夯擴樁在建筑工程中的應用研究

摘要:首先論述夯擴樁的成樁機理、特點和適用范圍，進而論述其施工工藝流程和施工操作要點。

關鍵詞:夯擴樁;建筑工程;承載力;施工工藝

中圖分類號:TU

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)21-0365-02

1 前言

夯擴樁是在沉管灌注樁施工技術、施工設備、施工工藝的基礎上加以改進的樁型，以單樁承載力為主，同時起到擠密和加固地基土，提高樁端地基土強度的作用。與一般灌注樁相比，夯擴樁由于夯擴成型，在樁端處形成擴大頭，樁端面積增大;同時樁端地基土得到夯實擠密，而且深層地基土也得到一定的擠密效果，故單樁承載力較高。且借助了內夯管和柴油錘的重量加壓成型，提高了樁身灌注質量，還可大大減少高層建筑樁身縮頸和斷樁的問題。在此，本文將主要就夯擴樁施工技術進行探討，以供參考。

2 夯擴樁的概述

2.1 夯擴樁的成樁機理

夯擴樁是在錘擊沉管樁的機械設備與施工方法的基礎上加以改進，采用夯擴的方式將樁端現澆混凝土擴大成大頭形的一種樁型，通過增大樁端截面和擠密樁周土，使樁的承載力大幅提高。錘擊沉管夯擴樁成孔部分采用內外雙管，外樁管為通心鋼管，內樁管的下端封底，兩管套樁長度相等，一般無樁靴。用樁錘將其打到設計深度后拔出內管，往外管內灌入一定高度的擴底混凝土，重新插入內管并將外管向上拔一定高度，錘擊力經內外樁管直接傳給混凝土，通過樁管的擠撐作用，將管底的混凝土夯出管外，迫使擴底混凝土向下部和四周基土擠壓，能夠避免縮頸、斷樁等現象的發生，且大大降低施工成本，保證樁身質量。經靜力觸探表明，樁側比貫入阻力提高5%-10%，擴大頭比貫入阻力提高25%-35%。

2.2 夯擴樁的特點

夯擴樁實質上是一種側壁阻力與端承力共同承載的摩擦支承樁，通過增大樁端面積和擠密地基土使單樁承載力有了很大的提高。夯擴樁有如下突出優點:

(1)由于夯擴樁是屬于以夯擴頭支承為主，樁側摩阻力為輔的摩擦性端承樁，故樁底部的擴大，周圍土層的擠密，都使其承載力得到了極大提高;且由于承載力的大幅度提高，故在相同荷載下樁的總數和樁承臺體積都將大量減小，其基礎工程造價大幅度降低。

(2)地基土擠密程度高，樁端面積大，承載力高，通過一次或二次夯擴，使樁端下被夯實土層中一定范圍的土體得到了極大的密實，使強度、壓縮模量相應增大，則相應減少了基礎的沉降量。

(3)在內管底部放置干硬性混凝土作為薄型土塞，可有效起到止淤和短時止水作用，保證混凝土的澆注質量。

(4)樁身混凝土借助于柴油錘力量和內夯管的自重作用壓密成型，這樣就避免或減少了樁身縮頸和斷樁等現象的產生，提高了樁身質量。

(5)夯擴樁是一種主要承受軸向力的樁，同時由于樁端部夯擴頭的存在，夯擴頭又進入持力層2m以上，所以不但能承受軸向壓力，還具有良好的抗拔性能。

(5)施工機械輕便，機動靈活，適應性強，施工速度快、工期短、性價比高。

(7)夯擴樁用干硬性混凝土封底止淤、止水，比一般沉管灌注樁節省預制樁靴，降低成本;而與預制樁相比，其不需預制，節省了預制樁尖、鐵墊圈的費用，大大縮短了施工周期、造價。

2.3 夯擴樁的適用范圍

(1)夯擴樁是新型的摩擦端承樁，故其一般適用于地表下3-20m為軟弱土層或不均勻軟弱土層，須使夯擴端置于可塑、硬塑的粉質黏土層和中密卵礫石、粉土、砂土層等的持力層上，其埋藏深度一般不大于18m，持力層厚度不宜小于4m。

(2)上部土層為推山填海的素填土、淤泥質砂土，下部樁端持力層為軟質巖;

(3)上部土層為素填土、淤泥等軟土，下部樁端為硬塑粘性土，適合層數不高，單樁承載力500kN以下的多層建筑，適用于任何地區。

(4)采用合理樁徑時，夯擴樁一般可應用于二、三級安全等級的6-20層工業與民用建筑物的基礎工程中。

3 夯擴樁的施工工藝

3.1 施工工藝流程

樁位放線→樁機就位→沉護筒→填料并夯實→測量貫入度→填干硬性混凝土夯實→放入鋼筋籠→灌注混凝土并振搗→成樁。

3.2 施工操作要點

(1)樁機就位:在就位過程中通過枕木的鋪設將機座調平，架調直，必須保持垂直、平穩，確保在施工中不會發生傾斜、移位在內、外樁管上作出控制深度標記，以便施工中進行套管土深度和夯擴投料高度的觀測;

(2)以三擊貫入度控制夯擴體的投料量小于0.5m3，且不大于1.8m3為宜。當投料量大時，應調整樁或改變施工參數。在夯擊后地面隆起不得大于50mm;填料以滿足最后三擊貫入度小于10cm作為控制標準;

(3)擴大頭混凝土的坍落度應為60mm-80mm，樁身混凝土坍落度控制在80mm-120mm，并在拔管前、后用插入式振搗器將樁上部4m以內混凝土振搗密實;混凝土的攪拌時間，每槽應不少于120s;

(4)先在地表樁位上放置4鏟-6鏟與樁身強度等級相同的干硬性混凝土止淤，然后用水泥袋裝好設計強度等級干硬性混凝土30kg以上放在樁位中心，堆成小堆，把套管對準樁位中心，壓在干硬性混凝土上進行沉管;

(5)內管、外管、加頸圈對準樁位套好，用柴油錘錘擊樁管至設計深度(干混凝土隨之落入樁底);把內夯管從樁管內抽出，卸去加頸圈，灌入制作夯頭所需的1/3混凝土量;

(6)把錘和內管壓在混凝土上，然后拔起外樁管60cm，放下內夯管并錘擊，在錘擊力作用下，將套管內的混凝土打出，并使內外管同時沉管40crn-60cm;

(7)再次錘擊內夯管至設計深度;

(8)拔出內夯管，放入設計所需的鋼筋籠，并保證其縱向主筋按設計要求錨入承臺500mm的長度，并應低于樁灌注混凝土面200mm;然后在外管上套好加頸圈(加頸圈可調節高度，以滿足樁身所露出高度)，灌入混凝土至樁頂標高外再增加充盈量部分，錘擊內夯管，一邊拔管，一邊加壓，拔管速度控制在1.5m/min，在軟弱土層及軟硬土交界處控制在1.0m/min，樁管拔出地面，即成樁;成樁后要做好產品保護工作，混凝土未達到設計強度100%時，不允許車輛在樁頂上行走，以免破壞樁體。

4 結語

綜上所述，夯擴樁是一種較經濟的高承載力樁型，在適宜的工程地質條件下，其具有提高單樁承載力，提高生產率，節約建設資金、施工質量容易控制、施工速度快等優點。所以，在具備條件的工程中推廣夯擴混凝土樁施工工藝有著重要的意義和廣闊的前景。

參考文獻

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