許園林

1 概述

復(fù)合載體夯擴(kuò)樁是由北京波森特巖土有限公司研發(fā)的一種新型樁基技術(shù)。復(fù)合載體夯擴(kuò)樁與普通意義上的樁有所區(qū)別，是由上部的鋼筋混凝土樁或預(yù)制樁和下部的復(fù)合載體共同構(gòu)成，具有消除樁端應(yīng)力擴(kuò)散范圍土層的濕陷性，消除砂性土液化，改善樁端土層的受力狀態(tài)，形成整體復(fù)合承載能力的作用。山西大部分地區(qū)地基土層存在濕陷性問題，推廣應(yīng)用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁，具有重要的意義。

2 工藝原理

復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的核心技術(shù)是對(duì)樁端周圍一定范圍內(nèi)的土層通過夯擊擴(kuò)大進(jìn)行加固擠壓，并通過鋼筋混凝土樁身、夯填干硬性混凝土、夯填填充料等形成逐級(jí)應(yīng)力擴(kuò)散的合理復(fù)合承載的能力。

其施工順序?yàn)椴捎眉?xì)長(zhǎng)錘夯擊成樁孔，采用鋼護(hù)筒對(duì)樁孔進(jìn)行護(hù)壁，將護(hù)筒沉到鋼筋混凝土樁體的設(shè)計(jì)標(biāo)高后，采用細(xì)長(zhǎng)錘夯擊護(hù)筒下土層至一定深度后，向孔內(nèi)投入填充料和干硬性混凝土，用細(xì)長(zhǎng)錘反復(fù)夯實(shí)、擠密，在樁端形成多層次的復(fù)合載體，最后放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土而形成的樁。

樁底的復(fù)合載體由四部分組成:夯實(shí)干硬性混凝土(低坍落度混凝土)、夯實(shí)填充料、擠密土體和影響土體。對(duì)于山西地區(qū)的濕陷性黃土，由于濕陷性的問題，處理方法大多為換土、強(qiáng)夯、灌注樁或靜壓樁，但存在造價(jià)較高，處理深度偏大，無法充分利用原土地基的承載能力問題。

復(fù)合載體夯擴(kuò)樁施工工藝簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量易于控制，施工速度快、承載力高、造價(jià)低、節(jié)省工期。正常情況下，每臺(tái)機(jī)組每臺(tái)班成樁10根，孔內(nèi)夯擊，噪聲小、安全性好。施工時(shí)，可消納大量的現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾，有利于環(huán)境保護(hù)。

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

1)復(fù)合載體夯擴(kuò)樁施工工藝流程見圖1。

2)復(fù)測(cè)樁位線。放線人員依據(jù)規(guī)劃定點(diǎn)將樁位放線完畢，在施工前，組織技術(shù)員對(duì)所要打的樁位再進(jìn)行一遍復(fù)測(cè)，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行施工。

3)樁機(jī)就位。檢查樁機(jī)設(shè)備工作是否正常，移動(dòng)樁機(jī)就位，調(diào)整樁機(jī)垂直度。

4)沖擊成孔(鉆孔)。在確定所要打的樁位上，使護(hù)筒中心與樁位中心位對(duì)齊。先用細(xì)長(zhǎng)錘低落距夯擊地面，在地面土體中形成一個(gè)淺孔，用反壓系統(tǒng)將護(hù)筒沉至孔底，并調(diào)整護(hù)筒垂直。若成孔困難，可用螺旋鉆輔助成孔。

5)沉護(hù)筒至設(shè)計(jì)標(biāo)高。提高細(xì)長(zhǎng)錘夯擊成孔，將護(hù)筒沉至孔底，經(jīng)反復(fù)操作后，將護(hù)筒沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高處。當(dāng)接近樁底標(biāo)高時(shí)，控制重錘落距，準(zhǔn)確將護(hù)筒沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。如果在砂層中沖擊成孔困難，可采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔。

