復(fù)合載體夯擴(kuò)樁施工技術(shù)

趙林冬

（河南省第五建筑安裝工程(集團(tuán))有限公司，河南 鄭州 450007）

1 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的作用機(jī)理

復(fù)合載體夯擴(kuò)樁采用細(xì)長(zhǎng)錘夯擊成孔，將護(hù)筒沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，細(xì)長(zhǎng)錘擊出護(hù)筒底一定深度，分批向孔內(nèi)投入填充料和干硬性混凝土，用細(xì)長(zhǎng)錘反復(fù)夯實(shí)、擠密，在樁端形成復(fù)合載體，然后放置鋼筋籠，并向籠內(nèi)灌注混凝土而形成的樁。復(fù)合載體夯擴(kuò)樁由干硬性混凝土及填充料等經(jīng)細(xì)長(zhǎng)錘夯擊而成的復(fù)合載體和鋼筋混凝土樁身成樁。該技術(shù)運(yùn)用天然土體對(duì)夯填料的約束機(jī)理和能量累計(jì)原理，夯擴(kuò)形成人造持力層。復(fù)合載體夯擴(kuò)樁由于在被加固土層內(nèi)填料并施以強(qiáng)力沖擊，使土體被擠密，樁端下4m 范圍土的壓縮模量可提高 1.35 倍，承載力提高 1.5～1.58 倍，使被加固土層成為一個(gè)硬層，并與其下的持力層形成了雙層地基，從而使單樁承受的荷載被加固土層向下擴(kuò)散，所以沉降小、承載力大幅度提高。

2 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的適用范圍與條件

適用范圍：復(fù)合載體夯擴(kuò)樁廣泛地適用于工業(yè)與民用建筑。對(duì)于舊房改造、安居工程、住宅小區(qū)中的多層建筑尤為適用；也適用于市政工程、道路路基、橋梁工程以及中、小型水利工程的地基加固處理等。因此，其工程應(yīng)用范圍廣，推廣前景廣闊。

適用地質(zhì)條件：不富含孤石、大塊建筑垃圾的人工填土地基、一般粘性土軟弱地基、濕陷性黃土層及可液化層等。

3 主要設(shè)備

液壓步履式夯擴(kuò)機(jī)：(1)樁架。(2)快放式主卷?yè)P(yáng)機(jī)，用于提升及快放重錘。(3)副卷?yè)P(yáng)機(jī)，用于反壓和提升護(hù)筒。(4)護(hù)筒。(5)細(xì)長(zhǎng)錘重3.5噸。(6）底盤及液壓步履系統(tǒng)

4 施工工藝流程

復(fù)合載體夯擴(kuò)樁施工工藝流程如下圖所示：

5 施工質(zhì)量控制

同其它樁基一樣，復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的施工屬隱蔽工程，樁身和夯擴(kuò)體都位于自然地坪以下，施工控制有一定的難度，所以施工前必須制定周密、科學(xué)的施工方案，加強(qiáng)原材料質(zhì)量控制和施工過(guò)程控制，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與設(shè)計(jì)、檢測(cè)部門溝通、處理。

場(chǎng)地清理：工程施工前需事先做好施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地平整工作，同時(shí)場(chǎng)地中的管溝、暗井、古幕等進(jìn)行及時(shí)處理，可用1：1 沙石分層夯填。

設(shè)備檢修：施工前要對(duì)步履式液壓夯擴(kuò)機(jī)進(jìn)行檢修，特別是電機(jī)、電源接頭、鋼索等重點(diǎn)部位?？赏ㄟ^(guò)進(jìn)行空樁試驗(yàn)，檢驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行情況。

施工前要對(duì)所有的樁位進(jìn)行施工放線，并進(jìn)行認(rèn)真復(fù)核，確保樁位準(zhǔn)確無(wú)誤。

樁機(jī)就位：將夯擴(kuò)機(jī)移至樁位附近，護(hù)筒大致對(duì)準(zhǔn)樁位，調(diào)整護(hù)筒，使其逐漸對(duì)準(zhǔn)樁位，并保持護(hù)筒垂直、平穩(wěn)。

錘擊成孔：將細(xì)長(zhǎng)錘輕落于地面，護(hù)筒對(duì)準(zhǔn)樁位，用白灰撒線與樁位吻合，然后提起細(xì)長(zhǎng)錘捶擊成孔。

