談錘擊夯擴(內(nèi)外管)成孔施工工藝

王曉軍

(山西宏廈建筑工程有限公司，山西陽泉　045000)

談錘擊夯擴(內(nèi)外管)成孔施工工藝

王曉軍

(山西宏廈建筑工程有限公司，山西陽泉045000)

摘要:介紹了錘擊夯擴成孔工藝的適用范圍及施工流程，從測量放線、擴大頭施工、外管起拔等方面，闡述了施工中的技術(shù)要點，指出采用錘擊夯擴成孔工藝施工，可獲得良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

關(guān)鍵詞:錘擊夯擴成孔，內(nèi)外管，混凝土，樁基

0　引言

在傳統(tǒng)的樁基施工過程中，一般采用沖擊成孔灌注樁和正反循環(huán)鉆孔灌注樁，泥漿護(hù)壁，樁徑大且樁身長，工程費用高，施工速度慢，質(zhì)量難保證，現(xiàn)場污染嚴(yán)重。采用錘擊夯擴成孔工藝施工，可降低工程造價，減少對環(huán)境的污染，對提高經(jīng)濟(jì)和社會效益效果明顯。

1　適用范圍

錘擊夯擴成孔工藝適應(yīng)性廣泛，在樁長不大于25 m的濕陷性黃土、雜填土、砂層和地下水較淺等地層中均可取得良好效果。

2　擠土夯擴樁施工工序

2.1錘擊夯擴成孔工藝核心

施工采用重錘錘擊雙層套管(高強度鋼管)，同時將內(nèi)外管錘擊入土一定深度后;將內(nèi)管拔出，然后向外管內(nèi)投入適量干硬性混凝土，再將內(nèi)管放入外管中，將管內(nèi)干硬性混凝土錘擊夯出外管底端外側(cè);重復(fù)幾次，最終在外管的底端土層中形成擴大頭;拔出內(nèi)管，向外管中放入鋼筋籠并澆筑混凝土，最后將內(nèi)管再放入外管中，管底壓住混凝土表面，勻速將外管拔起(拔管力需大于5 000 kN)，混凝土灌注樁形成。本工藝的關(guān)鍵之處是樁基成孔時不排運任何土方，可極大提高樁間土的密實程度，在澆筑混凝土?xí)r，由于外管在孔內(nèi)兼作模板，可避免塌孔及縮徑，同時也避免了采用泥漿護(hù)壁時樁底沉渣不易清除的弊端，優(yōu)點為質(zhì)量有保證，人為干擾少，對環(huán)境影響小，施工速度快等。

2.2施工流程

三通一平→放線測量→材料復(fù)檢→人員準(zhǔn)備→樁機就位→錘擊沉管成孔→抽出內(nèi)夯管→試樁施工→向外管內(nèi)投入適量夯擴料→內(nèi)管將夯擴料夯入孔底形成擴大頭→安放鋼筋籠→灌注混凝土→拔外管→單樁施工完畢→其他樁按此施工。

3　施工過程及技術(shù)措施

3.1施工前準(zhǔn)備

1)施工準(zhǔn)備?，F(xiàn)場工程施工所需機械設(shè)備、工器具已進(jìn)場就位，項目部管理人員、施工人員已按要求進(jìn)行崗前培訓(xùn)和安全技術(shù)交底。前期相關(guān)管理技術(shù)資料已報監(jiān)理單位審批(包括設(shè)備報驗，承包單位及人員資質(zhì)報審，原材料復(fù)檢報驗、專項施工方案報審等)。

2)施工放線。a.配合建設(shè)單位、監(jiān)理單位進(jìn)行基坑驗收工作，復(fù)測基坑底部施工標(biāo)高，將高程誤差控制在+200 mm～－50 mm范圍內(nèi)，將基坑工作面平整硬化。b.專業(yè)施測人員根據(jù)定位放線圖，用全站儀逐根施測樁位點，同時要求項目部技術(shù)人員對樁位點再進(jìn)行多次復(fù)核，確保無誤，使樁位點原始測量誤差控制在±5 mm范圍內(nèi)，經(jīng)監(jiān)理單位驗收后，填寫施工測量放線記錄報驗單并簽字歸檔。

3.2施工過程

1)成孔。因該工程實際地質(zhì)地層較復(fù)雜，采用錘擊內(nèi)外管沉管工藝，錘擊成孔前，應(yīng)仔細(xì)核準(zhǔn)樁位，并用吊線錘以十字交叉方向校正樁管垂直度，然后用4 t柴油錘將內(nèi)外管同時打入地基內(nèi)(見圖1)。

圖1　錘擊成孔施工示意圖

2)擴大頭施工。采用分次夯擴工藝，擴大頭填干硬性混凝土，強度C30，標(biāo)準(zhǔn)控制為:坍落度為2 cm～4 cm，內(nèi)外管夯至設(shè)計深度后，拔出內(nèi)夯管，向外管內(nèi)分兩次填入0.5 m3干硬性混凝土料(干硬性混凝土料強度與樁體混凝土標(biāo)號同為C30，干硬性混凝土料的坍落度為2 cm～4 cm)，將內(nèi)夯管放入外管中進(jìn)行夯擊，在夯擊過程中，為了使夯擴頭正常形成，將外管適當(dāng)提升，外管每次提升高度控制在50 cm～70 cm內(nèi)，將外夯管內(nèi)干硬性混凝土料全部夯完后端部即形成擴大頭，最終投料量應(yīng)以貫入度控制，標(biāo)準(zhǔn)為最后一振(即10擊)外管下沉量不大于3 cm。