6)填料夯擊。護(hù)筒沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，提升重錘高出填料口，進(jìn)行填料，錘做自由落體運(yùn)動(dòng)，夯擊填充料(填料量以錘底30 cm～50 cm為依據(jù))。

7)實(shí)測(cè)三擊貫入度。承載體形成密實(shí)狀態(tài)后，在不填料的情況下，令重錘以6 m落距做自由落體運(yùn)動(dòng)。實(shí)測(cè)三擊貫入度，每級(jí)貫入度應(yīng)比前擊小或相等，且三擊貫入度的累計(jì)值滿足設(shè)計(jì)要求;如不滿足設(shè)計(jì)要求，則應(yīng)繼續(xù)填料夯擊至滿足三擊貫入度要求。

8)夯填干硬性混凝土。三擊貫入度滿足要求后，分次夯填0.2 m3～0.3 m3的干硬性混凝土，繼續(xù)夯擊至錘底出1 cm～2 cm或持平。

9)放鋼筋籠至設(shè)計(jì)標(biāo)高。在護(hù)筒內(nèi)放入預(yù)制鋼筋籠，測(cè)量鋼筋籠頂標(biāo)高，使鋼筋籠沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

10)澆筑混凝土。從護(hù)筒填料口灌入混凝土，連續(xù)灌至樁頂標(biāo)高，并適當(dāng)進(jìn)行超灌30 cm～50 cm。

11)拔護(hù)筒?；炷翝仓戤吅螅瑢⒆o(hù)筒拔出，拔護(hù)筒時(shí)速度要慢，同時(shí)注意觀察鋼筋籠是否有位移。

12)振搗混凝土。振搗時(shí)，盡量一次插至樁底，要快插，并逐漸慢慢上拔至樁頂。

4 施工技術(shù)措施

1)樁位放線:首先由測(cè)量人員根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖放出樁位線，由專人驗(yàn)線并報(bào)監(jiān)理單位核驗(yàn)，做好樁位預(yù)檢記錄。2)移樁機(jī)就位，調(diào)整護(hù)筒垂直，確保其垂直度偏差不大于1%。3)放置鋼筋籠時(shí)，嚴(yán)禁高起高落，避免碰撞，以防彎曲變形;提升護(hù)筒時(shí)，觀察鋼筋籠是否有豎向位移。4)采取鋼筋籠加定位器等措施控制樁身鋼筋保護(hù)層厚度。鋼筋籠應(yīng)校直，完成后，復(fù)測(cè)主筋間距、長(zhǎng)度及箍筋間距，確保其在誤差范圍內(nèi)。5)混凝土攪拌時(shí)，砂與碎石每車都要過秤計(jì)量，嚴(yán)格按混凝土施工配比計(jì)量;每盤料攪拌時(shí)間不少于2 min，坍落度控制在10 cm～14 cm。6)干硬性混凝土水泥、砂石配比為C25混凝土配比，用水量減少，以手攥成團(tuán)為宜。7)派專人負(fù)責(zé)按有關(guān)規(guī)定留取混凝土試塊，每作業(yè)班至少留置一組標(biāo)養(yǎng)試件，并隨時(shí)檢查混凝土坍落度是否滿足要求。試塊拆模后應(yīng)盡快送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行標(biāo)養(yǎng)。8)測(cè)三擊貫入度時(shí)嚴(yán)禁帶剎車和離合，測(cè)量要細(xì)致、準(zhǔn)確，如實(shí)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。9)夯填干硬性混凝土后，立即灌入少量混凝土約20 cm～30 cm，且要求混凝土的和易性要好，以確保結(jié)合處的樁體質(zhì)量。10)成樁過程中隨時(shí)測(cè)量對(duì)鄰樁的影響，發(fā)現(xiàn)鄰樁水平及豎向位移超過30 mm，則停止夯擊。11)樁身混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)適當(dāng)超灌至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上30 cm～50 cm;混凝土振搗要密實(shí)。12)拔出護(hù)筒時(shí)速度要慢，對(duì)含水率小的填土，粉土，粘土，以1 m/min～2 m/min為宜。對(duì)含水率大的填土，粉土，粘土，以1 m/min為宜。特別是剛開始拔時(shí)，注意不要將護(hù)筒內(nèi)混凝土及鋼筋籠帶起，造成樁身混凝土與干硬混凝土(復(fù)合載體)結(jié)合不密實(shí)。