護(hù)筒沉于設(shè)計(jì)標(biāo)高：根據(jù)樁位、自然地坪標(biāo)高、設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高計(jì)算出護(hù)筒沉入高度，由于每個(gè)樁位的實(shí)際、自然地坪不一樣，可計(jì)算出護(hù)筒沉入高度標(biāo)于護(hù)筒上，當(dāng)護(hù)筒上標(biāo)記接近地坪時(shí)，要控制細(xì)長(zhǎng)錘落距，準(zhǔn)確將護(hù)筒沉于設(shè)計(jì)標(biāo)高。

填料夯擊：出始填料應(yīng)采用碎轉(zhuǎn)、碎石、碎混凝土塊等穩(wěn)定性好的材料，夯填量控制在0.6-0.8 立方米，在填料寒?dāng)U過(guò)程中，采用細(xì)長(zhǎng)錘3.5噸，以落距6米的夯距進(jìn)行夯擊，同時(shí)防止地面發(fā)生過(guò)高隆起，地面隆起不得大于50毫米，為防止夯填結(jié)束時(shí)泥 水進(jìn)入空內(nèi)，可投入約20 公斤水泥進(jìn)行封水處理，填料大致分三個(gè)階段：填料下降、持平、上升，相應(yīng)填料量也分多、中、少。

測(cè)三擊貫入度：為保證護(hù)筒進(jìn)入設(shè)計(jì)持力層，并使莊端進(jìn)入該單元一定深度，我們通過(guò)護(hù)筒沉入深度和最后三擊貫入度實(shí)行雙控，但以貫入度控制為主。由于地層分布不可能是一個(gè)平面，所以不能按護(hù)筒沉入深度唯一控制。

三擊貫入度是指填充料被夯實(shí)后，當(dāng)不再填料時(shí)連續(xù)三次夯擊以后的下沉量，其中前一次的貫入度大于后一次的貫入度，或者與后一次的貫入度持平，而且三次總貫入度應(yīng)小于設(shè)計(jì)值，如果不滿足設(shè)計(jì)要求，則應(yīng)繼續(xù)夯擊填料至滿足設(shè)計(jì)要求為止。要特別注意，測(cè)貫入度時(shí)嚴(yán)禁帶剎車和離合。

夯填干硬性混凝土：干硬性混凝土的標(biāo)號(hào)與樁身的混凝土 標(biāo)號(hào)相同，加少量水?dāng)嚢?，達(dá)到手攥成團(tuán)，落地開(kāi)花的標(biāo)準(zhǔn)，夯填量控制在0.33 立方米左右，夯至錘底出護(hù)筒1-2厘米，以確保筒內(nèi)的干硬性混凝土被全部擊出護(hù)筒，夯填完成且確定無(wú)夾泥后，可在其上部注入厚度為10厘米左右的水泥沙漿，用細(xì)長(zhǎng)錘輕壓，以確保與其后灌入的樁身混凝土結(jié)合良好。

放置鋼筋籠：鋼筋籠的制作要符合現(xiàn)行規(guī)范的要求，縱向鋼筋最好采用通常鋼筋，不宜焊接，必須焊接時(shí)，焊接位置應(yīng)選在離樁底較近處，且保證同一連接區(qū)域的接頭比例小于百分之五十，同時(shí)要對(duì)鋼筋焊接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查和現(xiàn)場(chǎng)抽樣試驗(yàn)。

鋼筋籠在運(yùn)輸過(guò)程中要注意防止鋼筋籠碰撞，變形 ，安裝時(shí)應(yīng)避免跑籠。要嚴(yán)格控制鋼筋籠標(biāo)高，使之沉于設(shè)計(jì)標(biāo)高。實(shí)際操作中，可先計(jì)算出鋼筋籠頂標(biāo)高力離管口高度，然后制作一定長(zhǎng)度的鋼筋，使之鉤住鋼筋籠頂端的鋼筋，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)將鋼筋籠送入設(shè)計(jì)深度。

澆注樁身混凝土：從護(hù)筒填料口貫入混凝土，一次灌至樁頂標(biāo)高。并適當(dāng)進(jìn)行超灌，超灌量=設(shè)計(jì)混凝土應(yīng)灌量×（充盈系數(shù)－1），充盈系數(shù)一般取1.0－1.2。

