淺談復合載體夯擴樁施工技術

摘要：復合載體夯擴樁是在鋼筋混凝土沉管灌注樁擴底的基礎上，針對軟弱地基或松散填土地基的特點對擴底進行填料、夯實擠壓來提高樁承載能力的一種地基處理技術。本文中對復合載體夯擴樁的工作機制和施工工藝進行了詳細的介紹。

關鍵字：復合載體；夯擴樁；施工技術

1.前言

復合載體夯擴樁是地基加固的一種新方法，是最近幾年發展起來的一種應用較廣的新型樁基施工技術，是由北京波森特巖土工程有限公司開發并首先使用；它是由干硬性混凝土及填充料等經過細長錘夯擴形成的復合載體和鋼筋混凝土樁身組成，具有造價低、無污染、無噪音、承載力高、變形小的特點。本文中根據筆者多年的工作經驗詳細介紹該技術的工作原理、影響因素，并詳細介紹其施工工序。

2.復合載體夯擴樁的工作機理

2.1 工作原理

《復合載體夯擴樁設計規程》（JGJ/T135）把復合載體夯擴樁樁簡稱為載體樁。復合載體由四部分組成：干硬性混凝土、填充料、擠密土體、影響土體。

（1）復合載體夯擴樁既具有混凝土樁身，同時又有復合載體，樁身將部分荷載通過側摩阻力傳遞到樁側土體，復合載體將上部荷載傳遞到樁端以下深層土體。

（2）復合載體夯擴樁在振動沉管灌注樁的基礎上，采用細長錘夯擊成孔，將護筒沉到設計標高后，細長錘擊出護筒底一定深度，分批向孔內投入充填料和干硬性混凝土，用細長錘反復夯實、擠密，在樁端形成復合載體，最后放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土而形成的樁。

（3）復合載體夯擴樁由干硬性混凝土及填充料等經細長錘夯擊而成的復合載體和鋼筋混凝土樁身成樁。該技術運用天然土體對夯填料的約束機理和能量累計原理，夯擴形成人造持力層。

（4）復合載體夯擴樁由于在被加固土層內填料并施以強力沖擊，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 倍左右，使被加固土層成為一個硬層，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散，所以沉降小、承載力大幅度提高。

2.2 適用范圍

復合載體夯擴樁適用于要求單樁豎向極限承載力不大于4000KN 的工業、民用建筑；對于舊房改造、安居工程、住宅小區中的多層建筑尤為適用；在地層土質條件合適的條件下，單樁豎向極限承載力可達4000KN-6000KN。

目前，此樁型主要用于多層建筑和小高層建筑，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，其工程應用范圍廣、使用前景廣闊。

3.影響復合載體夯擴樁的因素

綜合多年的實踐經驗及理論資料，筆者認為影響復合載體夯擴樁的主要因素有土層的特性、填充料，三擊貫入度、樁距大小、連接層等。

3.1 土層的特性

復合載體加固土層是指復合載體所在的土層。加固土層的土性直接影響到土體的擠密效果，土顆粒粒徑越大，周圍的約束力越大，土體的擠密效果也就越好。為保證土體的擠密效果，就要保證該土層有一定的埋深。

復合載體持力層是指直接承受復合載體傳遞荷載的土層。從受力上分析，復合載體持力層相當于無筋擴展基礎下的地基土；復合載體夯擴樁承載力特性主要取決于被加固上層的擠密程度和持力土層的物理力學性能。

3.2 填充料

填充料是指為了增加樁端下土體的擠密效果而填充的材料。當以含水量高的粘性土作為加固土層時，填充料可以減少細長錘對土體的直接沖擊，有利于孔隙水壓力的消散，避免形成橡皮土，達到較好的擠密效果。為更好地擠密土層，在填充料的選擇上優先選用塊狀，建議多利用拆房的碎紅磚、碎石和混凝土等塊狀物料；當使用碎磚作為填充料時，含泥量不應大于10%；碎磚、碎混凝土塊、水泥拌和物、碎石、卵石及礦渣等都可以作為填充料，對于某些地質條件較好、擠密效果佳的土層，在施工載體樁時，可以用樁端土體作為填充料直接夯實。

