复合载体夯扩桩施工技术

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0概述

复合载体夯扩桩以其承载力高、造价低廉、充分利用建筑废料、减轻污染等优点成为一种良好的地基处理方式。复合载体由四部分组成:干硬性混凝土（低塌落度混凝土）、填充料、挤密土体和影响土体。复合载体夯扩桩既具有混凝土桩身,同时又有复合载体，桩身将部分荷载通过侧摩阻力传递到桩侧土体，复合载体将上部荷载传递到桩端以下深层土体。由于复合载体夯扩桩桩长较短，桩身周围土体侧摩阻力较低，故大部分荷载都传递到桩端下深层土体。通过大量的试验数据统计分析，6m以内的复合载体夯扩桩上所受的荷载90%都传递到桩端下土体。

1方法特点

复合载体夯扩桩无论扩大体的形成、桩孔的形成均由重锤、振动夯击所致。形成过程对周围土体产生挤密效应，在挤密的影响范围内，周围土质得到加固。桩身段的侧摩阻力自然有一定程度的提高。桩体的混凝土在夯击、振捣密实的同时,有效地与桩孔土壁得以挤密，使得桩身侧摩阻力加强。被加固土层指桩端至桩端以下2m范围内的土层，该土层由夯扩体和在夯扩过程中被挤密加固了的桩间土两部分组成。因此，该土层可视为以夯扩体为加强体的复合地基，其功能是将界面上由桩端和桩间土传来的荷载经扩散到复合体再传递至下一层土层。复合载体夯扩桩由于对被加固土层内的填充料施以强力冲击,致使土体明显被加固，桩端下4m范围内土的压缩模量提高1.35倍,承载力提高1.5～1.58倍，使被加固土层成为一个较硬土层，与其下面的持力层形成了双层地基，从而使单桩承受的荷载经被加固土层向下扩散，所以沉降小、承载力大幅提高。复合载体夯扩桩在夯扩体内的填充料可以利用建筑垃圾和煤矸石，施工过程无需制作泥浆，无需依靠泥浆护壁。在夯击土体过程中，会产生局部振动或噪声，可以采取措施。混凝土灌注桩、水泥搅拌桩在施工中不仅产生一定的噪声，而且需要制作护壁用的泥浆、在施工作业时，湿作业量大，污染设备及施工环境。

2施工工艺流程

放桩位线→桩机调整→放桩就位→沉护筒→夯填砖块→夯干硬性混凝土→下钢筋笼抄平→浇筑混凝土→成品保护

3施工操作要点

在工程进行定位放线后，经过规划验收，就可以进行桩基础施工放线工作。据施工图纸对每只桩进行定点，按轴线交叉位置,使用4mm×6mm木方，用线坠垂下，用4cm钉子作为桩中心点。桩机进入现场后根据施工流段进行施工，按照桩点进行调试，经检查准确无误后就可以进行夯扩桩工作。重锤落击到设计要求的持力层后,才能夯填碎砖，必须有监理在场，鉴定三击贯入深度，每只桩使用碎转0.5～1.8m3。碎砖夯实后进行C20干硬性混凝土的夯实，在确认夯实后，测量标高，放入钢筋笼。校正钢筋位置，检查保护层厚度，进行混凝土灌注。混凝土施工过程中在桩基位置铺设铁皮一块。分两层放入混凝土即进行振捣，要求振捣密实。在桩头部位要进行钢摸保护，进行抹平。混凝土施工完后,桩机即撤离桩位进行下一只桩的施工。在规定时间内进行桩基检测。测桩的数量根据规范要求，桩基检测合格后方可施工基础和主体结构。