拔出護(hù)筒：樁身混凝土澆注完成后，將護(hù)筒拔出，要嚴(yán)格控制拔筒速度，拔筒速度控制在 1－2米／分鐘為好。

成樁：拔出護(hù)筒后，樁的整個(gè)施工過(guò)程結(jié)束。

6 主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

樁的垂直度偏差不大于樁長(zhǎng)的百分之一；樁位允許偏差：承臺(tái)中心樁小于或等于150毫米，邊樁小于或等于70毫米；樁徑允許偏差：－20毫米；鋼筋籠頂標(biāo)高：正負(fù)50毫米；鋼筋籠主筋保護(hù)層允許偏差：正負(fù)20毫米；鋼筋籠制作：主筋間距正負(fù)10毫米，箍筋間距正負(fù)20毫米，鋼筋籠直徑正負(fù)10毫米，鋼筋籠長(zhǎng)度：正負(fù)50毫米。

螺旋鋼箍開(kāi)始和結(jié)束的位置應(yīng)有水平段，其長(zhǎng)度不小于一圈半，螺旋箍搭接長(zhǎng)度不小于抗震錨固長(zhǎng)度，且不小于300毫米，彎鉤長(zhǎng)10d,角度135度，且須鉤住縱筋、鋼筋籠兩端及每隔2米設(shè)置一道直徑為12毫米的加勁箍，橫向加勁箍與縱筋交接處應(yīng)焊牢。

長(zhǎng)錘錘出護(hù)筒深度：填料時(shí)，40-60厘米，夯填干硬性混凝土?xí)r，1-2厘米。

盈系數(shù)：1.0-1.2。

三擊貫入度不大于設(shè)計(jì)要求，重錘落距6米。未盡事宜按《復(fù)合載體夯擴(kuò)樁設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ/T135-2001 及有關(guān)施工驗(yàn)收規(guī)范執(zhí)行。

7 施工中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

當(dāng)樁距較小時(shí)，應(yīng)跳打基樁，以防止對(duì)相臨已澆注完畢樁身的震動(dòng)和擠壓，造成樁身混凝土初凝前斷樁或縮徑。

拔出護(hù)筒時(shí)，切忌拔速過(guò)快，導(dǎo)致樁身混凝土離析而造成樁身混凝土不密實(shí)甚至發(fā)生斷樁現(xiàn)象。另外，對(duì)于以粉土和粉質(zhì)粘土為主的持力層，控制拔速還可以避免該土層在高能量反復(fù)夯擊下產(chǎn)生液化現(xiàn)象，拔出護(hù)筒后，樁身混凝土頂面迅速下降，說(shuō)明下部有較大的孔洞、暗溝等致使混凝土大量流失，需與設(shè)計(jì)單位及時(shí)聯(lián)系，對(duì)下部開(kāi)挖處理后方可施工。

8 結(jié)論

實(shí)踐證明，復(fù)合載體夯擴(kuò)樁具有以下特點(diǎn)：?jiǎn)螛冻休d力高，是同等灌注樁的3-5倍；具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，較一般樁基節(jié)約資金30%左右，甚至更多；可處理大量的建筑垃圾，具有明顯的社會(huì)效益；施工簡(jiǎn)單，施工機(jī)械輕便、機(jī)動(dòng)、靈活。

綜上，復(fù)合載體夯擴(kuò)樁此種樁型承載力高，沉降小，造價(jià)低，適用于樁端被加固土層為可塑到硬塑狀態(tài)的黏性土以及粉土、砂土、碎石土。被加固土層厚度不宜小于2m。當(dāng)軟塑狀態(tài)的黏性土、素填土、雜填土和濕陷性黃土經(jīng)過(guò)載荷試驗(yàn)確定樁基承載力穩(wěn)定可靠時(shí)，也可作為樁端被加固土層。該樁除了技術(shù)上可靠和適合當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)條件外，還有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，經(jīng)測(cè)算，所耗材料、機(jī)械臺(tái)班、人工費(fèi)、管理費(fèi)等項(xiàng)，單方混凝土造價(jià)500～800元，與其它灌注樁比較造價(jià)可降低20%～60%，工期可縮短1／3 以上?？上拇罅拷ㄖ?，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，特別是在舊城改造工程中，有著十分廣泛的前景。

[1]《復(fù)合載體夯擴(kuò)樁設(shè)計(jì)規(guī)程》