩长，满足承载力大的要求。具有施工简便，造价低，承载力高，沉降量小的优点。在深厚软土、淤泥地基、无相对理想持力层时慎用。
五、工程实例：
近十年来使用挤扩支盘桩的工程主要有三种类型，一是工业厂房，二是高层建筑，三是多层建筑。其中前两种类型占绝大多数。有些工程地质情况很差。如天津塘沽的淤泥质软土地区，河漫滩和黄河冲积层等，地耐力很低，有些工程地下情况复杂，管网密布，场地狭小，但使用挤扩支盘桩后效果都很好。
１、工业厂房
实例1、北京四环制药厂：
北京四环制药厂新建分厂位于良乡镇南关开发区。首期工程项目为合成车间、锅炉房及食堂，基础工程均采用挤扩支盘桩基础，由核工业部第二设计院设计，完成挤扩支盘桩558根，主桩径φ400mm，设一个底承力盘及一组十字分支。盘径960mm，有效桩长7.0m，单桩承载力标准值450KN，桩身砼强度等级C20，主筋6φ14。由于该桩桩径小，盘径大，使底盘承载力充分发挥。工程用凝土量约640m3，折合单方砼完成承载力比较如下:
普通钻孔灌注桩为80.15KN/m3，支盘桩为394.7KN/m3
若采用普通钻孔灌注桩耗用混凝土3100m3,约需造价240万元。
桩基工程采用挤扩支盘桩新技术后，取得了良好效果，节约投资约50%。由于该地区地下水位较低，采用螺旋钻成孔施工速度快，每日完成40-50根柱，工期提前一个月。桩的盘位调节性能好，竖向系载力、抗拔力大、稳定性好，抗震性能良好，结构工作安全度高。由于首期工程采用支盘桩效益显著，二期工程桩基700余根仍全部使用扩挤支盘桩。www.tmgc8.com
实例2、河南焦作万方铝业公司电解铝车间：
河南焦作万方铝业公司电解铝车间属于一般重型厂房，安装有天车，厂房为单层单跨排架结构，跨距25.5米，长度342米。设计单位是贵阳铝健设计研究院，共有平行的两座厂房。场地位于太行山山前冲积平原前缘和广阔的黄河冲积平原接壤。土层为粉质粘土、粉土、粘土，没有好的持力层。原设计采用长9米的350mm的方形预制桩1506根，单桩极限承载力为850KN。后改为长17.2米，直径500mm的挤扩支盘桩548根，单桩及限承载力为3400KN。方案改定后，桩基础造价由524万元降到250万元，节约52%。在天津滨海电厂、新郑电厂、洛阳热电厂和湖北二汽冲压车间等工业厂房采挤扩支盘桩后，取得了很好的效果，节约了大量资金。
（二）高层建筑
实例3、天津市塘沽金宝大厦（现更名为宝泰大厦）。
本工程为框剪结构，地上15层，地下1层，埋深5.00米，荷重相对较大，场地土质为中软场地土，属Ⅲ类场地。静止水位埋深0.8～0.9米，潜水类型。场地埋深5.0米处为淤泥质粉质粘土，承载力低，压缩性高，物理力学性质差。地层结构描述①0-1.8米为杂填土，②1.8-17.3米为淤泥质粉质粘土，③17.3-26.7米为粉质粘土，④26.7-32为是粉质粘土、粉土，⑤32-40.5米为粉质粘土。
本工程勘测报告建议的桩基方案为φ800mm ，桩长19米的钻孔灌注桩，其承载力标准值为1124KN，折算单方砼完成极限承载力标准值Qvc=118KN／m3。经中国市政工程华北设计研究院经技术经济比较采用挤扩支盘桩，设计桩径700mm，四个承力盘，盘径1500mm，桩入土深度40.0米，单桩承载力标准值4200KN（静载试桩结果），折算成单方砼完成极限承载力Qvc=242KN/m3。
与原方案相比，挤扩支盘桩节约了大量砼及钢筋材料，降低造价20%，同时，由于大大减少了钻孔深度，从而显著地提高了施工速度，且沉降变形小，桩基稳定性好等优点也很突出。
本工程两根试桩于1995年12月底完成，所有工程桩于96年初完成，大厦全部建成后，经测量其最大沉降为33mm，而且整体沉降均匀（在当地一般高层建筑的沉降约10cm）工程质量及施工速度，受到甲方、设计及协作方的一致好评。
实例4、天津万顺温泉花园
万顺温泉花园位于天津市河西区宾水道与五号路交口处，2栋31层的商住楼，高度110米，1栋15层的写字楼，高度50米，天津建筑设计院设计，桩基基础，柜剪结构，为了进行经济技术分析，优化设计，进行了6组静载试桩（3组普通灌注桩，3组挤扩支盘桩）。普通桩桩径600mm，有效桩长33米，支盘桩桩径700mm，有效桩长33米，沿桩身设4个1600mm直径的承力盘及一个十字分支。天津建筑设计院出具的检测报告指出33米长普通桩极限载力标准值为3500KN，Q-S曲线为陡降型。挤扩支盘桩Q-S曲线为缓变型，对应Qo=7700KN时，其沉降更移量仅为23.18、27.88mm，满足设计提出的Qw=7700KN要求，原设计普通钻孔灌注桩由于单桩承载力低，直径600mm的桩间距小于1.6米，布桩困难，改为支盘桩后，做到柱下、筒内布桩，承载力分布更加明确合理，减少了底板厚度及配筋量，不仅大量减少了桩基造价，且大量节省了混凝土及钢筋用量。目前，该工程已全部竣工，沉降约2厘米。
实例5、天津市和平区新文化花园
新文化花园位于天津市和平区南市荣业大街，一期工程3个组团建筑面积约30万平方米，为层高15至24层不等的高级商住区，采用挤扩支盘桩，其中占总桩数60%的是直径φ=650mm，桩长L=19m的承载桩，沿桩设2个承力盘，盘径1600mm，1组十字分支，单桩承载力设计值Rd=2700KN；φ=450mm，L=19.5米的承载桩，沿桩身设2个承力盘，盘径960mm，一组十字分支，单桩坚向承载力设计值Rd=1250KN，这部分桩占总桩数的20%。另外20%的挤扩支盘桩为抗拔桩，这是由于挤扩支盘桩的特殊造型和成型时的静力挤土作用使桩体能更紧密地和桩周土结合，形成良好的桩土共同工作体系，能有效地提高桩的承载能力和嵌固效果，从而提高桩的水平承载力和抗拔承载力，因此，挤扩支盘桩作为抗拔桩和支护桩其优势非常显著。新文化花园中抗拔桩设计为φ=450mm，L=21m，两个承力盘，盘径960mm。抗拔800KN。