3)吊放鋼筋籠。擴大頭施工完畢后拔出內(nèi)夯管，進(jìn)行鋼筋籠吊裝(見圖2)。

4)灌注樁樁身混凝土成樁。灌注時采用外夯管做導(dǎo)管直接灌入法施工。施工時需考慮充盈系數(shù)和外夯管管壁所占體積，澆筑混凝土?xí)r，要保證樁身混凝土有一定超灌高度，方便在內(nèi)管下壓過程中使樁身混凝土密實，混凝土坍落度為18 cm～22 cm。

5)外管起拔。樁身混凝土澆筑完成后，將內(nèi)夯管壓在外管內(nèi)混凝土表面上，邊壓邊緩慢將外管起拔，當(dāng)外管起拔至樁頂設(shè)計標(biāo)高時，及時測控，超灌高度滿足不小于0.5 m，拔管速度滿足1 m/min～1.5 m/min(見圖3)。

圖2　鋼筋籠吊裝圖

圖3　外管起拔示意圖

6)現(xiàn)場試檢。工程采用商品混凝土的，質(zhì)檢人員對當(dāng)天進(jìn)場的商品混凝土質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)檢驗，嚴(yán)格把關(guān)。

3.3樁基施工質(zhì)量保證措施

1)成孔主要參數(shù)保證。成孔作業(yè)時，樁機就位應(yīng)平穩(wěn)，樁架及樁管保證垂直。用水平尺測量底支架四個角是否水平，并用吊線錘在十字交叉方向目測，檢測樁管垂直度，滿足垂直度偏差不大于1%。2)樁身混凝土振搗質(zhì)量保證措施。樁身上部3 m部分由于自重壓力較小需采取人工振動棒振搗，下部樁身混凝土則靠自重密實，具體操作應(yīng)遵循快插慢提，在同一部位振搗時間不得超過20 s～30 s以上。

4　獨有技術(shù)研究與應(yīng)用

擠土夯擴鋼筋混凝土大頭樁施工設(shè)備，在黃土、粉土、砂礫層、卵石層中施工，成孔速度快(如10 m長的樁，成孔時間在6 min左右)，在成孔和夯擴大頭時，由夯擊能量在45 t· m的柴油錘夯擊下，無需取土，一次性成孔至設(shè)計深度，在樁底形成高密實混凝土擴大頭，起拔外管時力量達(dá)3 000 kN，成樁后單樁極限承載力一般在2 000 kN～3 000 kN，單樁施工完成時間(以10 m樁長為例) 20 min;擠土夯擴鋼筋混凝土大頭樁施工設(shè)備，行走速度快，施工質(zhì)量高，安全性能好，工期完成早。

5　常見質(zhì)量通病分析及預(yù)防措施

5.1樁孔偏移

原因分析:樁機移位;施工場地不平整。

預(yù)防措施:施工前平整場地，其不平整度控制在1%以內(nèi);用水平尺測量底支架四個角是否水平，并用吊線錘在十字交叉方向目測，檢測樁管垂直度，滿足垂直度偏差不大于1%。

5.2外管被埋，拔起困難

原因分析:沉管時，最終貫入度偏小，拔外管時，外壁摩阻增大;施工機械起吊動力不足。

預(yù)防措施:選擇機械時應(yīng)保證起吊動力留有一定的余量;發(fā)生外管被埋時，可配置千斤頂?shù)容o助起重設(shè)備配合頂托，同時用樁錘輕擊內(nèi)、外管，以克服外管靜摩阻力。

6　工程實例的應(yīng)用

該工藝已在陽煤集團(tuán)翼城堡子煤業(yè)有限公司原煤倉工程中得到成功應(yīng)用，取得了顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。該工程設(shè)計樁數(shù)109根，擴大頭直徑800 mm，樁徑500 mm，樁長約20 m。

與傳統(tǒng)施工工法相比可避免塌孔及縮徑，同時也避免了采用泥漿護(hù)壁時樁底沉渣不易清除的弊端，優(yōu)點為質(zhì)量有保證，人為干擾少，對環(huán)境影響小，施工速度快等。

由于本工藝具有單樁豎向承載力高、施工速度快和無環(huán)境污染等優(yōu)勢，預(yù)計將會在今后的樁基工程中得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn):

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Discussion on the construction technology of hammer tamping and pore-forming( inner and outer pipe)

Wang Xiaojun
( Shanxi Hongsha Construction Engineering Limited Company，Yangquan 045000，China)

Abstract:This paper introduced the application scope and construction process of hammer tamping and pore-forming process，from the measurement unreeling，expanding head construction，outer pipe pulling and other aspects，elaborated the technical key points in construction，pointed out that the hammer tamping and pore-forming process construction，could obtain good economic and social benefits.

Key words:hammer tamping and pore-forming，inner and outer pipe，concrete，pile foundation

作者簡介:王曉軍(1981-)，男，工程師

收稿日期:2015-11-30

文章編號:1009-6825( 2016) 04-0073-03

中圖分類號:TU472.31

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A