淺析載體樁基礎(chǔ)在濕陷性黃土地區(qū)棚戶區(qū)改造工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

劉海亮

(中鐵十六局集團(tuán)第五工程有限公司， 河北 唐山 063000)

1 載體樁基礎(chǔ)及其適用性簡(jiǎn)介

載體樁基礎(chǔ)是近幾年逐漸應(yīng)用到地基處理中的一種全新的施工技術(shù)。它是由上部樁身和下部“載體”兩部分組成。它選擇下部層位穩(wěn)定、土性較好的土層作為被加固土層，以樁端土體為研究對(duì)象。其承載力主要來(lái)自載體，載體通過(guò)反復(fù)填入建筑垃圾（碎磚、廢混凝土、砂礫石等）再以3.5t重錘提升6m進(jìn)行自由落體夯實(shí)，通過(guò)三擊貫入度等指標(biāo)控制密實(shí)度，隨后再夯填一定量的干硬性混凝土，從而由內(nèi)向外形成干硬性混凝土、填充料和擠密土體形成的載體，使樁端土體得到最優(yōu)的密實(shí)，將上部荷載有效傳遞給下面的持力土層，達(dá)到提高承載力的目的。載體樁在多層建筑物地基處理中具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，在同等地質(zhì)條件下，與擴(kuò)底鉆孔灌注樁相比費(fèi)用節(jié)約 60%，且混凝土成樁質(zhì)量易保證。施工中可消化大量建筑垃圾，在西北濕陷性黃土地區(qū)棚戶區(qū)改造工程中具有良好的發(fā)展前景，示意圖如上圖所示。

此種新型的樁基形式適用于濕陷性黃土、粉土、砂土、碎石土及可塑、硬塑狀態(tài)的黏性土、素填土、雜填土等，尤其適用于濕陷性黃土地區(qū)棚戶區(qū)改造工程。下面從施工工藝、施工環(huán)境、施工工期三個(gè)方面對(duì)擴(kuò)底鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、灰土擠密樁基礎(chǔ)、載體樁基礎(chǔ)在西北濕陷性黃土地區(qū)應(yīng)用優(yōu)劣進(jìn)行對(duì)比分析。

2 施工工藝方面的對(duì)比分析

2.1 擴(kuò)底鉆孔灌注樁

擴(kuò)底鉆孔灌注樁的主要工藝流程如下：測(cè)量定位→鉆機(jī)就位→孔位對(duì)中→鉆孔→人工擴(kuò)底→鋼筋籠加工安裝→樁身砼澆筑→安裝樁帽模板→棄土和余土外運(yùn)。

在濕陷性黃土地區(qū)，一般土質(zhì)為黃狀粉土，地下水位較底，鉆孔機(jī)械主要用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鋼筋籠加工好后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，采用吊車進(jìn)行鋼筋籠吊裝。擴(kuò)底鉆孔灌注樁需要在成孔完成后進(jìn)行人工擴(kuò)孔，危險(xiǎn)性較大，且施工效率較低。而載體樁基礎(chǔ)施工不用人工擴(kuò)底，無(wú)此種安全隱患。

2.2 灰土擠密樁基礎(chǔ)施工

灰土擠密樁法的主要施工工藝流程如下：測(cè)量放線→清出工作面平整場(chǎng)地→灰土準(zhǔn)備→擊實(shí)試驗(yàn)→樁孔放線→設(shè)備組裝→成孔→成孔檢查→夯填→調(diào)整填土速度，調(diào)整重?fù)舸螖?shù)→取樣試驗(yàn)→送檢→工序驗(yàn)收。

灰土擠密樁施工一般采用汽車式樁機(jī)打樁，主要控制樁內(nèi)灰土壓實(shí)度（不低于 0.97），樁間土體靠灰土樁打樁擠密（不低于 0.93），灰土拌和對(duì)含水率要求較高，施工受天氣影響較大。一般設(shè)計(jì)樁數(shù)數(shù)量多，中間檢測(cè)工序多，需要現(xiàn)場(chǎng)石灰熟化、拌和灰土、灰土二次倒運(yùn)，需要較大場(chǎng)地，現(xiàn)場(chǎng)施工揚(yáng)塵大。

2.3 載體樁基礎(chǔ)施工

載體樁基礎(chǔ)主要施工工藝流程如下：樁位放樣→移動(dòng)樁機(jī)，檢查樁位偏差→放置護(hù)筒，檢查護(hù)筒垂直度→放置柱錘→夯擊引孔，使護(hù)筒至設(shè)計(jì)標(biāo)高→填料進(jìn)行夯擊→控制填料量及空打三擊貫入度→放置鋼筋籠，檢查標(biāo)高→灌注砼→拔出護(hù)筒→振搗→結(jié)束。