5 效益分析

采用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁作為地基處理方案，具有施工工藝簡(jiǎn)單，施工速度較快、單樁承載力高、施工中在孔內(nèi)夯擊，噪聲小、安全性好的特點(diǎn)。施工時(shí)，可充分利用建筑固體垃圾或較為廉價(jià)的建筑材料作為夯填料，方便就地取材，大幅降低基礎(chǔ)處理的成本。通過幾個(gè)項(xiàng)目的應(yīng)用，它比常見地基處理方法節(jié)約造價(jià)15%～45%，是地基處理中比較經(jīng)濟(jì)、有效可靠的地基加固新技術(shù)，在山西地區(qū)具有廣闊的市場(chǎng)前景，但由于需要進(jìn)行夯擊，在對(duì)振動(dòng)敏感的地區(qū)及地下承壓水位較高地區(qū)應(yīng)慎重使用。

6 應(yīng)用實(shí)例

實(shí)例一:山西省運(yùn)城地區(qū)香榭麗舍小區(qū)采用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)建成住宅樓13棟，13層剪力墻結(jié)構(gòu)。該基礎(chǔ)采用樁長(zhǎng)8 m，樁徑410mm，樁間距1.8m。樁體混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，單樁豎向承載力特征值不低于500 kN。于2009年10月15日開始基礎(chǔ)施工，2010年1月5日完成。施工完成后對(duì)10根工程樁進(jìn)行了試樁，承載力均達(dá)到了設(shè)計(jì)值，沉降觀測(cè)結(jié)果符合規(guī)范要求。工程質(zhì)量好，施工進(jìn)度快，受到建設(shè)、監(jiān)理單位好評(píng)。

實(shí)例二:山西省侯馬市華翔書香花苑小區(qū)建成住宅樓一棟，基礎(chǔ)工程采用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)。該樓長(zhǎng)80.4 m，寬16.8 m，16層剪力墻結(jié)構(gòu)。采用復(fù)合載體樁基礎(chǔ)，樁徑450 mm、樁①有效樁長(zhǎng)9.8 m，29根;樁②有效樁長(zhǎng)8.3 m，216根。樁體混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，單樁豎向承載力特征值不低于715 kN。于2010年3月15日開始基礎(chǔ)施工，2010年4月5日完成。施工完成后對(duì)4根工程樁進(jìn)行了試樁，承載力均達(dá)到了設(shè)計(jì)值，沉降觀測(cè)結(jié)果符合規(guī)范要求。

7 結(jié)語

從復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的工藝原理及施工控制，通過在幾個(gè)項(xiàng)目的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)對(duì)于濕陷性黃土地基的處理具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，通過將原土加固與樁基各自的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)的結(jié)合，可將樁基礎(chǔ)與天然地基的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來。復(fù)合載體在整個(gè)過程中起到了緩沖作用，也有擴(kuò)大持力層有效承載面積的作用，且填充料采用建筑垃圾、碎石、工業(yè)廢料等，在降低造價(jià)的同時(shí)，也消化了一些難以處理的垃圾，綠色環(huán)保。

［1］ 李巨文，常洪信，郭總理.采用建筑垃圾夯擴(kuò)樁處理軟弱地基的設(shè)計(jì)與施工［J］.建筑技術(shù)，2002(13):97-99.

［2］ 鄺根發(fā).夯擴(kuò)樁在房屋建筑工程中的應(yīng)用［J］.民營(yíng)科技，2010(23):53-55.

［3］ 張向華.小議夯擴(kuò)樁的施工［J］.山西建筑，2010，36(12): 96-97.