4主要施工机械设备

打桩机、混凝土、搅拌机、翻斗车、磅秤、铁锨、振动棒。

5质量控制措施

5.1质量保证措施

桩位放线。首先由测量人员根据施工图（加盖红章）按设计要求放出桩位线，由专人验线并作桩位预检纪录。公司总工程师对施工过程中的技术和资料进行定期检查和指导,发现问题限期整改，否则实行质量否决权。项目部成立以项目技术负责人为首的质量管理小组，对工程施工的各个环节工作质量进行管理,对整个工程质量负全面责任。质检员负具体检查责任。班组长认真执行质量标准，按规程作业，对工序质量负责。工程开工前，落实各级人员岗位责任制，做好技术交底，使每个施工人员对工程总体要求明确，对岗位职责、岗位技术要求有深刻了解，使人人具有“质量等于企业生命”的意识。明确影响质量的关键点,有针对性地采取管理措施。沉管夯扩桩关键在于:沉管位移量的要求、夯扩头的控制、拔管速度的控制、混凝土配合比的控制、钢筋笼的制作吊放等。根据实际情况，对易发生质量事故的环节实行以预防为主，使事故防患于未然。

5.2质量预防措施

5.2.1桩身断裂问题采取退打施工方案，尽量避免施工设备在成型桩上运行；施工桩应尽可能连续打完，使其在临近桩未达到初凝状态前全部完成；施工沉管过程中,地层上部的挤土效应最为明显，对邻近桩的影响也最大,因此在沉管入土时尽量采用静加压方式，减少对临近桩的影响。

5.2.2桩身缩颈问题降低提管速度，特别是在接近地表3m范围内速度应严格控制在0.8m/min以内;采用“留振”措施或拔出管后振动棒在桩体上部振捣；施工前在场地周边预先施工一些砂桩、碎石桩泄压井,这样再施工夯扩桩时，产生的超静水压力从渗透性能较好的砂石桩中顺利泄放；地下水位埋深较浅时,应采取适度的井点降水措施，或者沉管成孔后孔中放入滤布包好的钢筋笼,以此来控制沉管产生的超静水压力；合理布置打桩顺序，不集中打桩，以利孔隙水压力的消散。

5.2.3桩身混凝土离析、夹泥、强度偏低问题施工前采取降水措施，打一些降水井或泄压井以减轻土体中的超静水压力；沉管前严格检查桩端的密封情况，保证其严密性，防止沉管过程中进水、进泥，若沉管后发现管内少量进水，可先倒入一些干水泥吸干,方可进行下一步工序；做好混凝土材料的选取、验收工作，严禁使用不合格材料，必要时应进行洗料，严格控制混凝土的配合比，坍落度控制在8～10cm。

6安全控制措施

电缆要求架起离开地面，防止压坏及漏电，过路电缆要求挖沟浅埋。电工、电焊工须持证上岗。现场交叉作业要注意互相配合，听从指挥，发现问题及时解决。夯击现场要设隔离围挡，并设专人警戒，无关人员严禁进入施工现场。

7环保措施

做好文明施工，现场采用彩钢板围挡，道路、材料堆场、施工场地采用混凝土硬化，定期对施工现场进行整理清扫，保证现场卫生清洁，施工车辆出场前要冲刷干净。施工现场内的材料和工具要在指定的位置堆放整齐,不得随意堆放杂物。混凝土搅拌和浇筑现场要做好防护，防止污水和噪声污染。夜间施工要提前办理有关手续，并出告示通告居民。

8效益分析

8.1社会效益

充分利用碎砖、煤矸石等建筑废料，减少水泥用量，减轻废弃物污染，节能环保。因为不用泥浆护壁，减轻了泥浆和污水对环境的污染。采用机械作业，减轻了工人的劳动强度。

8.2经济效益

提高了施工效率，加快施工进度。使用建筑垃圾、煤矸石等废弃物做复合载体夯填料，减少了水泥用量，降低了成本。地质适应面广，场地不用清障，成桩率高，施工工艺简单，布桩灵活，抗拔性能好。

9小结

采用复合载体夯扩桩技术，既降低了地基处理费用，又减少了资源的耗废，变废为宝。复合载体夯扩桩技术符合发展循环经济、建设节约型社会的战略，推广应用这一技术，能取得显著的社会效益、经济效益。

作者：蔡超 单位：河南省第一建筑工程集团有限责任公司