淺談地基基礎(chǔ)施工中夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用

楊傳安

摘 要：某工程地處巖溶發(fā)育區(qū)，根據(jù)對(duì)工程造價(jià)與工期、質(zhì)量分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)，決定用夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)施工。

關(guān)鍵詞：地基基礎(chǔ)施工；夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)施工技術(shù)；應(yīng)用

淤泥層厚、巖面傾斜、土洞較多與巖基風(fēng)化不一，這些特性使建筑樁中很多樁型無法成樁、質(zhì)量不好、經(jīng)濟(jì)效益差與樁長差異大等問題。對(duì)錘擊灌注樁，淤泥層厚成樁質(zhì)量難保證；基巖埋藏深達(dá)不到理想持力層而影響承載力。對(duì)于預(yù)制樁，基巖埋藏深，樁身長細(xì)比例大，有效比例下降，經(jīng)濟(jì)效益低，軟弱層過厚，還有可能樁身失穩(wěn)；巖面傾斜和樁底支撐在硬巖，成樁中容易爛樁，即使用靜壓方式，效果難令人滿意。對(duì)于鉆孔樁，長樁雖可增加樁徑控制長細(xì)比，但基礎(chǔ)成本加大，且溶洞與砂礫層問題難解決。在特殊地質(zhì)，應(yīng)注重選擇樁型，經(jīng)驗(yàn)表明，前述地質(zhì)下，用夯擴(kuò)樁為樁基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)效益與質(zhì)量保證，對(duì)其它樁型有其優(yōu)越性。

1 夯擴(kuò)樁成樁

夯擴(kuò)樁是發(fā)揮樁端支撐力與樁側(cè)摩阻力的新樁型，以單樁為主，起到擠密與加固基土，提高樁端基土強(qiáng)度。資料顯示，經(jīng)靜力測試，樁側(cè)比阻力提高5～10%，擴(kuò)大頭比阻力提高25～35%。夯擴(kuò)樁是錘擊樁設(shè)備和施工方法上加以改進(jìn)，用夯擴(kuò)法將樁端混凝土擴(kuò)大大頭形樁型，增大樁端與擠密基土，提高樁承載力。

錘擊夯擴(kuò)樁成孔用內(nèi)外雙管，外樁管為鋼管，內(nèi)樁管下端封底，兩樁長度相等，無樁靴。用樁錘打至設(shè)計(jì)深度后拔內(nèi)管，往外管灌入一定擴(kuò)底混凝土，再次插入內(nèi)管和將外管拔一定高度，錘擊力經(jīng)樁管傳給混凝土，通過樁管擠撐，夯出管底混凝土，使擴(kuò)底混凝土朝下部與四周擠壓，成擴(kuò)大頭，再澆灌樁身。

2 夯擴(kuò)樁優(yōu)勢

實(shí)質(zhì)是側(cè)壁阻力和端承力承載的支撐樁，增大端面積與擠密基土提高單樁承載力。夯擴(kuò)樁突出優(yōu)點(diǎn)是：

（1）適應(yīng)性強(qiáng)與持力層范圍廣及投資少。層位穩(wěn)定、足夠厚砂礫層、堅(jiān)硬狀態(tài)粘性土與紋狀粘性土、礫質(zhì)粘性土，均宜為持力層，樁底在中等強(qiáng)度土層即可，不斷夯擴(kuò)土層，達(dá)到其需要較長樁型的承載，夯擴(kuò)樁造價(jià)很低，實(shí)際減小了樁長，可最大程度控制其一致性。實(shí)踐可知，除巖石面距地面淺或松土層厚度達(dá)15m以上地區(qū)，其他地質(zhì)均可采用。

（2）基土擠密度高，端面積大與承載力大。通過夯擴(kuò)，使樁端下土層一定范圍土體得到密實(shí)，縱向承載力較高，有利于減小下沉。

（3）內(nèi)管底放置混凝土為薄型土塞，可有效止淤與短時(shí)止水，保證澆筑質(zhì)量。

（4）相對(duì)其它樁，錘擊灌注樁，可省去樁尖等。

（5）控制外管提升，形成更理想大頭形狀。

（6）樁身借助柴油錘力量與內(nèi)夯管作用壓密，能減少縮頸與斷樁等的產(chǎn)生，保證樁徑。

（7）可視土質(zhì)條件，調(diào)節(jié)施工樁長與擴(kuò)大頭直徑提高承載力。

（8）振動(dòng)拔管，增加樁身密實(shí)度，改善成樁。

（9）抗拔性好，夯擴(kuò)樁和僅靠樁身摩擦力為抗拔力樁型相比，抗拔力成倍提高，廣泛用于地下室結(jié)構(gòu)。

（10）施工機(jī)械機(jī)動(dòng)靈活與適應(yīng)性強(qiáng)，施工工期短與性價(jià)比高。

3 地基施工中夯擴(kuò)樁施工實(shí)例

（1）工程概況。某工程位于橋路段西側(cè)，該工程建筑約6萬m2，有4棟19層建筑與23棟別墅組成，地面下設(shè)一地下室。

（2）地質(zhì)條件。根據(jù)勘測資料，該工程在石灰?guī)r與巖溶地區(qū)，場地土分三層：①人工填土與耕土層；②沖擊土層；③基巖。

據(jù)鉆孔，場地覆土除人工填土，主要是沖擊粉質(zhì)粘土、中砂、粘土與粉土等，局部有淤泥質(zhì)土，下伏基巖有粉晶灰?guī)r，起伏較大。由于巖溶發(fā)育，鉆孔部分有溶洞，溶洞頂土層中有土洞。