載體樁基礎(chǔ)，載體樁的底部主要承載于擠密土體+夯實(shí)填充料+混凝土所組成的承載體。首先通過(guò)將樁基擴(kuò)大頭周邊土體夯實(shí)，加固，擠密，消除濕陷性，提高了地基的承載力；其次，填充料形成的擴(kuò)大頭增大了樁頭與土體的接觸面積，提高了樁端承載力。其施工相比于擴(kuò)底鉆孔灌注樁不用人工擴(kuò)底；相比于灰土擠密樁施工，可以大大減少工程量和現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵污染。

載體樁施工需要將填料夯填到已經(jīng)成孔的樁孔中，其夯實(shí)填料可用碎磚、碎混凝土塊、等。現(xiàn)在棚戶區(qū)改造工程較多，此夯填料可以充分利用拆遷所產(chǎn)生的建筑廢渣，廢磚，廢物利用，變廢為寶。此外，其不用像擴(kuò)底鉆孔灌注樁一樣進(jìn)行人工擴(kuò)底，減少了施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 施工環(huán)境要求低

載體樁基礎(chǔ)在進(jìn)行載體夯填料夯實(shí)時(shí)，由于樁載體埋置深度深，噪音相比于旋挖鉆成孔出土和擠密樁夯實(shí)時(shí)的噪音均較小。濕陷性黃土地區(qū)棚戶區(qū)改造工程中多數(shù)位于市區(qū)建筑垃圾較多的拆遷區(qū)，其對(duì)施工噪音較為敏感且有大量建筑垃圾外運(yùn)，采用載體樁基礎(chǔ)可以直接將現(xiàn)場(chǎng)的建筑垃圾作為載體樁的夯填料有效利用，既可以減少建筑垃圾外運(yùn)量也可以節(jié)省載體填充料的材料，噪音污染也滿足市區(qū)施工的要求。

4 施工工期要求對(duì)比

對(duì)于同等承載力要求的基礎(chǔ)，載體樁設(shè)計(jì)相比擴(kuò)底鉆孔灌注樁基礎(chǔ)截面尺寸較小，無(wú)土方開(kāi)挖量，樁身混凝土量較小，且擴(kuò)底鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的擴(kuò)底施工速度慢于載體樁基礎(chǔ)的載體夯填料施工，總體對(duì)比載體樁基礎(chǔ)施工速度快于擴(kuò)底鉆孔灌注樁。灰土擠密樁施工前需要提前進(jìn)行石灰熟化，灰土現(xiàn)場(chǎng)拌和，灰土二次倒運(yùn)，鑒于其設(shè)計(jì)特點(diǎn)，一般灰土擠密樁設(shè)計(jì)數(shù)量大，孔內(nèi)夯填錘擊數(shù)、灰土壓實(shí)度均有要求，以上施工特點(diǎn)導(dǎo)致在同等外部條件下其施工速度要慢于擴(kuò)底鉆孔灌注樁基礎(chǔ)和載體樁基礎(chǔ)。

5 工程實(shí)例分析

我公司承建的固原一中初中部擴(kuò)建工程位于西北地區(qū)濕陷性黃土區(qū)域，其中的1#樓、2#樓、3#樓位于棚戶區(qū)拆遷區(qū)，其設(shè)計(jì)基礎(chǔ)為載體樁基礎(chǔ)，載體樁相關(guān)參數(shù)如下表。

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其建筑所在地有部分既有建筑需要拆除，現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾較多，其載體樁共計(jì)349根,有效利用現(xiàn)場(chǎng)拆遷碎磚174.5m3，充分利用拆遷的建筑材料作為填充料，即消耗了建筑垃圾，做到廢物利用，又節(jié)約了建筑成本。

施工現(xiàn)場(chǎng)用一臺(tái)打樁機(jī)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，每天可以成樁12根。根據(jù)我公司承建的固原西湖路項(xiàng)目住宅樓擴(kuò)底鉆孔灌注樁現(xiàn)場(chǎng)施工情況，旋挖鉆機(jī)每天平均成樁10根（人工擴(kuò)底進(jìn)度較慢），對(duì)比可知，載體樁施工速度快約20%。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，載體樁基礎(chǔ)施工工藝相比擴(kuò)底鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、灰土擠密樁法施工略有復(fù)雜，但可有效減少揚(yáng)塵污染、控制噪音、減少土方外運(yùn)量、加快施工進(jìn)度、降低工程總體造價(jià)。施工中就地取材，充分地利用棚戶區(qū)拆遷廢棄物作為夯填料，變廢為寶，保護(hù)環(huán)境，利國(guó)利民，符合國(guó)家大力提倡的綠色環(huán)保建筑的設(shè)計(jì)理念，在我國(guó)廣大西北濕陷性黃土地區(qū)棚戶區(qū)改造工程中優(yōu)勢(shì)明顯，具有很高的實(shí)用推廣價(jià)值。