3.3 三擊貫入度

三擊貫入度是指填充料被夯實后，當不再填料后連續夯擊三次時錘的下沉量。其中前一次貫入度大于后一次貫入度，或與后一次的貫入度持平，并且上三次總貫入度應小于設計值。實踐表明，三擊貫入度能可靠地反映該土層密度的變化，可以直接反饋載體夯擴的質量與被加固土層土性和三擊貫入度的關系。控制三擊貫入度要注意：

（1）測試的基準設置的準確可靠。

（2）當施工采用非標準錘進行夯擊或非標準落距進行測量時，設計時人的取值要適當調整，或者根據當地工程實踐經驗確定。

3.4 樁間距

合適的樁間距是指既能滿足設計荷載要求，又不至于影響到臨近施工完畢的復合載體受力，且造價最經濟的樁間距。樁間距不宜小于1.6-2.0m。持力層為粉土或砂土時應取較小值，含水量較高的粘性土應取較大值。樁間距若過小，夯擴體形成過程中產生的側向擠土壓力可能導致鄰樁夯擴體偏移，若樁長較短且土層抗剪強度較低，則夯擴效應可能導致土體剪切滑裂面的形成，從而使地面隆起，鄰樁樁身上浮。造成斷樁或樁身與干硬性混凝土體脫離等事故。

4.復合載體夯擴樁的施工

4.1 施工設備

復合載體夯擴樁的施工設備一般為液壓步履式夯擴樁機。該機的主要設備如下：

（1）由中空豎桿及支承斜桿等組成的樁架。

（2）50KN 快放式主卷揚機，用于提升及快放重錘。

（3）40kN 副卷揚機，用于反壓和提升護筒。

（4）護筒，其上設投料孔、觀察孔、護筒扶正裝置及護筒提升器等。

（5）細長重錘，錘體通過鋼絲繩與快放式卷揚機相連。

4.2 施工工序

（1）樁機就位。打樁機就位時需要保持平穩，對樁點時用預先做好的鋼筋圈放在樁點上，護筒對準鋼筋圈后，下護筒，用水平尺來確定護筒垂直度，然后將護筒放置地表，為準確控制鉆孔深度，應在機架上做出控制標高。

（2）錘擊成孔。先用細長錘低落距輕夯地面，使護筒準確位于樁位，然后再提高細長錘夯擊成孔，在夯擊過程中若發現護管下沉過程中有阻力沉不下去時，應將細長錘及護筒提出樁孔，往樁孔里澆幾桶水后再將護筒沉下孔內，繼續夯擴成孔。

（3）沉護筒至設計標高。錘擊成孔時，護筒下沉，當接近樁底標高時，控制重錘落距，準確將護筒沉至設計標高。

（4）填料夯擊。護筒沉至設計標高后，提升重錘高出填料口，根據地質情況進行填料，填料下降持平，相應填料也分多、中、少，在投填充料時應控制每次填料量和累計填充料量。

（5）測三擊貫入度。承載體形成密實狀態后，重錘作自由落體運動，嚴禁帶剎車和離合。測三擊貫入度時，每擊貫入度應比前擊貫入度小或相等，應小于15cm，同時控制夯擊后地面隆起高度不大于5cm，且鄰樁受新成樁的影響位移不大于2cm。

（6）夯填干硬性混凝土。三擊貫入度滿足設計要求后，填干硬性混凝土30-50cm，繼續夯擊至錘底出護筒1-2cm，然后用錘繩上預先做好的標志與架體控制線來測量是否達到鋼筋籠的標高。

（7）鋼筋籠的安放。夯擴體施工結束后，應立即安放鋼筋籠并灌注樁身混凝土，放置鋼筋籠及灌注樁之前應檢查管內有無進泥進水；鋼筋籠制作及安放，應量好吊筋長度把鋼筋籠吊置在高懸的柱錘上后下落。

（8）樁身混凝土灌注：樁身混凝土坍落度8-12cm，粗骨料選用碎石，其最大粒徑應小于4cm，并不得大于鋼筋最小凈距的三分之一，混凝土采用一次澆筑，分段振搗，然后慢慢拔管。

5.總結

復合載體夯擴樁是一種新樁型和施工工藝，經過實踐驗證，其技術與經濟優勢明顯，與同類樁相比，具有較高的豎向和水平承載力，并具有施工速度快，成樁均勻，利于環保等優點，掌握和了解復合載體夯擴樁在不同土性中的施工要點，對保證樁的施工質量有著至關重要的意義。

參考文獻：

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