（3）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工。①基礎(chǔ)選擇。根據(jù)場地地質(zhì)勘察，本工程基礎(chǔ)用高強(qiáng)混凝土管樁，樁端需支撐在石灰?guī)r上，基巖面起伏大，使樁端接觸過窄，易產(chǎn)生斷樁。若用天然筏基礎(chǔ)，適宜為持力層太深，地下室基礎(chǔ)需基坑支護(hù)或整體開挖，根據(jù)底板面地基靜載試驗(yàn)該地基承載力值僅為160千帕不能滿足基礎(chǔ)需要地基承載力值不低于330千帕。根據(jù)對(duì)工程基礎(chǔ)造價(jià)與質(zhì)量進(jìn)行技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析，最后用夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)。

（4）夯擴(kuò)樁的應(yīng)用。根據(jù)載體夯擴(kuò)樁規(guī)程知，復(fù)合載體單樁承載力值用下式估算：Ra=up∑qsinli+qpn*Ae，Ra表示單樁承載力值；up表示樁身周長，單位m；qsin表示樁側(cè)6層土側(cè)阻力值；li標(biāo)示樁身穿6層土厚；qpa表示復(fù)合載體基土修正后持力層特征值；Ae表示等效樁端面積，隨土性與貫入度變化不同。

復(fù)合夯擴(kuò)樁高承載力原因有兩個(gè)：一個(gè)是載體影響土層加固后樁端承載力提高；二是載體擴(kuò)大樁端作用。兩方面提高為樁端承載力，施工中樁體底同載體頂面有無密切結(jié)合直接影響單樁承載力，現(xiàn)場打樁中，體現(xiàn)在最后收樁能否按規(guī)程和設(shè)計(jì)要求控制貫入度，實(shí)踐表明，最后貫入度偏大會(huì)導(dǎo)致承載力不足。本工程建筑夯擴(kuò)樁樁徑為580mm，持力層是黏土層，最小樁長5m，單樁承載力值1500kN，樁距3.5倍樁徑，最后貫入度控制1.5～2.0；多層建筑和別墅夯擴(kuò)樁樁徑為450mm，持力層是黏土層，最小樁長5m，單樁承載力700kN，樁距3.5倍樁徑，最后貫入度控制不低于2.0cm。按設(shè)計(jì)標(biāo)高，基坑挖至2.5m處，開挖后再夯擴(kuò)樁施工。

（5）夯擴(kuò)樁方案和天然方案技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析。以本工程建筑首層地面下基礎(chǔ)造價(jià)和工期為例分析比較技術(shù)與經(jīng)濟(jì)：①天然方案指天然基礎(chǔ)，基礎(chǔ)造價(jià)為325萬元，地下室面積1500m2，折合按地下室每平方米約為2170元，總工期70d。②夯擴(kuò)樁方案，基礎(chǔ)造價(jià)224萬元，地下室面積1500m2，折合按地下室每平方米約為1495元，總工期75d。

從基礎(chǔ)造價(jià)和工期比較可知，與用天然方案相比，用夯擴(kuò)樁方案經(jīng)濟(jì)效益顯著。天然方案優(yōu)點(diǎn)工期較短，但造價(jià)高，未計(jì)處理費(fèi)用情況比夯擴(kuò)樁方案增加45%，深基坑開挖與支護(hù)及地基處理等增加了施工難度；夯擴(kuò)樁方案隨工期長，造價(jià)低，土方開挖少，施工簡便。

由于石灰?guī)r巖溶地段地質(zhì)情況復(fù)雜，地質(zhì)勘察準(zhǔn)確性受鉆孔平面密度影響大，造成打樁中經(jīng)常出現(xiàn)持力層與資料不符，對(duì)樁基施工控制不利，通過分析可知，在施工中嚴(yán)格控制夯擴(kuò)樁貫入度，才能保證單樁承載力。

4 總 結(jié)

任何成樁法，都可能因資料偏差、施工等因素影響，部分樁有質(zhì)量缺陷，夯擴(kuò)樁不例外。從夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)的工程實(shí)踐中，雖然夯擴(kuò)樁沒預(yù)應(yīng)力管樁與人工孔樁等應(yīng)用普遍，但地基下部無基巖持力層，或地質(zhì)不良，淺層無理想基礎(chǔ)持力層，較好持力層在地面下不大于15m，用夯擴(kuò)樁有較優(yōu)經(jīng)濟(jì)效果?；鶐r埋藏深，上部土層有一定中等強(qiáng)度土層，可優(yōu)先選夯擴(kuò)樁，以獲得經(jīng)濟(jì)效益。施工控制是前提，沒有好的質(zhì)量保證與施工管理，難保證樁質(zhì)量，達(dá)到好的效果，應(yīng)針對(duì)出現(xiàn)質(zhì)量問題和技術(shù)關(guān)鍵，規(guī)范施工。

參考文獻(xiàn)

[1]王高峰.夯實(shí)擴(kuò)底樁的施工[J].山西建筑.2011，37（6）：70～71.

[2]沈保漢.樁基礎(chǔ)施工新技術(shù)專題講座（二十）靜壓沉管灌注樁和靜壓沉管擴(kuò)底灌注樁（上）[J].工程機(jī)械與維修.2012（2）：166～170.

[3]張秀峰.淺析夯擴(kuò)樁技術(shù)的應(yīng)用[J].中華民居.2011（8）：336.

[4]李彩虹.淺談錘擊夯擴(kuò)混凝土灌注樁在復(fù)雜地質(zhì)中的技術(shù)應(yīng)用[J].江西建材.2014（4）：87～88.